转子盘、轴向磁场电机转子及制作方法技术

本发明专利技术提供了一种转子盘、轴向磁场电机转子及制作方法，其中转子盘包括一转子支架和多个磁极板，多个所述磁极板沿周向内置于所述转子支架上，并且所述磁极板的轴向两侧被所述转子支架暴露，所述磁极板由磁钢和高导磁体按照预设的比例混合而成，每个所述磁极板的磁钢厚度沿周向，并由所述磁极板的中间至两侧逐渐减小，提高了磁场的正弦度，以降低谐波的产生，从而提升电机的运行性能，还减少了永磁体用量，还实现磁极优化的作用。还实现磁极优化的作用。还实现磁极优化的作用。

【技术实现步骤摘要】
转子盘、轴向磁场电机转子及制作方法


[0001]本专利技术涉及轴向磁场电机领域，尤其涉及一种转子盘、轴向磁场电机转子及制作方法。

技术介绍

[0002]轴向磁场电机因其具有轴向的磁通方向，从而决定了其结构不同于普通的径向电机，轴向磁场电机具有小体积、低噪音、高转速、高功率密度、优良的散热性能等诸多优点。轴向磁场电机根据转子数量、相对位置及主磁路等分类，其结构可分为：单定子单转子结构、双定子单转子结构、单定子双转子结构及多盘式结构。
[0003]其中气隙磁密波形、齿槽转矩和转矩波动等能够直接反应电机的运行性能。具体地，气隙磁密波形指的是电机气隙中磁感应强度大小随角度位置变化的曲线，磁密波形受电机制造工艺的制约，理想的曲线为正弦曲线，正弦度越高，谐波越少，则电机性能越好。由于定子开槽导致电机在不通入电流状态下转子旋转会受到周期性的转矩作用，该转矩为齿槽转矩，转子旋转一周平均值为0。齿槽转矩会影响电机启动性能，也会使电机运行过程中产生振动噪声，因此设计电机时要尽量减小齿槽转距，齿槽转矩大小一般用峰值表示(转子旋转一周最大与最小齿槽转矩之差)。电机运行时转子轴输出的转矩并不是恒定值，会在某一值附近波动，这种现象称为转矩波动，一般用转矩波动率衡量，转矩波动率为转矩峰峰值与平均值的比值。
[0004]在轴向磁场电机转子的设计中，组成转子的多个磁钢的厚度保持一致，以实现气隙均匀。现有的磁钢采用相同的永磁体材料，并一体成型，可见电机沿径向磁密大小相同，导致磁场的正弦度较差，使得电机运行过程中会产生大量的谐波，由于这些谐波的存在，会降低电机的运行性能，如齿槽转矩、转矩波动大，以及振动噪声较大。
[0005]另外，目前轴向磁场电机一般都是采用表贴式永磁体结构，这种转子表贴式永磁结构电机通过变频控制调整电机的气隙磁场，来改变反电动势的能力较弱，因而限制了轴向磁场电机的应用范围。再者磁钢都是充磁后再装配在转子上，加大了装配难度。
[0006]而且永磁体材料大多为稀土材料，随着稀土材料成本的不断升高，电机成本也不断攀升，因此如何减小永磁体的用量，同时确保轴向磁场电机的性能，是本领域技术人员待解决的关键性问题。

技术实现思路

[0007]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种有效提升电机性能，降低永磁体体用量的转子盘、轴向磁场电机转子及制作方法。
[0008]根据本专利技术的一个目的，本专利技术提供一种转子盘，所述转子盘包括一转子支架和多个磁极板，多个所述磁极板沿周向内置于所述转子支架上，并且所述磁极板的轴向两侧被所述转子支架暴露，所述磁极板由磁钢和高导磁体按照预设比例混合而成，并且每个所述磁极板的所述磁钢厚度从所述磁极板的中间至周向两侧逐渐减小。
[0009]作为优选的实施例，所述磁极板包括多个沿周向拼接的磁极条，所述磁极条由所述磁钢和所述高导磁体按照预设的厚度比例，并沿轴向叠合而成。
[0010]作为优选的实施例，所述磁极条的径向两侧分别延伸形成用于卡接所述转子支架的磁极台阶部，并且每个所述磁极台阶部厚度一致，以在多个所述磁极条拼接形成所述磁极板后，位于径向同侧的多个所述磁极台阶部形成厚度一致磁极台阶。
[0011]作为优选的实施例，所述高导磁体的径向尺寸小于所述磁钢的径向尺寸，并且所述高导磁体位于所述磁钢的中间位置，以使所述磁钢超出所述高导磁体径向两侧的部分形成磁极台阶部，以在多个所述磁极条拼接形成所述磁极板后，位于径向同侧的多个所述磁极台阶部形成磁极台阶，并且所述磁极台阶的厚度沿周向并由中间至两侧逐渐减小。
[0012]作为优选的实施例，所述高导磁体的径向尺寸大于所述磁钢的径向尺寸，并且所述磁钢位于所述高导磁体的中间位置，以使所述高导磁体超出所述磁钢径向两侧的部分形成磁极台阶部，以在多个所述磁极条拼接形成所述磁极板后，位于径向同侧的多个所述磁极台阶部形成磁极台阶，并且所述磁极台阶的厚度沿周向并由中间至两侧逐渐增大。
[0013]作为优选的实施例，所述转子支架包括一支架内环、一支架外环以及连接所述支架内环和所述支架外环的若干个支架杆，相邻的两个所述支架杆之间布置一所述磁极板，并且所述磁极板的径向两侧分别通过所述磁极台阶卡接所述支架内环和所述支架外环。
[0014]作为优选的实施例，所述磁极板的厚度大于或等于所述转子支架的轴向尺寸。
[0015]作为优选的实施例，所述转子盘的径向尺寸远大于所述转子盘的轴向尺寸。
[0016]根据本专利技术的另一目的，本专利技术还提供了一种轴向磁场电机转子，包括一个或两个上述实施例的转子盘，当所述转子盘的数量为两个时，两所述转子盘以所述磁极板一一对应进行轴向叠合。根据本专利技术的另一目的，本专利技术还提供了一种轴向磁场电机转子的制作方法，包括：
[0017]提供未充磁的两个转子盘，所述转子盘包括一转子支架和多个磁极板，多个所述磁极板沿周向内置于所述转子支架上，并且所述磁极板的轴向两侧被所述转子支架暴露，所述磁极板由未充磁磁钢和高导磁体按照预设比例混合而成；
[0018]将未充磁的所述转子盘整体置于充磁机中进行整体充磁；
[0019]将两个充磁后的所述转子盘沿轴向叠合，其中两所述转子盘的所述磁极板一一对应并形成磁极，每个所述磁极的磁钢厚度，其从所述磁极的中间至周向两侧逐渐减小，并且相邻的两所述磁极的充磁方向相反。
[0020]与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：
[0021]每个所述磁极的中间部分的磁钢的占比最高，并沿所述磁极周向两侧的磁钢占比逐渐减小，此时所述磁钢磁密由中间向周向两侧逐渐降低，从而提高了磁场的正弦度，以降低谐波的产生，从而提升电机的运行性能。还有所述磁极是由所述磁钢和所述高导磁体按照预设的厚度比例混合而成，其中所述磁钢可以采用永磁体材料，而所述高导磁体可采用永磁体或软磁体材料，相对于整体采用永磁体材料来说，不仅减少了永磁体用量，还实现磁极优化的作用。另外轴向磁场电机转子采用沿轴向叠合两所述转子盘的结构，为充磁提供了更好的条件，即先对每个所述转子盘进行充磁，然后将两所述转子盘沿轴向叠合形成所述轴向磁场电机转子，相对于先充磁的现有技术来说，避免磁钢之间相互作用而加大了转配于所述转子支架上的难度。再者所述磁极内置于所述转子盘内，解决了现有技术表贴方
式所带来的限制应用范围的缺陷。
[0022]以下结合附图及实施例进一步说明本专利技术。
附图说明
[0023]图1为本专利技术所述轴向磁场电机转子第一实施例的结构示意图；
[0024]图2为本专利技术所述磁极板第一实施例的结构示意图；
[0025]图3为本专利技术所述磁极条第一实施例的结构示意图；
[0026]图4为本专利技术所述转子支架第一实施例的结构示意图；
[0027]图5为本专利技术所述轴向磁场电机转子第二实施例的结构示意图；
[0028]图6为本专利技术所述磁极板第二实施例的结构示意图；
[0029]图7为本专利技术所述转子支架第二实施例的结构示意图；
[0030]图8为本专利技术所述轴向磁场电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子盘，其特征在于，所述转子盘(100)包括一转子支架(110)和多个磁极板(120)，多个所述磁极板(120)沿周向内置于所述转子支架(110)上，并且所述磁极板(120)的轴向两侧被所述转子支架(110)暴露，所述磁极板(120)由磁钢(1211)和高导磁体(1212)按照预设的比例混合而成，并且每个所述磁极板(120)的所述磁钢(1211)厚度从所述磁极板(120)的中间至周向两侧逐渐减小。2.如权利要求1所述的转子盘，其特征在于，所述磁极板(120)包括多个沿周向拼接的磁极条(121)，所述磁极条(121)由所述磁钢(1211)和所述高导磁体(1212)按照预设的厚度比例，并沿轴向叠合而成。3.如权利要求2所述的转子盘，其特征在于，所述磁极条(121)的径向两侧分别延伸形成用于卡接所述转子支架(110)的磁极台阶部(1213)，并且每个所述磁极台阶部(1213)厚度一致，以在多个所述磁极条(121)拼接形成所述磁极板(120)后，位于径向同侧的多个所述磁极台阶部(1213)形成厚度一致磁极台阶(B)。4.如权利要求2所述的转子盘，其特征在于，所述高导磁体(1212)的径向尺寸小于所述磁钢(1211)的径向尺寸，并且所述高导磁体(1212)位于所述磁钢(1211)的中间位置，以使所述磁钢(1211)超出所述高导磁体(1212)径向两侧的部分形成磁极台阶部(1213)，以在多个所述磁极条(121)拼接形成所述磁极板(120)后，位于径向同侧的多个所述磁极台阶部(1213)形成磁极台阶(B)，并且所述磁极台阶(B)的厚度沿周向并由中间至两侧逐渐减小。5.如权利要求2所述的转子盘，其特征在于，所述高导磁体(1212)的径向尺寸大于所述磁钢(1211)的径向尺寸，并且所述磁钢(1211)位于所述高导磁体(1212)的中间位置，以使所述高导磁体(1212)超出所述磁钢(1211)径向两侧的部分形成磁极台阶部(1213)，以在多个...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治会，陈翾，方德华，
申请(专利权)人：浙江盘毂动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：