本发明专利技术涉及一种齿槽型永磁电机转子及其制作方法，属于电机技术领域。转子包括磁钢、轴套和转轴，其中，转轴上套装有轴套，轴套上设置有齿槽型凸起，磁钢为环形结构，磁钢内环设置有齿槽型凹槽，磁钢通过齿槽型凹槽和齿槽型凸起匹配套装于轴套外侧。本发明专利技术装配简单，能够克服现有技术中磁钢退磁、转子对中、力矩传递的问题。的问题。的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种齿槽型永磁电机转子及其制作方法
[0001]本专利技术涉及一种齿槽型永磁电机转子及其制作方法，属于电机
技术介绍
[0002]永磁电机以永磁体提供励磁，使电动机结构较为简单，降低了加工和装配费用，永磁无刷电机省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电动机运行的可靠性。目前永磁电机使用的永磁体已经发展到了第三代钕铁硼材料，钕铁硼永磁材料具有高磁能积，高矫顽力及良好的稳定性，适宜制造微型、高效的永磁器件。
[0003]其中粘接钕铁硼材料具有形状自由度大，容易制成形状复杂的磁体或薄壁环，同时尺寸精度高，不易变形的优势，特别是对于一次成型的多极转子或多极定子，具有一定的优势，在微特电机中具有广泛应用。对于内转子电机来说，在电机装配过程中，传统转子的磁环内、外径均为环形结构，转轴外径为圆柱形，二者之间使用工业粘接剂进行固定。电机在运行过程中依靠绕组交变磁场与转子磁环相互作用产生扭矩，该扭矩经工业粘接剂传递到转轴，并进行输出，但在实际应用过程中，发现如下问题：
[0004]1.粘接钕铁硼磁环矫顽力较低，在电机运行过程中，每个磁极之间的弱磁过渡区易受到温度和外部交变磁场的影响发生退磁现象，影响电机正常工作。
[0005]2.磁环内圈为一圆形，采用工业粘接剂与转轴固定，因缺乏足够粘接面积和粘结剂刚性不足，经受较大载荷或振动时，粘接剂会发生松动，导致磁环与转轴发生相对位移而脱落。
[0006]3.磁环周向定位采用工业粘接剂，与轴之间为间隙配合，在装配过程中，因粘结剂凝固前具有流动性，会导致电机转轴与磁钢发生偏移，影响电机对中性，增加运行噪声和震动。
[0007]为解决上述技术问题，提出本专利技术。
技术实现思路
[0008]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种齿槽型永磁电机转子，装配简单，能够克服现有技术中磁钢退磁、转子对中、力矩传递的问题。
[0009]本专利技术还提供上述齿槽型永磁电机转子的制作方法。
[0010]本专利技术的技术方案如下：
[0011]一种齿槽型永磁电机转子，包括磁钢、轴套和转轴，其中，转轴上套装有轴套，轴套上设置有齿槽型凸起，磁钢为环形结构，磁钢内环设置有齿槽型凹槽，磁钢通过齿槽型凹槽和齿槽型凸起匹配套装于轴套外侧。
[0012]通过齿槽型凹槽和齿槽型凸起配合，可以起到对中定位的作用，减小对中误差，保证磁钢与轴套的高对中性可以降低电机转子与定子的轴向偏心，避免气隙过小以及长度不一致时产生的电磁噪声，也可以避免高速重载情况下，偏心严重时定转子相摩擦，电机产生剧烈的振动和不均匀的摩擦噪声。
[0013]同时，磁钢内采用齿槽型凹槽，相比于传统的环形套装，加厚的磁体对应磁动势增大，内磁阻增大，在面对相同的退磁磁动势时，抗退磁能力强，因此齿槽结构能够减小该位置的退磁情况。
[0014]根据本专利技术优选的，磁钢两侧的转轴上分别设置有顶套和挡片，顶套和挡片沿轴向对磁钢和轴套起到限位作用，防止振动、温升导致粘结剂失效，磁钢与铁心发生轴向位移。
[0015]根据本专利技术优选的，转轴为阶梯轴，方便对轴套等部件进行轴向定位，转轴上设置有键槽，键槽内设置有平键，轴套内设置有匹配平键的槽口，转轴通过键槽和平键套装有轴套，利用平键传动转矩。
[0016]根据本专利技术优选的，磁钢采用钕铁硼磁体，粘接加工能够有效提高尺寸精度与加工效率。
[0017]根据本专利技术优选的，磁钢采用径向充磁，充磁后径向磁场强度为马鞍波形，磁钢周向交替形成N极和S极。
[0018]根据本专利技术优选的，磁钢内的齿槽顶位置相对轴心所占角度θ1大于磁极过渡区角度θ，θ＝180
°×
(1
‑
ap)/p，其中，ap为极弧系数，p为极对数。通过该设置使齿槽结构涵盖了所有的磁极过渡区位置，增强其抗退磁能力。
[0019]根据本专利技术优选的，为保证电机获得足够高的气隙磁密，磁钢厚度其中，K
u
为饱和系数，K
c
为气隙系数，g为气隙磁密长度，μ
r
为磁铁相对磁导率。
[0020]根据本专利技术优选的，磁钢与轴套之间的粘结剂区设置基孔制H9/h9及以下等级的间隙配合，可以用于施加粘结剂，有效防止大力矩可能产生的转子铁心松动现象，提高加工效率，磁钢与轴套之间的定位区设置基孔制H7/h6及以上等级的间隙配合，用于对中定位，防止粘结剂凝固阶段发生的铁心磁钢偏心问题。
[0021]根据本专利技术优选的，顶套包括2个直径不同的空心圆柱，顶套大直径端对磁钢和轴套进行轴向定位，小直径端定位电机选择轴承，小直径端外径小于轴承内圈直径，方便轴承拆卸。
[0022]上述齿槽型永磁电机转子的制作方法，步骤如下：
[0023](1)磁钢材料选用钕铁硼材料，由钕铁硼粉末经过混胶后，在配套形状的模具中压制而成，压制后进行高温固化和表面处理，加工过程简单适合大批量生产，压制而成的磁钢不具有磁性，然后将磁钢放置于充磁机中进行充磁，在充磁过程中，磁钢内的齿槽顶位于磁极过渡区位置，齿槽底位于N极和S极位置，这样可以利用加厚的齿槽位置对低矫顽力的磁极过渡区进行保护，防止其出现退磁现象；
[0024](2)轴套采用导磁金属经过车铣工艺加工而成，装配时，先将磁钢内环涂敷工业粘结剂，然后将轴套按照齿形配合套入磁钢内环，此时轴套上用于定位的位置以极小的间隙与磁钢配合，齿槽的定位能够保证磁钢与轴套在径向方向的高对中性，并将其固定，保证在等待粘结剂凝固的时间内，不会因为粘结剂的挤压流动、人为移动造成磁钢与轴套发生偏心；
[0025](3)当磁钢与轴套之间的粘结剂凝固后，先将挡片套入转轴，然后安装平键，平键
安装后，将轴套套入转轴，直至接触到挡片，此时，磁钢利用本身磁性自动与挡片吸附在一起，最后安装顶套，顶套外径大的一段首先安装进转轴，直至接触到磁钢，另一侧依靠电机轴承限位。
[0026]本专利技术的有益效果在于：
[0027]1、本专利技术结构简单，设计巧妙，通过一种齿槽型结构能够很好的对磁钢与轴套的装配进行定位，提高生产效率。
[0028]2、本专利技术的轴套齿槽在加工过程中，通过设置加工公差，同时实现施加粘结剂与定位两个作用效果。
[0029]3、本专利技术的顶套和挡片对转子铁心进行定位，方便组装，适用于批量生产，提高生产效率，防止轴套和磁钢发生轴向移动。
[0030]4、本专利技术创造的磁钢齿槽角度，经过有限元仿真验证，能够有效降低运行过程中的退磁现象，提高运行稳定性。
附图说明
[0031]图1是本专利技术结构示意图。
[0032]图2是本专利技术的拆分结构示意图。
[0033]图3是本专利技术的结构剖面示意图。
[0034]图4是本专利技术的侧视结构示意图。
[0035]图5是本专利技术沿图4所示A向剖面示意图。
[0036]图6是本专利技术的磁环结构示意图。
[0037]图7是本专利技术的轴套结构示意图。
[0038]图8是本专利技术与本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种齿槽型永磁电机转子，其特征在于，包括磁钢、轴套和转轴，其中，转轴上套装有轴套，轴套上设置有齿槽型凸起，磁钢为环形结构，磁钢内环设置有齿槽型凹槽，磁钢通过齿槽型凹槽和齿槽型凸起匹配套装于轴套外侧。2.如权利要求1所述的齿槽型永磁电机转子，其特征在于，磁钢两侧的转轴上分别设置有顶套和挡片。3.如权利要求2所述的齿槽型永磁电机转子，其特征在于，转轴为阶梯轴，转轴上设置有键槽，键槽内设置有平键，轴套内设置有匹配平键的槽口，转轴通过键槽和平键套装有轴套。4.如权利要求1所述的齿槽型永磁电机转子，其特征在于，磁钢采用钕铁硼磁体。5.如权利要求3所述的齿槽型永磁电机转子，其特征在于，磁钢采用径向充磁，充磁后径向磁场强度为马鞍波形，磁钢周向交替形成N极和S极。6.如权利要求5所述的齿槽型永磁电机转子，其特征在于，磁钢内的齿槽顶位置相对轴心所占角度θ1大于磁极过渡区角度θ，θ＝180
°×
(1
‑
ap)/p，其中，ap为极弧系数，p为极对数。7.如权利要求6所述的齿槽型永磁电机转子，其特征在于，磁钢厚度其中，K
...
【专利技术属性】
技术研发人员：王丽，王一男，俞军涛，王挺侹，宋玉美，占昊，刘百川，
申请(专利权)人：山东大学威海工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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