永磁体插入式转子结构制造技术

本发明专利技术涉及一种电动机的永磁体插入式转子结构，其中永磁体是被插在转子钢片的永磁体接收槽中的。转子钢片永磁体接收槽包括：第一永磁体接收槽，具有多个预定长度的相互对称的槽，与转子的径向方向垂直；第二永磁体接收槽，从第一永磁体接收槽的每一端向转子的外圆周伸出，相对于第一永磁体接收槽具有预定的角度。本发明专利技术的转子具有更高的效率，并能有效地防止机械振动。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电动机的转子结构，尤其是一种永磁体插入式转子结构，其中永磁体被插入是为了使转子结构安全并提高电效率。因为电动机是获得旋转动力必备的电气设备，各种类型的电动机正在被研制。电动机占有电气和电子设备的总体积和总重量中的很大一部分。根据研制小尺寸的和轻重量电气和电子设备的R&D的方向，研制小尺寸的和轻重量的电动机的集中R&D取得了进展。家电设备中的AC电动机都是通过供给定子交流电压产生旋转磁场并根据旋转磁场与产生的感生电流的相互作用而获得旋转动力的。然而，减小AC电动机的尺寸是困难的，因为流过转子的电流会在其中产生各种损耗，而且在电动机转子的铁心上线圈绕组的处理也很困难的。此外，在各种要求平滑的转矩特性的设备中对直流电机的需求在迅速增长，于是完成了直流电机的R&D。不过，DC电机的寿命短，因为直流电机需要有一个整流子，整流子会产生机械损耗且在整流子和转子轴之间还会产生摩擦。相应地，对于不用整流子而获得转矩的电动机的R&D也已完成。无刷的和转换磁阻的电动机就是其代表性的成果。无刷电动机是通过改变电流和磁场的方向并且在转子上安装了一个永久磁铁而用电子的方法代替整流子。磁阻转换电动机转子的旋转取决于磁场的磁阻改变，这种电动机向其定子提供了各相AC电流，在转子上安装一个永久磁铁，转换流经定子上线圈绕组的每一相和转子永久磁铁上绕组的每一相的电流。因为这种电机是在高速下进行旋转的，这些无刷电机和磁阻转换电机的转子可以无电损耗和无振荡地运行。一般用途的永磁体式转子被分为永磁体外用型转子和永磁体插入式转子。附图说明图1是一个传统电动机的永磁体外用型转子的透视图。图2是一个传统电机的永磁体插入式转子的横截面图。如图1所示，一个永磁体外用型转子包括一个转子铁心3，转子铁心3是通过堆叠由薄硅钢片制成的转子钢片2形成的；和一个环形永磁体5，它通过粘合剂4粘在铁心的外圆周表面上。标号1(此处未说明)指的是一个推入配合槽，用于插入一个转子轴(未示出)，转子轴是在铁心的中心部分中形成的。可能因为长期使用而失去粘接效力，使永磁体5和铁心3分开，出现故障。此外，在电动机高速旋转的时候，永磁体5可能会由于在永磁体5和转子铁心3之间存在离心力差而和转子铁心3分离。因此，用于高速旋转的电动机通常是采用永磁体插入式转子，如图2所示。如图2所示，在永磁体插入式转子中，具有预定的长度的直磁体接收槽21相对于钢片的中心对称形成而垂直于半径方向。当转子铁心3通过堆叠转子钢片2而形成时，直磁体接收槽21在转子铁心3之中向着纵向方向形成。如图3所示，磁场是通过把永磁体7插入到直磁体接收槽21中而产生的。然而，在这种转子结构中，因为在每个直磁体接收槽21的纵向端22上的应力远大于其它部分上的应力，转子可能会被损害，这种不均匀的应力分布可能使高速旋转时转子产生振动和断裂。为了解决上述问题，许多R&D取得了进展，这类尝试的一个成果是日本专利公报申请公开号5-236,685(公开日1993.9.10)。在上述专利申请中，均匀的应力分配是可以确保的，因为直的永磁体接收槽21在转子半径方向上具有预定的长度，以便插入永磁体。图4是永磁体插入式转子的一个钢片的平面视图，它在传统转子的半径方向上具有一个延伸的槽。如图4所示，在永磁体插入式转子6的转子钢片2中，用于插入永磁体的直磁体接收槽21在垂直于钢体2的半径的方向上形成，它具有预定的长度，在转子钢片2的径向方向上具有预定的长度的延伸槽42在直磁体接收槽21的端部向外形成。这个延伸的槽42平行于插入永磁体的其它直槽21的其余延伸槽42。通过把这些延伸槽42插入转子钢片2就获得了均匀的应力分布，从而防止了电机振动。这样设置延伸槽42就使得应力分布均匀，但是因为受扰区垂直于磁通路形成，能量白白消耗而造成磁通损耗。图5是一个传统电机的磁通分布图。磁通是由于定子51上的绕组线圈通电而产生的并且通过转子6和定子51之间的空气隙而流向转子6，磁通分布于邻近的转子6的延伸槽42之间的受扰区中，从而，使磁路变形，磁阻增加。进一步，产生了漏磁通，即转子6的永磁体产生的磁通没有流到空气隙中去而是在转子6内部循环。图6是传统专利技术的图2的实施例的转矩测量图。如图6所示，根据电机旋转方向的机械角，转矩最大值和最小值之间的差值是大的，在最大值和最小值之间产生的振动的脉动迅速形成。从而，机械振动和噪声就会产生，转子钢片2的每单位叠层的平均转矩约为3kg-cm。因此，本专利技术的目的是提供一种保持协调(harmonious)的磁通量的电机，通过在与磁通量方向相同的方向上形成延伸槽防止漏磁通和能量损失。为了实现上述目的，在本专利技术的永磁体插入式转子结构中，永磁体插入转子钢片的永磁体接收槽中。转子钢片永磁体接收槽包括用于插入第一永磁体的第一永磁体接收槽，具有多个预定长度的相互对称的槽，与转子的径向方向垂直；用于插入第二永磁体的第二永磁体接收槽，从第一永磁体接收槽的每一端向转子的外圆周伸出，相对于第一永磁体接收槽具有预定的角度。此外，在本专利技术中，分别用于插入第一和第二永磁体的第一和第二永磁体接收槽具有预定的120°-170°角。参照附图对本专利技术进行详细描述，但是本专利技术不限于此。图1是传统的永磁体外用型转子的透视图；图2是传统的永磁体插入式转子的横截面图；图3是图2所示的永磁体接收槽中插入的永磁体的透视图；图4是具有径向方向延伸槽的传统永磁体插入式的转子的平面图；图5是传统电机的磁通分布图；图6是现有技术的图2的一个实施例的转矩测量图；图7是本专利技术的一个实施例中采用的转子钢片的平面图；图8是图7的永磁体接收槽中永磁体插入状态的横截面图；图9是通过本专利技术的定子和转子的磁通分布图；图10是本专利技术的一个实施例的转矩测量图。图7是本专利技术的一个实施例中采用的转子钢片的平面图。图8是永磁体76，77插入到图7的永磁体接收槽中的插入状态的横截面图。30的心61的中心部分，用于插入永磁体的预定长度的第一永磁体接收槽63，64，65和66，垂直于转子钢片61的径向方向形成。接收槽可以通过用模具对转子钢片61穿孔而形成。用于插入第二永磁体的第二永磁体接收槽67到74形成在用于插入第一永磁体的永磁体接收槽63，64，65和66的各端。第二永磁体接收槽在朝向其它第一永磁体接收槽倾斜预定角(θ)的位置上设置。120°-170°的倾斜角(θ)对于产生协调的磁通量是较可取的。在上述的倾斜角中，如果倾斜角(θ)小于120°，作用比较小；如果倾斜角(θ)大于170°，磁通量与图2所示现有技术相同。在这样的设置下，随着每相邻的用于插入第二永磁体的第二永磁体接收槽越靠近心3的圆周表面，第二永磁体接收槽之间的距离越小。换言之，随着从第一永磁体接收槽63延伸出的第二永磁体接收槽68和对应的从第一永磁体接收槽64延伸出的第二永磁体接收槽69越靠近圆周表面，对应的永磁体接收槽之间的距离就越小。这时，在第一和第二永磁体接收槽中插入图7所示的永磁体76和77的过程中，磁通量就被第一永磁体接收槽63到66和第二永磁体接收槽67到74的连接部分上的凸起部75阻止。标号78(未示出)表示一个用于堆叠转子钢片61的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁体插入式转子，包括；插入第一永磁体接收槽中的第一永磁体，第一永磁体接收槽具有多个预定长度的相互对称的槽，所述槽与转子的径向方向垂直；及插入第二永磁体接收槽中的第二永磁体，第二永磁体接收槽从第一永磁体接收槽的每一端向转子的外圆周延伸突出，相对于第一永磁体接收槽具有大于９０°的角。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰德，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]