[发明专利]双馈无刷电机转子及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种双馈无刷电机转子及其制造方法。

背景技术

双馈无刷电机的定子上有两套独立的正弦分布绕组，极数分别为2p和2q，转子极数为2p_r。双馈无刷电机工作时，其2p定子绕组与电网直接连接，2q定子绕组通过AC/DC/AC双向整流逆变器与电网间接连接。当双馈无刷电机转速n_r与两定子绕组中电流的频率f_p和f_q满足固定约束关系：且转子极数2p_r＝2p+2q时，此电机才能实现机电能量的转换。理论研究表明双馈无刷电机定子上的两套绕组依赖于转子强制磁路的磁场调制作用产生磁耦合，磁耦合的强弱直接与转子磁路结构相关，因而转子磁路结构将极大地影响电机的运行性能。

目前双馈无刷电机的磁阻型转子中，常用的有常规凸极磁阻转子和各向异性轴向叠片磁阻转子(Axially Laminated Anisotropic，简称ALA)，其中常规凸极磁阻转子的各磁极之间和每个磁极中都没有采用磁障层进行磁隔离、且转子采用径向叠片式结构，理论研究表明，没有磁隔离的常规凸极磁阻转子的磁耦合性能较差，磁场调制能力很低，而具有磁隔离磁路结构、能限定转子磁通路径的ALA转子的磁耦合性能及磁场调制能力都较好，但由于ALA转子的每个导磁层沿电机轴向为整体瓦片式结构，电机运行时每个导磁层中会产生相当程度的涡流，从而增大了电机的损耗，降低了电机的效率，并且该涡流的产生还将直接干扰转子中强制磁力线的路径，从而影响电机的运行性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种双馈无刷电机转子及其制造方法，该转子由p_r个磁独立的磁导模块组成，各磁导模块无N和S极性之分，在同一磁导模块中交、直轴方向有尽量大的磁导差别，从而使两套定子绕组产生的不同极数的气隙磁场都能得以调制，转子的各磁导模块均采用叠片式结构，可将转子铁芯中的涡流和磁滞损耗降至最小，亦使各磁导模块强制的磁力线路径不受到涡流电流的干扰。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种双馈无刷电机转子，包括转子铁心、铁心载体、端部压板，转子铁心分为若干个磁独立的磁导模块，各磁导模块均由叠片逐片叠压形成，转子铁心与铁心载体嵌合，转子铁心的两端连接端部压板，其特征在于：

所述每片叠片由多个导磁层组成；每片叠片的相邻导磁层之间由磁障层隔离；每片叠片的相邻导磁层之间以联结筋相联。

进一步地：

所述导磁层与磁障层的宽度比为3∶2。

所述磁障层由空气或非导磁材料组成。

更进一步地：

所述各磁导模块的叠片呈弧形，各磁导模块的叠片以弧顶朝向圆心的方向均布在同一个圆内；各磁导模块的叠片中的最内层的导磁层的弧顶位置延伸出一个键；所述铁心载体为转子轴套，该转子轴套的外周设有与叠片嵌合的槽。

分别属于相邻磁导模块的两片叠片之间可以用联结筋相联，形成整体冲片。

所述转子轴套的材质为非磁性材料，所述转子轴套与磁导模块之间浇注非磁性材料。

所述各磁导模块的叠片呈弧形，各磁导模块的叠片以弧顶向外的方向均布在同一个圆的外周；各磁导模块的叠片中的最外层的导磁层的弧顶位置延伸出一个键；所述铁心载体为转子套筒，该转子套筒的内周设有与叠片嵌合的槽。

所述转子套筒的材质为非磁性材料，所述转子套筒与磁导模块之间浇注非磁性材料。

一种双馈无刷电机转子的制造方法，包括以下步骤：

首先在转子轴套中或转子套筒中叠装各磁导模块的冲片；

叠压成形后安装端部压板和经绝缘处理的紧固螺栓；

最后进行转子整体浇注非磁性材料磁障层；当转子的磁导模块为整体冲片时，浇注之后还要切除磁导模块最外层的联结筋。

本发明具有如下有益效果：

1.由于本发明转子将ALA的整体瓦片式结构改为径向叠片结构，各磁导模块是非导电或电绝缘型，故可将磁导模块的涡流损耗和磁滞损耗降至最低，同时亦使各磁导模块强制的磁力线路径不受到涡流电流的干扰。

2.由于各磁导模块之间具有磁隔离，并且在同一磁导模块中的相邻导磁层之间添加有磁障层进行磁隔离，故限制了转子的磁通路径，使其特定方向的磁导最大而其垂直方向的磁导最小。

3.在电机旋转运行时，各磁导模块会受到很大离心力，由于转递电磁扭矩，各磁导模块也会受到很大切向力，本发明采用的转子轴套或转子套筒，能增强各磁导模块的机械强度，保证各磁导模块在转子圆周的均匀分布，且使转子具有良好的旋转动平衡，确保转子高速平稳旋转。