[发明专利]轴向磁通永磁电机内置式永磁转子结构及其铁心装配方法

说明书

本发明公开了轴向磁通永磁电机内置式永磁转子结构及其铁心装配方法，涉及轴向磁场电机技术领域，包括卷绕式转子和内置式磁钢，为保证转子铁心内外层磁钢极弧系数，所述转子通过卷绕工艺沿径向方向从铁心内周到外周设有三层或者更多层磁钢槽，第一层铁心绕制出来的硅钢片终点作为第二层硅钢片的起点并依此类推，多个铁心套成后通过拉紧器实现铁心紧密过盈提高叠压率，所述转子结构存在不锈钢销，所述不锈钢销位于远离定子铁心的磁钢底部的转子铁心处，同时径向贯穿整个转子铁心与转子背铝相接。本发明可以提高卷绕转子铁心的叠压率，同时解决转子铁心轴向刚度和铁心与结构件连接问题。

技术领域

本发明涉及轴向磁场电机技术领域，特别是涉及轴向磁通永磁电机内置式永磁转子结构及其铁心装配方法。

背景技术

能源和环境问题是目前世界可持续发展遇到的主要挑战，逐渐引起各国关注，发展可再生能源的需求日益增长。目前发电机存在的磁钢利用率低、体积大、成本高的问题，制约了其发展。

专利CN200780049559.1提出一种多转子多定子的轴向磁通永磁无铁心电机，其具有轴向长度短，功率密度高的优势，但其永磁体用量高，磁钢利用率低，结构强度存在一定缺陷。公开号为CN202123397970.4的专利中，提出了一种轴向电机表贴式转子，此结构缺少对磁阻转矩的利用，磁钢采用胶水粘合，存在隐患，需要设置碳纤维维持结构稳定。

发明内容

本发明的目的是提供一种轴向磁通永磁电机内置式永磁转子结构及其铁心装配方法，以解决上述现有技术存在的问题，可以提高卷绕转子铁心的叠压率，同时解决转子铁心轴向刚度和铁心与结构件连接问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种轴向磁通永磁电机内置式永磁转子结构及其铁心装配方法，包括卷绕式转子和内置式磁钢，所述转子通过卷绕工艺沿径向方向从铁心内周到外周设有三层或者更多层逼近等效的梯形磁钢槽，第一层铁心绕制出来的硅钢片终点作为第二层硅钢片的起点并依此类推，多个铁心套成后通过拉紧器实现铁心紧密过盈提高叠压率，整体磁钢槽呈U型/一字型/V型等结构，内置相应形状的磁钢，所述转子结构存在不锈钢销，所述转子结构存在不锈钢销，所述不锈钢销位于远离定子铁心且位于U型/一字型/V型等磁钢的底部的转子铁心处，同时径向贯穿整个转子铁心与转子背铝相接，不锈钢固定销沿转子铁心周向均匀分布，另外不锈钢销也可设置在转子极之间相邻磁钢处或靠近气隙侧转子铁心处均匀分布，转子外周设置有碳纤维保护套，抑制高速导致的转子形变，本发明可以提高卷绕转子铁心的叠压率，解决转子铁心轴向刚度和铁心与结构件连接问题。

作为本发明的进一步方案，所述转子盘包括转子铁心、内置U型/一字型/V型等结构永磁体组合、不锈钢销，磁钢采用内置式，内嵌于转子铁心，沿径向方向从铁心内周到外周分为三层。

作为本发明的进一步方案，卷绕式转子铁心存在U型/一字型/V型等结构磁钢槽，磁钢槽内置相应形状的磁钢，多块磁钢组成一极。

作为本发明的进一步方案，转子铁心采用卷绕工艺，为保证外周磁钢的极弧系数，转子铁心卷绕分三层及三层以上实现，通过自动送带机、冲孔(槽)装置及卷心结构，在生产过程中边冲边卷，当铁心的直径达到规定值后，机床自动停止冲卷，并将所卷铁心加扣固定及切断钢带。

作为本发明的进一步方案，三层及以上卷绕转子铁心的实现是(以三层为例)：首先内转子铁心外径限位，然后将内转子铁心压入中间铁心，内铁心与中间铁心外圈限位后，压入外铁心，过程中保证同轴度、平面度，最后，铁心套成功后通过拉紧器实现铁心紧密过盈，提高叠压率。

作为本发明的进一步方案，所述转子结构存在不锈钢销，所述不锈钢销位于远离定子铁心且位于U型/一字型/V型等磁钢的底部的转子铁心处，同时径向贯穿整个转子铁心与转子背铝相接，不锈钢固定销沿转子铁心周向均匀分布，另外不锈钢销也可设置在转子极之间相邻磁钢处或靠近气隙侧转子铁心处均匀分布达到解决转子铁心轴向刚度和铁心与结构件连接问题。