[发明专利]一种永磁转子组件的制备方法

说明书

本发明涉及一种永磁转子组件的制备方法，属于电机制备技术领域。本发明中永磁转子组件的制备方法包括如下步骤：S1、采用永磁合金材料制成磁粉；S2、制备转子组件A，所述转子组件A包括位于中心的轴芯和铁芯外部的磁环生坯，所述磁环生坯由磁粉压制成型制得；S3、将转子组件A进行整体烧结和整体热处理，制成铁芯和磁环一体的转子组件B；S4、对转子组件B进行机加工，即得永磁转子组件成品，本发明永磁转子组件的制备方法制备装配过程简单高效、可加工精度高、装配成电机转子动平衡性好、制备成本相对低廉，特别适合用于高速永磁电机。

技术领域

本发明属于电机制备技术领域，涉及一种用于电机特别是高速电机的永磁转子组件的制备方法。

背景技术

高速电机通常是指转速超过10000r/min的电机，高速电机具有以下优点：一是转速高，电机功率密度高，体积远小于普通功率电机，可有效节约制备材料；二是可与原动机直接相连，而不使用机械变速装置，从而能有效减小系统振动和噪音，提高传动效率；三是转动惯量小，动态响应快。高速电机可用于高速磨床和其他加工机床、高速飞轮储能系统、空气循环制冷系统中的离心式压缩机、天然气输送及污水处理采用的高速离心压缩机和鼓风机、分布式供电系统的燃气轮机驱动高速发电机，以及航空航天领域等。由于高速电机的诸多优势和广阔的应用前景，目前已成为电机领域的研究热点。

然而由于高速电机在运转过程中转子转速非常高，转子的质量分布和磁力分布如果不均匀，当转子转速接近或超过临界转速时，整个转子包括转子支承系统都将产生很大振动，这种振动将会对高速电机产生致命的影响，因此保持其转子的动平衡非常重要。

目前用于高速电机的永磁转子是通过将磁钢装配在铁芯轴表面制备而得，主要有两种装配方式。

第一种方式是将磁瓦(瓦形磁钢)按电机要求一片一片表贴在铁芯轴表面，磁瓦和铁芯轴之间通过耐高温胶进行固定，磁瓦拼接后在铁芯轴表面形成一个圆环，再用碳纤维材料缠绕整个圆环外周进行加固，并在碳纤维材料的外围过盈装配无磁的合金圆套，得到永磁转子。这种方式装配过程复杂，效率低下；磁钢与磁钢之间存在间隙，存在严重漏磁现象，导致磁钢利用率不高；也不利于转子高速运转时的动平衡保持；磁瓦的加工常采用线切割或成型磨的方式制得，由于磁钢是脆性材料，机加工收得率不高，导致磁瓦的机加工成本较高。过盈装配无磁的合金圆套对高速电机用永磁转子进行进一步加固的原因是永磁材料抗压不抗拉，在高速电机转动过程中可能会发生离心崩解，一般电机无需装配无磁的合金圆套。

第二种方式是先将磁环套在铁芯轴外面，中间缝隙灌胶进行粘结和固定，然后在磁环外围过盈装配无磁的合金圆套，即得到两极永磁转子。由于磁环是脆性材料，耐压不耐拉，不能以过盈方式装配在铁芯轴上，否则极易破碎，因此只能采取灌胶装配的方式使磁环和铁芯轴固定在一起。这种方式对胶的要求较高，在后续的高速运转过程中或长时间运行过程中存在老化脱落的风险；虽然相比磁瓦表贴方式效率高，但效率仍然有待提高；另外现有技术中磁环制备较为困难，制备成本比磁瓦的制备成本更高，导致该种方法成本较高。

因此，降低磁环以及相应的电机转子的成本一直是高速电机研究者关心的热点问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种永磁转子组件的制备方法，制备装配过程简单高效、可加工精度高、装配成电机转子动平衡性好、制备成本相对低廉，特别适合用于高速永磁电机。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种永磁转子组件的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、制备磁粉，所述磁粉采用永磁合金材料制成；

S2、制备转子组件A，所述转子组件A包括位于中心的轴芯和铁芯外部的磁环生坯，所述磁环生坯由磁粉压制成型制得；

S3、将转子组件A进行整体烧结和整体热处理，制成铁芯和磁环一体的转子组件B；