电机的永磁体单元及其安装方法以及电机的转子技术

根据本发明专利技术的永磁体单元设计用于电机，该电机包括定子和转子，至少一个永磁体（２）被封闭在非磁性封套（３）中。该封套具有用于将其连接到包括永磁体的、至少一个其他基本上相似的封套（３）的装置（５ａ，５ｂ）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是电机的永磁体单元、将永磁体单元安装到电机的方 法以及由永磁体单元励磁的电机的转子。
技术介绍
永磁体是由磁性硬质材料制造并且能够在磁化后永久地保持其》兹性的组件。永磁体例如由包括铝、镍、钴和钢的铝镍钴(AlNiCo)混合 物、或陶瓷材料、或稀土金属制造。永磁体电动机的工业应用快速增长，特别是在超过5 00千瓦的范围 中。永磁体电动机具有高的效率、功率密度和可信度。不像鼠笼电动机， 例如当转动速度为小时，永磁体电动机的特性不会劣化。因此，永磁体 电动机适合针对无齿轮驱动用于例如风车，电力火车和造纸机。旋转的电机具有高旋转速度，这导致了影响转子和附接到转子的永 磁体的主要离心力。这就需要永磁体的精确安装以及磁体的紧固和锁定 的持久性。磁体的轴定位也是重要的，例如针对具有径向冷却系统的转子。在 该系统中，冷冻剂沿着轴向通道流动进入转子，并且然后分配进入转子 内的径向通道。如果永》兹体未^:正确地定位和可靠地紧固，则其可能阻 塞径向冷冻剂通道并且导致转子内不期望的温度增加。将永磁体固定到转子的传统的方法是分别用毛毡包裹磁体，然后将 其安装到转子中，此后将转子浸在树脂中。另一种将永磁体紧固到转子 外围的方法是在转子和永磁体的周围包裹树脂化的玻璃纤维带。通过在 烤箱中加热转子和永磁体来固化作为固定剂的树脂。固化树脂所需要的烤箱处理为这些传统的紧固方法带来了问题。必 须监视烤箱温度以使得其不超过永磁体所允许的最高温度。在树脂化期间，还必须保证正确量的树脂用于所有的必需位置以保证永磁体的紧固性能。结构的脆弱性和任何表面处理的敏感性增加了在处理和安装永磁 体期间遇到的困难。例如，永磁体的处理表面容易划伤，此后磁体可能 开始碎裂或者腐蚀。
技术实现思路
本专利技术的目的是创建电机的永磁体单元，在电机中安装永磁体单元 的方法，以及由永磁体励磁的电机转子。为达到该目的，本专利技术的特征在于在权利要求l、 6和7的特征部分描述的特征。本专利技术的某些优选 实施例具有如从属权利要求所述的特征。根据本专利技术的永磁体单元设计用于电4几，该电机包括定子和转子， 在永磁体单元中，至少一个永磁体被封闭在非磁性封套。该封套具有用 于将其连接到包括永磁体的、至少一个其他基本上相似的封套的装置。在根据本专利技术的在电机中安装永磁体单元的方法中，电机包括定子 和转子。转子围绕其轴旋转。该方法涉及待安装的至少两个永^l体单元， 其每一个包括至少 一个被封闭在非磁性封套中的永磁体。被封闭的永磁 体被磁化，并且该封套具有用于将其连接到至少一个其他基本上相似 的、包括永磁体的封套的装置。在该方法中，将第一永磁体单元从转子 端安装到平行于转子轴的安装通道，并且将第二永磁体单元在转子轴的 方向的上、在第一永磁体单元之后安装到安装通道中。推动第二永磁 体单元抵靠第一永磁体单元，并且利用封套上的托架将永磁体单元彼此 啮合。根据本专利技术的电机的转子利用永磁体励磁。转子围绕其旋转轴旋 转，并且包括至少一个框架和永磁体。至少一个永磁体被封闭在非磁性 封套中，并且被封闭的永磁体被磁化。该封套具有用于将其连接到至少 一个其他基本上相似的、包括永久磁铁的封套的装置，该其他被封闭的7么磁体组成永磁体单元。至少两个永磁体单元在转子轴的方向上被一个接一个地放置在转子框架内形成的安装通道中，并且永磁体单元彼此连接。在安装通道的端处有防止永磁体在转子轴的方向上移动的支撑物。 在处理和安装期间，封套保护永磁体以免例如永磁体的表面受到划伤和损坏。如果永磁体单元的封套是完全密封的，例如嵌件成型(insert molding)的封套，则未加工的(即，未经表面处理的)i兹体可以用作 永磁体。然而，商业上的永磁体通常经过磷酸盐化处理(phosphated)， 作为基本的表面处理。例如由不吸水、不通气的塑料制成的气密的不透 气封套就在苛刻的条件下保护永磁体。被封闭的永磁体比未被封闭的磁体容易制造，这是由于对于被封闭 的磁体允许形状的缺陷。传统地，永磁体通过烧结和然后磨制为精确的 尺寸来制造。典型的尺寸精度为零点几个毫米。当封闭永磁体时， 0. 1-0. 5mm为适当的尺寸精度。当利用嵌件成型方法制造封套时，由于 塑料将填补任何间隙，所以允许甚至较大的尺寸的不精确性，其中在嵌 件成型中，在铸塑之前将包括一个或多个永磁体的嵌件放置在塑料模具 内，并且塑料包围了嵌件。例如包括一个7JC磁体的永磁体单元比单个大的永磁体容易制造和 处理。例如磁化永磁体单元中的永磁体所需要的设备比磁化例如三倍大 的永磁体所需要的设备要简单得多，并且该设备对于大多数制造商而言 均可获得。根据本专利技术的实施例，在封闭时磁化永磁体，这增加了制造 阶段工作中的安全性。根据本专利技术的实施例，永磁体单元具有在将该单元安装到转子中时 帮助发现正确定向的特征。例如在转子半径的方向中磁化永磁体。例如 在永磁体单元的封套的表面顶部或底部上形成脊或斜面。当安装永磁体 单元时，脊或斜面将折叠并且将单元闭锁就位。另一个选择是向永磁体 单元的封套添加颜色标记，以指示极性。在将永磁体单元安装到电机的方法中，不需要树脂化或烤箱处理就 可将永》兹体固定就位。永石兹体的安装可以在工厂温度下进行。永石兹体容 易定位，因为永磁体单元的形状对应于安装通道的形状。在安装通道中 的永磁体的位置将是正确的，因为永磁体单元净皮定位在彼此固定的距离 之内。安装在转子内的安装通道中的永磁体单元嵌入在转子中，并且在转子转动时，例如在大于2000rpm时，针对离心力具有好的公差。根据本专利技术的解决方案在永磁体在电机的转子中被去磁化的情况 下也是有优势的。根据本专利技术的解决方案便于容易地更换转子中的永磁 体。通过在转子端处的开口，将永磁体一个接一个地在轴向中安装到平 行于转子轴的、在转子内的通道或转子槽中。要从转子移除永磁体单元， 可以通过移除在转子的另 一端的阻止永^磁体单元轴向移动的支撑物或 闭锁，并且推动在转子的另一端的开口中的永磁体单元使得相互连接的 永磁体单元在通道中滑动通过转子到另 一端，在此其被拔出。可选地，可以打开在安装通道一端的轴向闭锁，然后可以从转子的 该端处拔出永磁体单元。相互连接的永磁体单元形成链，使得可以通过 拉动在链中的第 一个永磁体单元来移除所有的永磁体单元。可以通过一 次打开夹具而将永》兹体单元彼此分开。利用根据本专利技术的解决方案可以有效地发现和解决永磁体安装的 错误。当怀疑转子中安装的永磁体的定向错误时，可以通过从转子中滑 出永磁体单元来进行检查而不损坏转子。根据本专利技术的解决方案还有用于消除由于永磁体老化而使功率下 降的优势。根据本专利技术的解决方案便于较容易更换转子中的永磁体，使 得例如与维护工作有关的旧永磁体单元的更换成为可能。如果电磁体利用树脂固定就位，则必须在烤箱中将转子加热到超过 300。C的温度以从转子移除磁体。这将损坏转子中的所有的永磁体，需 要全部更换。当使用根据本专利技术的解决方案时，不需要更换转子的全部永磁体。 相反，仅需要更换所需数量的永磁体。永磁体单元的更换可以在工厂温 度下进行，而无需烤箱处理。不需要长距离运输就可以进行转子维修。 可以卩吏用就地维》务:没施。本专利技术的优选实施例是具有径向冷却系统的转子。冷冻剂沿着轴向 通道流动进入转子并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电机的永磁体单元，所述电机包括定子和转子，其特征在于至少一个永磁体（２）被封闭在非磁性封套（３）中，并且该封套具有用于将其连接到包括永磁体（２）的、至少一个其他基本上相似的封套（３）的装置（５ａ－５ｇ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P康尼南，
申请(专利权)人：ABB有限公司，
类型：发明
国别省市：FI[芬兰]