抵抗热膨胀的永磁转子和相关的制造方法技术

该转子(2)包括用于固定到轴(4)的装配毂(6)、由装配毂(6)支撑的多个永磁体(8)以及将多个永磁体保持就位的结合带(10)，结合带(10)包括布置在多个永磁体(8)周围的加强纤维的交叉绕组，转子还包括保持套筒(12)，其包括布置在结合带(10)周围的加强纤维的单向绕组。在结合带(10)周围的加强纤维的单向绕组。在结合带(10)周围的加强纤维的单向绕组。

【技术实现步骤摘要】
抵抗热膨胀的永磁转子和相关的制造方法


[0001]本专利技术涉及永磁转子及其制造方法。
[0002]特别地，本专利技术涉及旨在以非常高的速度旋转的永磁转子。
[0003]总的来说，本专利技术适用于要经受强离心力和热膨胀的任何转子或装置。

技术介绍

[0004]永磁转子通常包括围绕轴定位的装配毂，该装配毂配置成在所述装配毂的外表面上接收永磁体。
[0005]装配毂围绕轴固定，例如冷缩配合到轴上。
[0006]永磁体例如通过粘合剂粘合保持与装配毂接触。
[0007]然而，转子的过度旋转以及由此产生的过高离心力意味着永磁体和装配毂之间的粘合剂粘合不能保证保持。
[0008]为了克服这一缺点，专利US11081919B2提出将保持套筒定位在转子周围，更具体地，定位在永磁体周围，以防止永磁体从转子的纵向轴线径向分离。保持套筒由碳纤维制成，并由围绕转子的单向绕组形成。铜护套也可以插在套筒和永磁体之间。
[0009]然而，在工作条件下，转子可能会经受高温，导致转子所有材料的轴向热膨胀，但保持套筒的碳纤维除外，它实际上对轴向热膨胀不敏感。
[0010]一方面装配毂、永磁体和铜护套与另一方面碳纤维保持套筒之间的膨胀差异会机械地削弱保持套筒，达到导致碳纤维缠绕脱层的程度，降低保持套筒执行其防止磁体径向分离的作用的能力。

技术实现思路

[0011]因此，本专利技术的目的是克服上述缺点，并提供一种能够承受所述转子的高转速和轴向热膨胀的转子。
[0012]本专利技术的一个主题是一种转子，该转子包括用于固定到轴的装配毂、由装配毂支撑的多个永磁体以及将多个永磁体保持就位的结合带，该结合带包括围绕多个永磁体布置的加强纤维的交叉绕组，该转子包括保持套筒，该保持套筒包括围绕结合带布置的加强纤维的单向绕组。
[0013]交叉绕组的意思是围绕环形装配毂和多个永磁体缠绕的至少两个加强纤维绕组，这两个绕组彼此成非零角度，该角度例如可以大于20
°
。特别地，交叉的绕组可以被比作编织在一起的两个交织的纤维绕组。
[0014]因此，结合带的结构在转子的轴向方向上提供了更好的机械性能，并且因此与单向绕组相比能够更好地承受脱层，特别是在不同热膨胀的情况下。
[0015]在一实施例中，加强纤维是树脂浸渍碳纤维。
[0016]在一特定实施例中，装配毂由磁性材料制成。
[0017]有利地，转子包括间隔件，优选为非磁性间隔件，其由装配毂支撑并周向定位在永
磁体之间。
[0018]在一实施例中，装配毂包括端板，其配置成将多个永磁体轴向保持就位，端板被固定到装配毂的中心部分，多个永磁体围绕该中心部分布置或者与装配毂的所述中心部分形成为一体。
[0019]在一特定实施例中，转子包括直接围绕多个永磁体定位的非磁性金属护套，结合带围绕金属护套径向布置。
[0020]在另一实施例中，转子包括径向插入装配毂和多个永磁体之间的非磁性金属护套，装配毂通过非磁性金属护套支撑多个永磁体。
[0021]有利地，非磁性金属护套包含铜。
[0022]本专利技术的另一个主题是一种用于制造如上所述的转子的方法，该方法包括以下步骤：
[0023]‑
固定多个永磁体，使得装配毂支撑所述永磁体；
[0024]‑
通过编织或滑动所述预编织结合带，将结合带装配在多个永磁体周围；以及
[0025]‑
通过编织或滑动所述预编织的保持套筒，将保持套筒装配在结合带周围。
[0026]在一实施例中，结合带包括加强纤维和树脂基体，在围绕多个永磁体装配结合带的步骤之前，加强纤维被浸渍在树脂浴中。
附图说明
[0027]通过阅读下面的描述，本专利技术的其他目的、特征和优点将变得显而易见，下面的描述仅通过非限制性示例的方式给出并参考附图，其中：
[0028]图1是根据本专利技术的第一实施例的转子的纵向截面示意图；
[0029]图2是图1的截面II
‑
II中的视图；
[0030]图3是根据本专利技术的第二实施例的转子的纵向截面示意图；以及
[0031]图4示出了用于制造根据本专利技术的转子的方法的各个步骤。
具体实施方式
[0032]图1示意性地描绘了安装在轴4上的根据本专利技术的转子2的一实施例的纵向剖视图。
[0033]具有纵向旋转轴线A的转子2具有圆柱形总体形状和圆形横截面。转子2包括固定在轴4周围的装配毂6、由所述装配毂6支撑的多个永磁体8和结合带10。永磁体8安装在装配毂6周围并固定在其上。结合带10围绕多个永磁体8径向定位，使得结合带10能够将多个永磁体8径向保持就位。
[0034]特别地，结合带10包括加强纤维的交叉绕组，例如碳纤维。交叉绕组的意思是围绕由装配毂6和多个永磁体8形成的圆柱体缠绕的至少两个加强纤维绕组，这两个绕组彼此成非零角度。特别地，交叉绕组包括编织在一起的交织的两个加强纤维绕组。
[0035]在一实施例中，两根纤维彼此成10
°
和100
°
之间的角度，使得它们中的每一根相对于转子2的旋转轴线A成5
°
和50
°
之间的角度，但是相对于所述旋转轴线A具有不同的取向。
[0036]结合带10尤其包括加强纤维和树脂基体(未示出)，例如热塑性或热固性聚合物基体，使得结合带10形成刚性复合材料。更常见的是，加强纤维通过穿过树脂池而被树脂浸
渍，树脂在结合带10中形成树脂基体。一旦被装配，结合带10具有环形形状。作为变型，加强纤维被预浸渍。
[0037]结合带10由于其交叉绕组结构而在轴向变形的情况下能够比传统结合带更坚固。在转子2轴向热膨胀的情况下，结合带10不会脱层并保持其完整性。
[0038]在所示的示例性实施例中，转子2还包括围绕结合带10径向定位的保持套筒12。保持套筒12与结合带10径向接触。
[0039]保持套筒12包括加强纤维(例如碳纤维)和树脂基体(例如热塑性或热固性聚合物基体)的单向特别是周向绕组。单向绕组通过围绕结合带10缠绕加强纤维而产生，该纤维与转子2的旋转轴线A形成75
°
和90
°
之间的角度，所述保持套筒的纤维能够相对于旋转轴线A以相同的角度在相反的方向上交替缠绕。保持套筒12能够确保多个永磁体8不会受到径向分离，单向绕组比交叉绕组更能抵抗径向力。
[0040]因为保持套筒12位于结合带10的外侧，所以结合带10在适用的情况下吸收例如由转子2的热膨胀引起的轴向机械应力，因此保持套筒12不可能被损坏。
[0041]一旦被装配，保持套筒12具有环形形状。
[0042]保持套筒12和结合带10可以逐步制造，以便形成单个环形管，该环形管然后将沿着转子2装配在永磁体8上。
[0043]装配毂6由金属材料制成，优选由磁性材料制成。磁性装配毂6尤其提供了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子(2)，包括用于固定到轴(4)的装配毂(6)、由装配毂(6)支撑的多个永磁体(8)以及将多个永磁体保持就位的结合带(10)，其特征在于，结合带(10)包括布置在多个永磁体(8)周围的加强纤维的交叉绕组，转子还包括保持套筒(12)，其包括布置在结合带(10)周围的加强纤维的单向绕组。2.根据权利要求1所述的转子，其中，所述加强纤维是树脂浸渍碳纤维。3.根据权利要求1和2中任一项所述的转子，其中，所述装配毂(6)由磁性材料制成。4.根据前述权利要求中任一项所述的转子，包括间隔件，优选为非磁性间隔件(22)，其由所述装配毂(6)支撑并且周向定位在所述永磁体(8)之间。5.根据前述权利要求中任一项所述的转子，其中，所述装配毂(6)包括端板(16；18),其配置为将所述多个永磁体(8)轴向保持就位，端板(16；18)固定到装配毂(6)的中心部分(14)，多个永磁体(8)围绕该中心部分布置，或者与装配毂(6)的所述中心部分(14)形成为一体。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：E，
申请(专利权)人：斯凯孚磁性机械技术公司，
类型：发明
国别省市：