一种基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机制造技术

本发明专利技术公开了一种基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机，其混合定子铁芯分体设置为定子铁芯外圈和定子铁芯内圈并以“T”结构嵌插连接；定子铁芯外圈、定子铁芯内圈和混合转子铁芯均沿轴向分段设置，其中第一转子叠片段、第一定子铁芯内圈段与定子铁芯外圈铁基非晶合金段长度相等并且处在相同的轴向位置上，第二转子叠片段、第二定子铁芯内圈段与定子铁芯外圈再制造硅钢段长度相等并且处在相同的轴向位置上，第一转子叠片段与第一定子铁芯内圈段均为再制造硅钢片叠片段；第二转子叠片段与第二定子铁芯内圈段均为铁基非晶合金叠片段。本发明专利技术在充分利用废旧电机拆卸下的硅钢片的同时，使再制造电机的性得到有效提升。

A remanufacturing permanent magnet motor based on hybrid stator core and hybrid rotor core

The invention discloses a remanufactured permanent magnet motor based on a hybrid stator core and a hybrid rotor core. The hybrid stator core is divided into an outer stator core ring and an inner stator core ring, and is inserted and connected with a \T\ structure. The first rotor stack segment, the first stator core inner ring segment and the stator core outer ring iron-based amorphous alloy segment are equal in length and in the same axial position, the second rotor stack segment, the second stator core inner ring segment and the stator core outer ring remanufactured silicon steel segment are equal in length and in the same axial position, the first rotor Both the stack segment and the inner ring segment of the first stator core are remanufactured silicon steel sheet stack segments, while the second rotor stack segment and the inner ring segment of the second stator core are iron-based amorphous alloy stack segments. The invention makes full use of the silicon steel sheet dismantled by the waste motor, at the same time, the performance of the remanufactured motor is effectively improved.

【技术实现步骤摘要】
一种基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机
本专利技术涉及电机设备领域，特别是涉及一种径向耦合的混合定子铁芯和混合转子铁芯以及其在大功率再制造永磁同步电机中的应用，属于电机再制造领域。
技术介绍
20世纪60年代以来，全球经济以前所未有的高速度持续发展，但忽略了环境污染，带来了全球变暖、臭氧层破坏、酸雨等恶果。一些消费品因为其生命周期较短、质量低下等问题，造成废旧产品数量急剧上升，对此各国已经意识到环境问题的重要性，并相继提出环境治理方法和措施，但是传统的环境治理方法是末端治理，不能从根本上解决环境污染问题。要彻底解决环境问题，必须从源头做起。具体到制造行业，就是要考虑产品的整个生命周期对环境的影响，最大限度地利用原材料、能源，减少固体、液体、气体等有害物的排放量，减轻对环境的污染。21世纪以来，受困于能源危机和环境恶化等问题，新能源汽车作为一款低污染、高环保操的交通工具高度契合了国家绿色发展的战略需求。然而，随着新能源汽车的大力推广，以及随着新能源汽车的发展和时间的推移，动力电机回收压力会越来越大，对报废动力电机进行如何回收利用，将是新能源汽车发展亟待解决的问题。中国专利CN105119396A(公开日2015.12.02)公开了一种新能源汽车电机的再制造方法，将混合叠压定子铁芯由废旧电机的硅钢叠片和铁基非晶合金在轴向进行叠压而成并将其运用在再制造电机。这种混合叠压定子铁芯组装而成的再制造电机，在相同的磁场下运行时各材料磁化效率不同，各段沿轴向受到的磁力必然不均，会影响电机运动的平稳性和安全性；其次，由于非晶合金的饱和磁密比较小，将铁基非晶合金在定子上沿轴向单独布置，虽电机损耗减小，但会导致再制造电机的输出转矩大幅收缩。日本专利2007-267493公开了一种叠压铁芯及该铁芯的制造方法，但其采用低碳钢片等不同材质进行叠压的方式，因低碳钢片的电磁性能并不理想，导致叠压形成的混合铁芯必然会在性能上有所削弱，进而导致电机的性能降低。铁基非晶合金具有优越的软磁性能，其磁导率、电阻较硅钢高，矫顽力、涡流效应较硅钢片小，其铁损仅为硅钢片的1/3-1/5。由于其饱和磁密低于硅钢材料饱和磁密，但是，若是直接将铁芯换为铁基非晶合金材料，虽然电机损耗减小了，但是会引起再制造电机转矩收缩。实际上，由于上述情况，目前针对制造永磁电机主要还处在研发阶段。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机，能够在充分利用废旧电机拆卸下的硅钢片的同时，使再制造电机的性得到有效提升。本专利技术为了实现上述目的，采用如下技术方案：本专利技术基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机的特点是：将定子铁芯分体设置为定子铁芯外圈和定子铁芯内圈，所述定子铁芯外圈、定子铁芯内圈，以及混合转子铁芯均为混合叠压结构；在所述定子铁芯外圈和定子铁芯内圈之间采用“T”字型结构嵌插连接；所述定子铁芯外圈沿轴向分段设置，在其轴向分段结构中，至少有一段定子铁芯外圈段为定子铁芯外圈再制造硅钢段，其余部分为定子铁芯外圈铁基非晶合金段；所述定子铁芯内圈沿轴向分段设置，其轴向分段结构包括第一定子铁芯内圈段和第二定子铁芯内圈段，所述第二定子铁芯内圈段与所述定子铁芯外圈再制造硅钢段长度相等并且处在相同的轴向位置上，所述第一定子铁芯内圈段与定子铁芯外圈铁基非晶合金段长度相等并且处在相同的轴向位置上；所述混合转子铁芯沿轴向分段设置，其轴向分段结构中包括第一转子叠片段和第二转子叠片段，所述混合转子铁芯的两端均设置为第一转子叠片段，所述第一转子叠片段与所述第一定子铁芯内圈段长度相等并且处在相同的轴向位置上；所述第二转子叠片段与所述第二定子铁芯内圈段长度相等并且处在相同的轴向位置上；所述第一转子叠片段与第一定子铁芯内圈段为相同材质，均为再制造硅钢片叠片段；所述第二转子叠片段与第二定子铁芯内圈段为相同材质，均为铁基非晶合金叠片段。本专利技术基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机的特点也在于：针对所述第二转子叠片段，按如下步骤确定其铁基非晶合金叠片模型：步骤1、确定如下相关参数：废旧永磁电机相关参数包括：定子内直径Di1，气隙长度g，转子圆外径最大值(Di1-2g)；再制造永磁电机相关参数包括：最小气隙长度为δmin，δmin＝g；针对圆心为O的废旧永磁电机的转子外圆M：定义：极内偏心槽的偏心圆圆心为O1，极间偏心槽的偏心圆圆心为O2，O1处在单一磁极对称线A1上、O2处在相邻两磁极对称线A2上，极内偏心槽和极间偏心槽的中心线的夹角为τ/2；设置：极内偏心槽槽深d1、极间偏心槽槽深d2，极内偏心跨距角θs1，极间偏心跨距角θs2，单一磁极对称线A1为θs1＝0的位置，相邻磁极对称线A2为θs2＝0的位置；由式(1)分别获得极内偏心槽偏心距H1和极间偏心槽偏心距H2，由式(2)分别获得极内偏心槽半径Rp1和极间偏心槽半径Rp2，其中：j＝1,2；步骤2、确定所述第二转子叠片段的铁基非晶合金叠片模型：以O1为圆心，以Rp1为半径画圆弧至与单一磁极对称线的夹角为θs1的扇形边界处，再沿转子外圆M的径向外延伸至转子外圆M的边缘；并且，以O2为圆心，以Rp2为半径画圆弧至与相邻两磁极对称线的夹角为θs2扇形边界处，再沿转子外圆M的径向外延伸至转子外圆M的边缘，获得第二转子叠片段的铁基非晶合金叠片模型。本专利技术基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机的特点也在于：所述在定子铁芯外圈和定子铁芯内圈之间采用“T“字型结构嵌插连接是指定子铁芯内圈的外圆周面上设置“T”形凸起，在所述定子铁芯外圈的内圆周面上相应设置“T”凹槽，在所述“T”形凸起和“T”形凹槽之间形成嵌插连接，所述“T”形凸起位于定子铁芯的槽部所对应的位置处。本专利技术基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机的特点也在于：所述“T”字型结构嵌插连接是处在由定子铁芯外圈和定子铁芯内圈构成的混合定子铁芯的轭部位置上；定子铁芯外圈再制造硅钢段的外圆周面到“T”形凹槽的槽底面的距离不小于20mm；定子铁芯外圈铁基非晶合金段的外圆周面到“T”形凹槽的槽底面的距离不小于5mm；第一定子铁芯内圈段的槽部的槽底面到第一定子内圈段的外圆周面的距离不小于20mm；第二定子铁芯内圈段的槽部的槽底面到第二定子内圈段的外圆周面的距离不小于5mm。本专利技术基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机的特点也在于：所述再制造硅钢片叠片段是如下方式处理获得：将从废旧电机中拆卸的废旧硅钢经展平、酸洗或物理处理去除表面涂层；在820℃-980℃的温度下进行去应力退火，保温时间为4-4.5小时，保护气氛为氮气；随炉冷却至室温，再经切割成型并重新涂覆新涂层完成处理。本专利技术基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机的特点也在于：所述再制造硅钢片叠片段是如下方式处理获得：将从废旧电机中拆卸的废旧硅钢经展平、酸洗或物理处理去除表面涂层；经冷轧使其厚度为减薄为0.20±0.01mm，再经切割成型，最后在气氛条件下，以900-950℃的温度进行退火，保温3-5分钟后，随炉冷却至室温，再经切割成型并重新涂覆新涂层完成处理，所述气氛为N2。本专利技术基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机的特点也在于：所述再制造本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机，其特征是：将定子铁芯分体设置为定子铁芯外圈(1)和定子铁芯内圈(2)，所述定子铁芯外圈(1)、定子铁芯内圈(2)，以及混合转子铁芯(3)均为混合叠压结构；在所述定子铁芯外圈(1)和定子铁芯内圈(2)之间采用“T”字型结构嵌插连接；所述定子铁芯外圈(1)沿轴向分段设置，在其轴向分段结构中，至少有一段定子铁芯外圈段为定子铁芯外圈再制造硅钢段(1a)，其余部分为定子铁芯外圈铁基非晶合金段(1b)；所述定子铁芯内圈(2)沿轴向分段设置，其轴向分段结构包括第一定子铁芯内圈段(2a)和第二定子铁芯内圈段(2b)，所述第二定子铁芯内圈段(2b)与所述定子铁芯外圈再制造硅钢段(1a)长度相等并且处在相同的轴向位置上，所述第一定子铁芯内圈段(2a)与定子铁芯外圈铁基非晶合金段(1b)长度相等并且处在相同的轴向位置上；所述混合转子铁芯(3)沿轴向分段设置，其轴向分段结构中包括第一转子叠片段(3a)和第二转子叠片段(3b)，所述混合转子铁芯的两端均设置为第一转子叠片段(3a)，所述第一转子叠片段(3a)与所述第一定子铁芯内圈段(2a)长度相等并且处在相同的轴向位置上；所述第二转子叠片段(3b)与所述第二定子铁芯内圈段(2b)长度相等并且处在相同的轴向位置上；所述第一转子叠片段(3a)与第一定子铁芯内圈段(2a)为相同材质，均为再制造硅钢片叠片段；所述第二转子叠片段(3b)与第二定子铁芯内圈段(2b)为相同材质，均为铁基非晶合金叠片段。...

【技术特征摘要】
1.一种基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机，其特征是：将定子铁芯分体设置为定子铁芯外圈(1)和定子铁芯内圈(2)，所述定子铁芯外圈(1)、定子铁芯内圈(2)，以及混合转子铁芯(3)均为混合叠压结构；在所述定子铁芯外圈(1)和定子铁芯内圈(2)之间采用“T”字型结构嵌插连接；所述定子铁芯外圈(1)沿轴向分段设置，在其轴向分段结构中，至少有一段定子铁芯外圈段为定子铁芯外圈再制造硅钢段(1a)，其余部分为定子铁芯外圈铁基非晶合金段(1b)；所述定子铁芯内圈(2)沿轴向分段设置，其轴向分段结构包括第一定子铁芯内圈段(2a)和第二定子铁芯内圈段(2b)，所述第二定子铁芯内圈段(2b)与所述定子铁芯外圈再制造硅钢段(1a)长度相等并且处在相同的轴向位置上，所述第一定子铁芯内圈段(2a)与定子铁芯外圈铁基非晶合金段(1b)长度相等并且处在相同的轴向位置上；所述混合转子铁芯(3)沿轴向分段设置，其轴向分段结构中包括第一转子叠片段(3a)和第二转子叠片段(3b)，所述混合转子铁芯的两端均设置为第一转子叠片段(3a)，所述第一转子叠片段(3a)与所述第一定子铁芯内圈段(2a)长度相等并且处在相同的轴向位置上；所述第二转子叠片段(3b)与所述第二定子铁芯内圈段(2b)长度相等并且处在相同的轴向位置上；所述第一转子叠片段(3a)与第一定子铁芯内圈段(2a)为相同材质，均为再制造硅钢片叠片段；所述第二转子叠片段(3b)与第二定子铁芯内圈段(2b)为相同材质，均为铁基非晶合金叠片段。2.根据权利要求书1所述的基于混合定子铁芯和混合转子铁芯的再制造永磁电机，其特征是：针对所述第二转子叠片段(3b)，按如下步骤确定其铁基非晶合金叠片模型：步骤1、确定如下相关参数：废旧永磁电机相关参数包括：定子内直径Di1，气隙长度g，转子圆外径最大值(Di1-2g)；再制造永磁电机相关参数包括：最小气隙长度为δmin，δmin＝g；针对圆心为O的废旧永磁电机的转子外圆M：定义：极内偏心槽的偏心圆圆心为O1，极间偏心槽的偏心圆圆心为O2，O1处在单一磁极对称线A1上、O2处在相邻两磁极对称线A2上，极内偏心槽和极间偏心槽的中心线的夹角为τ/2；设置：极内偏心槽槽深d1、极间偏心槽槽深d2，极内偏心跨距角θs1，极间偏心跨距角θs2，单一磁极对称线A1为θs1＝0的位置，相邻磁极对称线A2为θs2＝0的位置；由式(1)分别获得极内偏心槽偏心距H1和极间偏心槽偏心距H2，由式(2)分别获得极内偏心槽半径Rp1和极间偏心槽半径Rp2，其中：j＝1,2...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋守许，胡孟成，李诺楠，杜毅，刘涛，许可，王文哲，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34