[发明专利]具有正弦磁动势分布规律的高速永磁电机转子及制作方法

权利要求书

1.一种具有正弦磁动势分布规律的高速永磁电机转子，其特征在于，包括转轴、烧结永磁体单元、磁粉胶膜与碳纤维复合单元以及转子护套；所述转轴位于高速永磁电机转子最内侧，转轴外侧同轴套装有烧结永磁体单元，烧结永磁体单元的外侧同轴套装有磁粉胶膜与碳纤维复合单元，磁粉胶膜与碳纤维复合单元外侧设置有转子护套，且转子护套位于高速永磁电机转子的最外侧，且由多层碳纤维层Ⅲ组成；

所述磁粉胶膜与碳纤维复合单元由若干磁粉胶膜和碳纤维复合子单元组成，且每个磁粉胶膜和碳纤维复合子单元结构相同，均由磁粉胶膜层块、胶膜层块与碳纤维层Ⅱ组成；所述磁粉胶膜和碳纤维复合子单元的内层由磁粉胶膜层块和胶膜层块构成，外层由碳纤维层Ⅱ构成，且外层位于内层外侧设置；所述磁粉胶膜层块由磁粉与环氧树脂按一定比例均匀混合后固化而成。

2.根据权利要求1所述的具有正弦磁动势分布规律的高速永磁电机转子，其特征在于：所述磁粉胶膜层块和胶膜层块的个数相同，且等于烧结永磁体块的个数；所述磁粉胶膜层块的极弧系数随着所述磁粉胶膜和碳纤维复合子单元半径的增大而减小，所述胶膜层块的极弧系数随着所述磁粉胶膜和碳纤维复合子单元半径的增大而增大，所述磁粉胶膜层块的极弧系数与胶膜层块的极弧系数之和始终为1；所述磁粉胶膜层块中钕铁硼磁粉含量≥60％；所述胶膜层块由环氧树脂固化而成；所述磁粉胶膜层块与胶膜层块的厚度相同，单层均为0.2mm-0.25mm，所述磁粉胶膜和碳纤维复合子单元的单层厚度≤0.4mm。

3.根据权利要求1所述的具有正弦磁动势分布规律的高速永磁电机转子，其特征在于：烧结永磁体单元包括烧结永磁体块、烧结永磁体块间隙和碳纤维层Ⅰ组成，所述烧结永磁体块成对对称设置，所述烧结永磁体块在轴向和周向的厚度均匀，且极弧系数小于1；相邻所述烧结永磁体之间形成的间隙为烧结永磁体间隙，在所述烧结永磁体块间隙内填充铁氧体；所述烧结永磁体块和铁氧体的外侧缠绕碳纤维层Ⅰ，且碳纤维层Ⅰ的层数≤4层，缠绕厚度≤0.8mm。

4.根据权利要求1所述的具有正弦磁动势分布规律的高速永磁电机转子，其特征在于：组成所述转子护套的碳纤维层Ⅲ的层数≤10层。

5.根据权利要求1所述的具有正弦磁动势分布规律的高速永磁电机转子，其特征在于：所述烧结永磁体块采用剩磁密度较高的钕铁硼永磁体；所述碳纤维层Ⅰ、碳纤维层Ⅱ及碳纤维层Ⅲ均采用抗拉性能良好的碳纤维制成；所述转轴为导磁轴，采用导磁性能良好的材料制成。

6.根据权利要求1所述的具有正弦磁动势分布规律的高速永磁电机转子的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将磁粉与环氧树脂按着一定比例均匀混合固化制成磁粉胶膜层块；将环氧树脂固化制成胶膜层块，将磁粉胶膜层块和胶膜层块首尾连接，并在其外侧绕制碳纤维层Ⅱ制成磁粉胶膜和碳纤维复合子单元；

步骤2，将成对对称设置的烧结永磁体块粘贴于转轴的外圆面上；在相邻烧结永磁体块形成的烧结永磁块间隙内填充铁氧体，铁氧体和烧结永磁体块一起组成环状体，在环状体的外侧通过施加拉应力的方式绕制碳纤维层Ⅰ；将步骤1制成的磁粉胶膜和碳纤维复合子单元依次经过过盈配合缠绕在碳纤维层Ⅰ的外侧，且缠绕过程中需保证所述磁粉胶膜和碳纤维复合子单元中磁粉胶膜层块的几何中心线与烧结永磁体块的几何中心线重合，所述碳纤维层Ⅲ通过施加拉应力的方式绕制在所述磁粉胶膜与碳纤维复合单元的外侧，安装完成。