[实用新型]一种预裂纹永磁体

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种永磁电机的转子永磁体，其属于永磁电机领域。

背景技术

目前永磁电机转子常用的永磁体布置结构形式有三种：实心永磁体、表贴式永磁体和内嵌式永磁体。三种结构各有优缺点，但是随着永磁电机大型化和高速化，结构应力和动不平衡问题的影响也越来越明显，这三种结构已经不能满足需要。

请参照图1所示，实心永磁体的精加工尺寸仅有一个外圆，制造方便，且与护套2配合时能够自定心，因此动平衡性能容易保证。但是永磁体的平均热膨胀系数接近0，在转子工作发热后护套2与永磁体1的配合面有松脱的趋势；且永磁体1作为脆性材料不能承受拉应力，必须靠护套2的预紧力包裹才能避免碎裂，因此在冷态安装时需要预留很大的过盈量。

假定Φ50永磁体、4mm厚合金钢护套、工作温度＜180℃，需要预留＞0.14mm的过盈量，护套内拉应力达到700MPa，超过了大多数常见钢材的强度极限。所以只能采用高强度合金钢，并加厚护套。这不仅提高了成本，也提高了定子的气隙磁损。而且这种影响会随着转子直径的提高而越发严重。同时实心永磁体还有永磁材料消耗量大的缺点。

请参照图2所示，表贴式永磁体采用的是预制的瓦片式永磁体3，永磁材料使用量少，且尺寸小、受热膨胀影响较小。但是永磁体精加工面较多，内外柱面的同心度较难保证，安装时内外柱面与铁芯4、护套5表面配合较差，容易因安装应力而破碎。

另外，由于瓦片式永磁体3是分别加工，然后贴装在铁芯4表面的，很难保证安装的均匀，进而影响动平衡性能。如果为了保证安装均匀而使永磁体侧面处于过盈配合尺寸，则又会导致贴装困难。

请参照图3所示，内嵌式永磁体的优点与表贴式永磁体类似，且可以不用护套,但软磁材料包裹永磁体容易产生漏磁回路，而分别制造的片状永磁体6同样存在不易保证动平衡性能的问题。另外，永磁体的安装和充磁也存在困难。

因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。

发明内容

本实用新型提供一种预裂纹永磁体，其能够有效的解决现有电机转子永磁体存在的缺陷。

本实用新型采用如下技术方案：一种预裂纹永磁体，所述预裂纹永磁体包括铁心、永磁体及护套，所述永磁体的内外圆同心，所述永磁体的内圆上均匀线切割有若干预裂纹切口，所述护套过渡配合或小间隙配合套装在所述永磁体上，所述铁芯过盈插接于所述永磁体内孔中。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型预裂纹永磁体在热态不会有松脱倾向；装配中能够自定心，动平衡性能比表贴式永磁体或内嵌式永磁体都要好；且永磁体的磨削加工也较为容易方便，所需线切割加工量较小。

附图说明

图1为现有技术的实心永磁体的结构图。

图2为现有技术的表贴式永磁体的结构图。

图3为现有技术的内插式永磁体的结构图。

图4为本实用新型预裂纹永磁体的结构图。

具体实施方式

请参照图4所示，本实用新型预裂纹永磁体包括铁心7、永磁体8及护套9。

本实用新型预裂纹永磁体所用的毛坯以直接烧制成径向取向的烧结钕铁硼圆筒为佳。这样制造的永磁体可以充磁为2、4、6、8等任意极数的转子，而平行取向钕铁硼就只能制造两极转子。也可以将多块平行取向永磁体按径向排列、焊接成一块毛坯，但加工较为繁琐。

本实用新型通过磨削加工永磁体8内外圆，保证同心度。在内圆上均匀线切割一定深度的预裂纹切口10。切口数量和深度需根据结构和强度计算获得。接着加热合金护套9，以过渡配合或小间隙配合套装在永磁体8上。此时永磁体内受压应力作用，不会发生破碎。最后在冰箱中冷却铁芯7，然后插入永磁体8内孔中。铁芯7恢复常温时与永磁体8内孔呈过盈配合状态（过盈量需计算确定），产生的周向拉应力会在预裂纹切口10尖端产生应力集中，使永磁体沿着径向破裂。同时永磁体8和护套9之间亦呈过盈配合状态，永磁体8沿着预先制造的预裂纹切口10断裂后即成为若干个条状永磁体，且沿周向均匀分布，最终形成与表贴式布局相同的永磁体。

如装配后永磁体中的预裂纹并未全部断裂也不会影响使用。在电机第一次运转，转子温度升高后铁芯继续膨胀，会将剩下的裂纹全部涨裂。也可以在装配后将转子稍微加热，以保证全部切口都发生断裂。

本实用新型制造出的预裂纹永磁体子在热态不会有松脱倾向；装配中能够自定心，动平衡性能比表贴式或内嵌式都要好；且永磁体的磨削加工也较为容易方便，所需线切割加工量较小。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。