【技术实现步骤摘要】
一种新型高速电机多层变磁负载复合转子结构及制作方法
本专利技术涉及电机转子制备
，尤其涉及一种新型高速电机多层变磁负载复合转子结构及制作方法。
技术介绍
高速永磁电机在航空航天、飞轮储能等领域具有广阔的应用前景，然而，传统面贴式高速永磁电机的转子温升和局部应力成为高速电机向大功率、高转速发展的关键技术。中国申请201280029583.X提出一种磁负载的复合材料转子和制备磁负载预浸渍带的方法，此方法虽为高速永磁电机复合转子研究提供依据，但未考虑电机在高转速情况下径向离心力的变化趋势，存在内层碳纤维浪费、单位体积磁粉胶膜过低的问题。中国申请202010969975.0提出一种复合转子周向垂直缠绕制备方法，此方法虽为高速永磁电机用复合磁性材料缠绕提供依据，但并未考虑高速转子离心力对复合磁性材料的影响，以及对磁粉胶膜厚度变化的复合磁性材料的缠绕方法。中国申请202010970896.1提出一种高速永磁电机用分层式转子结构及制作方法，由于烧结永磁体的存在，因此，仍然存在由于烧结永磁体极间间隙导致的应力集中问题。...
【技术保护点】
1.一种新型高速电机多层变磁负载复合转子结构，其特征在于，包括：转轴、包裹于所述转轴侧表面的环形永磁体、在所述环形永磁体的外表面层级缠绕的多层复合磁性材料层以及与所述多层复合磁性材料层过盈装配的碳纤维保护套；其中，/n所述环形永磁体包括在所述转轴侧表面粘贴的多块瓦形的烧结永磁体和在各所述烧结永磁体极间处填充的磁粉胶膜；或者，/n所述环形永磁体为与所述转轴过盈装配的环形粘结永磁体。/n
【技术特征摘要】
1.一种新型高速电机多层变磁负载复合转子结构，其特征在于，包括：转轴、包裹于所述转轴侧表面的环形永磁体、在所述环形永磁体的外表面层级缠绕的多层复合磁性材料层以及与所述多层复合磁性材料层过盈装配的碳纤维保护套；其中，
所述环形永磁体包括在所述转轴侧表面粘贴的多块瓦形的烧结永磁体和在各所述烧结永磁体极间处填充的磁粉胶膜；或者，
所述环形永磁体为与所述转轴过盈装配的环形粘结永磁体。
2.如权利要求1所述的新型高速电机多层变磁负载复合转子结构，其特征在于，在所述环形永磁体的外表面层级缠绕有N层复合磁性材料层；每层复合磁性材料层包括碳纤维层和铺覆在所述碳纤维层上的磁粉胶膜，在所述环形永磁体外表面缠绕的每层复合磁性材料层中，所述磁粉胶膜在内，所述碳纤维层在外；
在所述环形永磁体外表面缠绕的第一层复合磁性材料层中，所述磁粉胶膜的厚度与所述碳纤维层的厚度之比为3.8~4:1；在所述环形永磁体外表面缠绕的第N层复合磁性材料层中，所述磁粉胶膜的厚度与所述碳纤维层的厚度之比为0.8~1:1；
在所述环形永磁体外表面缠绕的第二层~第N-1层复合磁性材料层中，所述磁粉胶膜的厚度按照公式逐渐降低，其中，dex表示在第二层~第N-1层中每层中的磁粉胶膜相对于上一层中的磁粉胶膜降低的厚度，ks表示第一层中磁粉胶膜与碳纤维层的厚度比，ke表示第N层中磁粉胶膜与碳纤维层的厚度比，dc为每层复合磁性材料层中碳纤维层的厚度。
3.如权利要求1所述的新型高速电机多层变磁负载复合转子结构，其特征在于，还包括：
在所述环形永磁体与所述多层复合磁性材料层之间的单层碳纤维层，用于增大缠绕所述复合磁性材料层时的摩擦力以及减小所述环形永磁体的径向拉应力；
在所述多层复合磁性材料层与所述碳纤维保护套之间的单层碳纤维层，用于防止过盈装配导致所述复合磁性材料层脱落。
4.如权利要求1所述的新型高速电机多层变磁负载复合转子结构，其特征在于，还包括：位于所述复合磁性材料层轴向的两端的表面的环氧树脂涂层，用于防止所述磁粉胶膜被氧化以及在高转速情况下所述磁粉胶膜在离心力作用下损失。
5.一种如权利要求1~4任一项所述的新型高速电机多层变磁负载复合转子结构的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：将磁粉与环氧树脂粘结剂、偶联剂、固化剂、增塑剂混合，在第一预设温度下搅拌，得到磁粉胶膜；
S2：清洁转轴的侧表面；
S3：在转轴的侧表面粘贴四块瓦形的烧结永磁体，并在各烧结永磁体极间填充磁粉胶膜后，放入固化炉中，在第二预设温度下进行旋转加热固化第一预设时长；或者，将转轴与环形粘结永磁体过盈装配；
S4：在装配有环形永磁体的转轴的两端分别安装阶梯状的合金挡板；其中，合金挡板包括在内的小阶梯和在外的大阶梯，小阶梯的外径与环形永磁体的外径相同，大阶梯的外径大于或等于转子最终成型后的外径；
S5：利用伺服电机带动转轴转动，利用喷嘴将磁粉...
【专利技术属性】
技术研发人员：王惠军，张岳，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，山东大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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