[发明专利]永磁体转子和制造永磁体转子的方法

说明书

技术领域

本公开总体上涉及在电气机器中使用的类型的永磁体转子，更具体地涉及转子芯材料的变形，从而使定位在转子芯上的永磁体抵靠固定套管偏压。

背景技术

许多不同构造的方法和材料结合旋转机械（例如发电机和电动马达）使用。在此种电气机器中使用的旋转部件或者“转子”通常应用多个不同部分。在旋转期间，惯性力会给予转子部件从预期位置移动的趋势，如果不受约束就可能失效。对于相对低速的应用，简单的部件保持技术例如粘合就足够了。对于更高速度的应用，可以使用机械夹紧部件、保持套管等。已知的策略在至少某些应用中具有某些缺点。

发明内容

一方面，制造永磁体转子包括围绕转子芯定位固定套管，所述转子芯具有多个永磁体。多个压力工具随后安装在延伸通过组件的转子芯的孔中，以使转子芯的材料变形。材料的变形抵靠固定套管以轴向向外方向推动磁体，以将磁体抵靠固定套管偏压。

附图说明

图1是根据一个实施例的电气机器中永磁体转子组件的部分分解剖视图；

图2是根据一个实施例的过程中一个部分的示意图；

图3是根据一个实施例的过程中另一个部分的示意图；

图4是根据一个实施例的转子组件的示意图；和

图5是根据一个实施例的转子组件的透视、部分剖视示意图，并包括细节放大图。

具体实施方式

为了促进对永磁体转子和制造永磁体转子的方法的原理的理解，现在将参考附图中说明的实施例并且特定语言将用于具体描述所述实施例。然而可以理解的是，并未打算由此对本发明的范围作出限制。在所描述的实施例中的任何变化和进一步修改，以及在此描述的发明原理的任何进一步应用都是本发明所涉及领域的技术人员通常能想到的。

参考图1，示出了电气机器系统10，例如发电机或者电动马达。机器系统10可以包括壳体12，其中定子14被定位。转子16位于壳体12内并可旋转，以在定子14的线圈内产生电流，或者可能通过由电功率源（例如电力网）提供给定子14的电流感应而旋转。在实际实施策略中，转子16可以是相对高速的转子，通常具有在其最外侧表面高达约200米每秒的速度范围，或者可能更高。本领域技术人员熟悉在转子旋转相对高速时的相对高的惯性力。在此种速度下，旋转的转子的部件（通常是永磁体）从转子芯被向外扔的趋势会导致在转子芯和永磁体之间形成空气间隙，可能导致随着时间响应于疲劳应力的损坏或失效，或甚至导致瞬时和灾难性的失效。正如根据下述描述可进一步显而易见的，根据本公开的转子特别地被构造，以用于即使在高旋转速度下保持结构完好。

转子16包括限定纵向轴线19的转子芯18和在第一轴端21与第二轴端23之间轴向延伸的转子芯外表面20。轴端21和23可以是与转子芯18一体成型的结构，但也可以是例如通过焊接附接到转子芯18的单独件。如此处进一步讨论的，外表面20可以具有不统一的轮廓，限定在安装和保持转子16其他部件中应用的各种特征。

转子芯18还包括多个孔22，所述多个孔延伸通过转子芯。多个永磁体24安装在转子芯外表面20上。在实际实施策略中，端盖28和第二端盖30定位在永磁体24的多个纵向排的相对的轴向端部。隔板32和34可以在外表面20上被轴向定位在相邻的永磁体24之间。细长杆形式的多个磁体保持元件36可以定位在外表面20形成的沟槽38内。在说明的实施例中，元件36具有大体与沙漏相似的横截面，但是无需特定的几何形状。在一些实施例中，抵消或者抑制涡流电流的装置也可以在转子16中使用。

转子16还可以包括围绕转子芯18和磁体24定位的固定套管26，从而磁体24与固定套管26接触。在图1的示例中，套管26以剖视部分示出以说明转子16的额外特征，然而可以理解的是，套管26将典型地轴向延伸至少覆盖和约束所有磁体24及其相关安装、保持和定位设备所需的长度。转子16还包括多个例如通过过盈配合安装在孔22中的压力工具40，所述压力工具使转子芯18的材料变形，从而多个永磁体24被轴向向外推动并通过抵靠固定套管26变形而偏压。虽然压力工具将典型地保持停留在转子芯18中，但是在其他的实施例中，所述压力工具可以用于材料变形和偏压的目的，随后被移除。压力工具40可以具有或者可以不具有与孔22的形状互补的形状，压力工具40自身可以通过过盈配合变形。