[发明专利]一种高速永磁电机内置式转子磁极结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机工程技术领域，特别涉及一种高速永磁电机内置式转子磁极结构。

背景技术

本专利受国家863项目（2012AA061303）及国家重大科学仪器设备开发专项（2012YQ05024207）资助。高速永磁电机具有体积小、功率密度大、响应快、调速范围宽、能直接驱动高速负载等优点，可被应用于航空航天、飞轮蓄能、精密仪器制造等领域。高速电机运行时，其转速在10000r/min以上，高转速在电机转子内部会产生极大的离心力，而转子中永磁材料抗拉强度较低，因此对磁极结构的合理设计尤为重要。

目前高速永磁电机采用的磁极结构主要为表贴式转子磁极结构和内置式转子磁极结构。表贴式转子磁极结构制造工艺成本低、漏磁少，但当转子转速较高时，转子机械强度较差，磁极所受离心力较大，需采取转子护套对磁极进行保护，其制作工艺较为复杂，成本较高。内置式转子磁极结构漏磁系数小、极弧系数易于控制，其永磁体直接嵌入在转子铁心内，无需转子护套，但其中内置切向式转子磁极结构永磁体利用率较低，变相增加了电机制造成本，另一种内置径向式转子磁极结构，永磁体径向长度较长，转子高速运行时产生的弯应力易使永磁体断裂，且在极靴和永磁体上产生的离心力由转子中的隔磁桥承担，为保证隔磁性能，隔磁桥一般较薄，因此机械强度相对脆弱。

针对上述存在的诸多问题，国内外进行了一些研究，并申请了一些专利。在加强高速永磁电机表贴式转子机械强度方面，专利号：201510267300.0，名称是一种表贴式高速永磁电机的永磁体固定结构,提出在转子表面设置限位凸台，在相邻凸台之间放置永磁体，并在永磁体外部采用非导磁金属保护套固定，进一步加强转子的机械强度。专利号：201310451701.2，名称是中大型高速稀土永磁电机的磁钢紧固结构，提出在转子铁芯外表面上设置凸棱并在凸棱间设置T型槽和楔块来在径向和圆周方向上固定磁极，加强转子机械结构的同时省去了转子护套。但上述两种方案都存在结构复杂，加工工艺难度大等不足。在加强高速永磁电机内置式转子机械强度方面，专利号：201420434523.2，名称是一种高速永磁电主轴内装电机转子冲片结构，提出将永磁电机内置径向式转子磁极结构的永磁体分为两块或两块以上，在每块永磁体间设置隔磁桥，并将隔磁桥底部设计为凸台结构，增加了隔磁桥及转子磁极的机械强度，但所述转子冲片结构特殊，加工工艺难度较大，且永磁体分块后仍存在极间漏磁，增加了永磁体用量，变相增加了成本。

发明内容

发明目的：本发明是一种高速永磁电机内置式转子磁极结构，其目的在于解决现有技术中存在的转子转速较高时，转子机械强度较差；永磁体利用率较低；转子高速运行时产生的弯应力易使永磁体断裂等问题。

技术方案：

一种高速永磁电机内置式转子磁极结构，其特征在于：该结构包括转子铁芯；沿圆周方向排布在所述转子铁芯上的多段永磁体；插入在所述多段永磁体各段磁极间的加强筋；沿铆钉孔盖在所述转子铁芯上的挡板，所述挡板通过铆钉与转子铁芯铆接；所述转子铁芯上冲有隔磁桥，所述隔磁桥中插有加强筋；所述转子铁芯焊接固定在电机转轴上；所述加强筋为非导磁合金钢制成的加强筋。

所述的高速永磁电机内置式转子磁极结构，其特征在于：所述的多段永磁体中的每段永磁体的宽度为其厚度的一倍以上。

所述的高速永磁电机内置式转子磁极结构，其特征在于：所述的转子铁芯为不均匀气隙结构，由若干个外边缘凸起的转子冲片顺次叠压于电机转轴组成。

所述的高速永磁电机内置式转子磁极结构，其特征在于：所述转子冲片上冲有沿圆周方向所分多段永磁体及加强筋的放置槽；所述转子冲片上冲有隔磁桥及铆钉孔。

优点及效果：本发明所述高速永磁电机内置式转子磁极结构制造工艺简单、机械性能可靠、实用性高，可以广泛应用于高速永磁电机中，有效提高了电机高速运行时的可靠性和使用寿命，并降低了加工制作成本。

附图说明：

图1为本发明的转子结构示意图；

图2为本发明的挡板结构示意图；

图3为加强筋示意图；

图4为转子铁芯示意图。

图中标注：

1.转子铁芯、2.多段永磁体、3.加强筋、4.隔磁桥、5.电机转轴、6.铆钉孔、7.铆钉、8、挡板。