[发明专利]一种基于金属3D打印技术的电机铁心及其制造方法有效

专利信息
申请号: 202010062461.7 申请日: 2020-01-20
公开(公告)号: CN111245114B 公开(公告)日: 2021-08-31
发明(设计)人: 赵文娟;邱鑫;葛浩锐;杨建飞;施建平;杨继全 申请(专利权)人: 南京师范大学
主分类号: H02K1/14 分类号: H02K1/14;H02K1/27;H02K15/02;H02K15/03
代理公司: 南京苏高专利商标事务所(普通合伙) 32204 代理人: 柏尚春
地址: 210046 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 金属 打印 技术 电机 铁心 及其 制造 方法
【说明书】:

发明公开了一种基于金属3D打印技术的电机铁心及其制造方法,包括相互配合的定子铁心和转子铁心,定子铁心包括定子铁心外壳和定子铁心内壳,定子铁心内壳沿圆周均匀形成多个向外凸出的定子槽;定子铁心外壳和定子铁心内壳之间围合成用于容纳氧化软磁粉末的定子铁心槽;转子铁心包括转子铁心外壳和转子铁心内壳,沿转子铁心外壳内周设有多个均匀分布的一字型内槽;转子铁心外壳和转子铁心内壳之间一字型内槽以外的部分设有不同规格氧化软磁粉末。本发明在铁心内部不同槽中填充不同规格的氧化软磁粉末,通过调节粉末的颗粒大小来减小电机涡流损耗;通过调节铁心槽中粉末的疏松度,可以调节电机铁心导磁性能、优化电机磁路,从而提高电机性能。

技术领域

本发明涉及电机铁心,具体涉及一种基于金属3D打印技术的电机铁心及其制造方法。

背景技术

传统的电机铁心制造方法主要包括冲单片法和拼接法。这两种方法都需要先冲制硅钢片,再叠压拼接,最后焊接完成,其工艺较为复杂,制造形状复杂的铁心比较困难,且模具通用性不高,需要大量的模具,其价格昂贵。

近年来,金属三维打印技术迅速发展,以选择性激光熔化、烧结、电子束熔融等采用高能量源的三维打印技术最为成熟,能实现难熔、难加工金属材料的快速制造,在模具制造、航空航天、车辆和医学等领域具有广泛应用前景,也为电机铁心的制造提供了新思路。采用金属三维打印技术之后,由于把电机铁心打印成一个整体,电机的涡流损耗就会随之增加,如何降低电机涡流损耗成为一个难点。

发明内容

发明目的:本发明的第一目的在于提供一种涡流损耗低的基于金属3D打印技术的电机铁心;本发明的第二目的在于提供一种能够降低涡流损耗的基于金属3D打印技术的电机铁心的制造方法。

技术方案:本发明的基于金属3D打印技术的电机铁心包括相互配合的定子铁心和转子铁心,其特征在于:定子铁心包括定子铁心壳,定子铁心壳由定子铁心外壳和定子铁心内壳两部分构成,定子铁心内壳沿圆周均匀形成多个向外凸出的用于放置绕组的定子槽;定子铁心外壳和定子铁心内壳之间围合成用于容纳氧化软磁粉末的定子铁心槽;

转子铁心包括转子铁心壳,转子铁心壳由转子铁心外壳和转子铁心内壳两部分构成,转子铁心内壳设于转子铁心外壳内部,沿转子铁心外壳的内周设有多个均匀分布的用于放置永磁体的一字型内槽;转子铁心外壳和转子铁心内壳之间一字型内槽以外的部分装有不同规格氧化软磁粉末。

所述一字型内槽的两个侧面延伸至转子铁心外壳的内壁形成第一内槽;相邻两个一字型内槽中靠近转子铁心内壳一侧的两个长边相连,与转子铁心外壳内壁及相邻两个一字型内槽的两个侧面共同围成第二内槽;转子铁心内壳与一字型内槽、第二内槽围合的空间为第三内槽,能够在不同槽中装入不同规格的氧化软磁粉末。

所述定子铁心槽、第一内槽、第二内槽及第三内槽分别填充不同规格的氧化软磁粉末,且填充在定子铁心槽、第一内槽、第二内槽及第三内槽中的氧化软磁粉末的疏松度不同;通过调节氧化软磁粉末颗粒的大小来减小电机涡流损耗,通过调节不同槽中氧化软磁粉末的疏松度可以调节电机铁心的导磁性能。

所述定子铁心壳、转子铁心壳的厚度可调,热传导性能好,且散热面积大。

所述氧化软磁粉末为氧化铁粉或者氧化铁硅合金粉末。

所述定子铁心壳的顶部设有第一装粉孔,转子铁心壳的顶部设有多个与第一内槽、第二内槽、第三内槽相对应的装粉孔,通过装粉孔将氧化软磁粉末装入各个槽中。

所述定子铁心壳和转子铁心壳采用金属3D打印技术制成,生产工序简单、生产周期短,而且提高了材料的利用率。

本发明所述的基于3D打印技术的电机铁心的制造方法,包括以下步骤:

(1)通过金属3D打印技术建立电机铁心的三维模型,在定子铁心壳、转子铁心壳中需要填充氧化软磁粉末的部位预留装粉孔;

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