一种盘式电机转子制造技术

盘式电机转子，包括转子本体和永磁单元，在转子本体盘体上有偶数个永磁单元在盘体上沿圆周均布，相邻永磁单元的磁极向相反，每个永磁单元含有一个至若干个磁单体，永磁单元内的磁单体安装时极性相同；另在转子本体盘体外周加装碳纤维加强箍。本发明专利技术是在现有电机的结构形状基础上，增加了加强箍、网格形状和蜂巢式分布磁体，使得离心力分解，克服了单个磁块只有外沿点接触和螺丝孔受力会导致磁块外沿压碎和固定螺丝孔处开裂，同时克服了增加转速压碎磁块的问题；结构简单、成本较低，提高了高速运行等级、而且安全可靠，可用于大功率高速电机。

【技术实现步骤摘要】
一种盘式电机转子
本专利技术涉及盘式电机，具体涉及轴向磁通永磁盘式电机中使用的转子。属于电机

技术介绍
通常的盘式电机是由单个定子和所对应的转子组成，转子和定子都呈扁而平的盘状结构，电机也是扁平形状。盘式永磁电机结合了永磁电机和轴向磁场电机的特点，具有轴向尺寸短、结构紧凑、功率密度高、转动惯量小等优点。尤其是无铁芯盘式电机，因其中无铁芯重量轻、体积小、损耗小、噪声低、振动小等优点被广泛应用。目前，永磁盘式电机的转子大多由永久磁钢和转子轭铁组成，磁钢通过粘结或者采用螺钉紧固的方法安装在轭铁上，形成电机的永磁转子。电机在工作过程中转子的永久磁钢和轭铁都会产生磁损耗，转子会发热，采用粘结的方法在转子发热或长期使用后存在磁钢脱落的危险；而采用螺钉紧固的方法也由于永久磁钢材料一般都比较脆，容易导致磁钢脆裂，由其是高速时，影响转子的结构强度。由于前述的缺点和不足，盘式永磁电机在高速电机中应用受到极大的限制，主要表现为：在转子高速转动时，因离心力的作用不但磁钢容易脱落，由于质量分布不均匀，甚至使转子本体发生翘曲变形，严重时可使电机报废。
技术实现思路
针对上述存在的问题，本专利技术公开了盘式电机转子，在转子本体盘体上有偶数个永磁单元在盘体上沿圆周均布，相邻永磁单元的磁极向相反，每个永磁单元含有一个至若干个磁单体，永磁单元内的磁单体安装时极性相同；另在转子本体盘体外周加装碳纤维加强箍。旨在为盘式永磁运用于高速电机，而提供了一种制作简单、成本较低、运行可靠的解决方案。本专利技术采用如下的技术方案：盘式电机转子，包括转子本体和永磁单元，转子本体为呈圆盘状的盘体，盘体中心有供转轴穿过的通孔，永磁单元嵌入转子本体内并沿盘体圆周均匀分布，永磁单元的磁极向与盘体轴向相同，转子本体外周设有束缚盘体的圆环状外箍；外箍的外周还设有加强箍，加强箍采用碳纤维材料。外箍与转子本体为一体加工成形的；所述加强箍具体是在外箍的外周开设有圆环状加强箍容纳槽，碳纤维材料在加强箍容纳槽内紧密缠绕形成加强箍。盘体上设有偶数个沿盘体圆周均匀分布的供永磁单元嵌入转子本体内的容纳腔，永磁单元固定在容纳腔内，盘体上相邻永磁单元的磁极向相反。在转子本体的盘体上开设有网格，网格的形状可以是圆形、多边形、由盘体的圆周和径线构成的经纬格或其他对称形状；网格可以为贯穿盘体的通孔或是不贯穿盘体的小格；所述永磁单元容纳腔是由一组网格组成的区域，所述永磁单元由该区域内网格中容纳的磁极向相同的永磁磁单体组成；网格的大小可以按盘体大小或永磁单元大小具体确定，盘体上在容纳腔之间也可开设网格，以减轻转子本体的盘体的质量。网格为圆形或多边形时，永磁单元区域内多个网格按蜂房式分布；网格以六角形蜂巢格为佳。容纳腔或永磁单元的横截面呈圆形、扇形、环形、多边形或其他形状。永磁单元容纳腔的深度不超过转子本体厚度二分之一，永磁单元的厚度与磁块容纳腔的深度相等，即永磁单元外表面与转子本体表面平齐；永磁单元的磁单体通过螺钉或容纳腔与转子本体固定。另外一种结构是，永磁单元容纳腔的深度与转子本体厚度相同，即容纳腔为贯穿转子本体的通孔，永磁单元的厚度与转子本体厚度相等，永磁单元两侧外表面与转子本体表面平齐；永磁单元的磁单体通过容纳腔边沿向内突起的内凸沿固定。转子本体盘体上开设有贯穿转子本体的通风叶孔；通风叶孔沿周向均匀分布，通风叶孔与转子本体的盘体表面夹角为锐角，通风叶孔还与转子本体的径向夹角也为锐角；通风叶孔连接有引流风槽，引流风槽在相邻永磁单元容纳腔的间隙处从通风叶孔处向外延伸，延伸路径可为弧线或直线，但延伸边缘不超过圆环状外箍的内圆周；引流风槽为转子本体表面开设的浅槽，引流风槽不贯穿转子本体，通风叶孔的形状可以是圆形、椭圆或矩形等有利于推动内部气流流动的形状。转子本体的盘体与永磁单元由铁氧体、钕铁硼制成一体的盘状体，在设定的区域充磁构成永磁单元。在转子本体的盘体一侧设有覆盖永磁体的导磁盘，导磁盘与转子本体固定，导磁盘可以采用铁片等导磁材料制成。由若干转子沿轴向叠加组装构成多级轴向联装转子。所述转子本体用合金铝或钛合金制造。本专利技术可以取得如下的技术效果：采用转子本体外周设有束缚盘体的圆环状外箍结构的永磁转子，盘体外沿的变形得到一定程度的遏制，在外箍外周边再加装上采用碳纤维材料的加强箍，使得转子盘体在中高速旋转过程中，翘曲变形现象得到解决。而在盘体上开设网格来容纳永磁体，将单个永磁体改为由一组小的磁单体组成，每个永磁单元分解为多个小磁单体，每个磁单体分别被盘体束缚，通过蜂巢网格受力最佳结构，分解一个大磁块时磁块本体径向外边沿受力压碎的弊病，使得在原有的基础上圆形单磁块受力面积小，进而采用条形结构的磁块增大了径向外沿磁铁与盘体的接触面积、减小磁条的径向距离、使磁条径向外沿受到高速旋转时产生的离心力降低到最小，将每个磁条的离心力消耗在外边的格栅上,但是条形磁条结构又降低了磁盘的径向拉力。克服了单个磁块只有外沿点接触和螺丝孔受力会导致磁块外沿压碎和固定螺丝孔处开裂，同时克服了增加转速压碎磁块的问题。尤其是解决了盘式电机虽然有优异的电气性能却不能用于高速的传统问题，从而在克服了传统电机由于直径大高转数时线速度太高离心力太大、永磁体太脆导致永磁体损坏而无法在高速下使用的缺点。另一方面，分布有叶孔盘体，实际上形成了个简易的风机叶轮，可以很好地推动电机内部的气流流动，对电机的各部件都有明显的降温作用。本专利技术是在现有电机的结构形状基础上，增加了加强箍、网格形状和蜂巢式分布磁体，使得离心力分解，结构简单，提高了高速运行等级、而且安全可靠，可用于大功率高速电机。附图说明图1永磁单元容纳腔半倍于盘体厚度的实施例示意图；图2是图1的后视示意图；图3永磁单元半倍于盘体厚度、未加装碳纤维加强箍时的剖视示意图；图4永磁单元横截面呈圆形、开设通风叶孔的实施例示意图；图5永磁单元容纳腔贯穿转子本体的实施例剖视示意图；图6是图5的局部放大示意图，突出显示了内凸沿和碳纤维加强箍；图7永磁单元呈扇形的转子示意图；图8多级轴向联装转子的轴向剖视示意图；图9网格为六角形或圆形蜂巢格分布、永磁单元呈长方形的示意图；图10图9基础上容纳腔之间盘体也可不开设网格；图11网格为经纬格、磁块区域呈扇形时的示意图；图12是图11的局部放大示意图，突出显示了磁单体和长条网格；图13永磁单元区为三个圆形磁块蜂窝式分布的示意图图14盘体一侧设有覆盖永磁体的导磁盘的示意图图中标记分别表示：1—盘状转子本体盘体，2—圆环状外箍，3—轴套，4—加强箍容纳槽，5—碳纤维加强箍，6—永磁单元，7—永磁单元容纳腔，8—螺钉，9—内凸沿，10—引流风槽，11—通风叶孔，61—永磁磁单体，71—网格。具体实施方式下面，结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步的说明。实施例1永磁块厚度半倍于转子本体如附图1、2、3所示，盘式电机转子，包括转子本体和永磁单元，转子本体为呈圆盘状的盘体1，永磁单元呈圆形永磁块6，盘体中心有供转轴穿过的通孔和轴套3，转子本体开设有容纳腔7供永磁块6嵌入转子本体内，永磁块的磁极向与盘体1轴向相同，转子本体外周设有束缚盘体的圆环状外箍2；外箍的外周还设有加强箍5，加强箍可采用碳纤维材料；外箍2与转子本体1为一体加工成形的；所述加强箍5具体是，在外箍2的外周本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盘式电机转子，包括转子本体和永磁单元，转子本体为呈圆盘状的盘体，盘体中心有供转轴穿过的通孔，永磁单元嵌入转子本体内并沿盘体圆周均匀分布，永磁单元的磁极向与盘体轴向相同，其特征在于，转子本体外周设有束缚盘体的圆环状外箍；外箍的外周还设有加强箍，加强箍采用碳纤维材料。

【技术特征摘要】
1.一种盘式电机转子，包括转子本体和永磁单元，转子本体为呈圆盘状的盘体，盘体中心有供转轴穿过的通孔，永磁单元嵌入转子本体内并沿盘体圆周均匀分布，永磁单元的磁极向与盘体轴向相同，其特征在于，转子本体外周设有束缚盘体的圆环状外箍；外箍的外周还设有加强箍，加强箍采用碳纤维材料。2.根据权利要求1所述盘式电机转子，其特征在于，所述外箍与转子本体为一体加工成形的；所述加强箍具体是在外箍的外周开设有圆环状加强箍容纳槽，碳纤维材料在加强箍容纳槽内紧密缠绕形成加强箍。3.根据权利要求1或2所述盘式电机转子，其特征在于，所述盘体上设有偶数个沿盘体圆周均匀分布的供永磁单元嵌入转子本体内的容纳腔，永磁单元固定在容纳腔内，盘体上相邻永磁单元的磁极向相反。4.根据权利要求3所述盘式电机转子，其特征在于，在转子本体的盘体上开设有网格，网格的形状可以是圆形、多边形、由盘体的圆周和径线构成的经纬格形状；网格为贯穿盘体的通孔或是不贯穿盘体的小格；所述永磁单元容纳腔是由一组网格组成的区域，所述永磁单元由该区域内网格中容纳的磁极向相同的永磁磁单体组成；5.根据权利要求4所述盘式电...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：北京良明宇航节能动力装备技术开发中心，
类型：发明
国别省市：北京,11