[发明专利]制造爪型磁电转子的方法和用这种方法制造的转子

说明书

本发明涉及制造爪型磁电转子的方法和用这种方法制造的转子。本发明更具体涉及制造用于高速同步电机的磁电转子的方法和用这种方法制造的爪型磁电转子。

这些爪型转子被制成为由多个非磁性和磁性部件固定在一起。在一些高速同步电机中的使用速度可达50000rpm或更高。如上所述，这些转子是部件的组合装配，由此爪型转子的制造在不牺牲最佳空气动力学外形的情况下指望得到有最高可能抗离心力破裂的转子。

为制造能在上述高速下运行的坚固转子，如该转子能经受住离心力，有必要用等压或类似型式的装配技术。运转时所产生的离心力正比于运动的质量。

已知的制造这种限制在非磁性空柱壳内有形成转子极化爪的磁性部和在相反极性爪间的非磁性部的爪型磁电转子的方法包括把该磁性和非磁性部加入该非磁性空柱的步骤和该磁性部、非磁性部和空柱壳等压装配的步骤。

使用等压步骤意味着转子的组成部分必须理想地装配。如在压缩过程中存在其中没有任何材料的空白，该空白被压缩，而产生组成部分的位移，这有损于所得转子的磁性能和其静态和动态平衡。

所引起的问题至少是转子没有所需的最佳机械特性，最严重的情况是引起机械的不平衡从而使转子报废。

另外，有必要让爪的形状能使电机有最高可能的效率。

如，面向定子的磁爪的纵向面有利地得有一渐变的磁空气隙以优化在旋转电机爪和定子间磁通的路径。

又如，有必要在相反极性的二极邻磁物质(相邻爪)间配置非磁性材料。该非磁性材料限制磁通不通过定子而直接通过相反极性的二相邻爪间的泄漏。

产生磁性和非磁性部的成形是复杂的，对它们的加工，特别是要得到用等压处理影响的容差是长时间而又易贵的过程。

本发明的一个目的是提供制造上述这种类型的磁电转子的方法，简化其中复杂的磁性或非磁性部的加工。

为此，本发明在于制造爪型磁电转子的方法，该转子有形成转子极的磁材料部和分离相反极性的极的非磁材料部，限定在有回转体形状并由非磁材料制成的空柱壳中，该方法包括把磁材料和非磁材料部装入该柱壳的步骤和这些部和柱壳结合等压的步骤，其中各磁或非磁材料部由多个套装的、独立的、配合的和共轴的管件制成，各管件有侧缘、横向端和有涉及磁或非磁材料部相应径向厚度的外形的侧面。

在一实施例中，非磁材料空柱壳有穿通它的窗口，各窗口适于收容磁材料部的一顶部管件。

该窗口在轴向剖面看时有利地具有从柱壳内向外一般收敛的形状，顶部管件的圆半径和半径厚度大致与柱壳的半径和半径厚度相等并有与窗口收敛形状互补的侧缘，该顶部管件在装入步骤时在置于柱壳的管件中是第一位的。

在本发明的方法中，接着是等压步骤，所得转子可经受精加工步骤，这样的精加工步骤，可以是如轴向地掏空转子以减轻其重量或给与转子外表面以特定的形状。

本发明亦涉及通过上述方法制造的爪型磁电转子，这种型式的转子包括形成转子极的磁材料部和分隔相反极性极的非磁材料部，其限定在由非磁材料制的回转体形状的空柱壳内。

在一实施例中，磁电转子包括有相反极性的二单极磁材料部和非磁材料部，各单极部包括有半径基本上等于柱壳内径的回转毂，自由端和斜削的极，该斜削的极有与毂相同半径的纵向面，与纵向面成斜角的斜横向槽，和对称于斜削极对称平面的二平面侧向面在从纵向面朝斜面方向互相收敛，平面侧向面与毂形成横向台肩，二磁材料部位于共同的轴线上以它们的斜面互相面对，非磁部位于互相面对的斜面间且有与二磁材料部互补的形状，以使磁或非磁材料部组构成了半径基本上等于非磁回转柱壳内径的回转实心轴，柱壳有穿通它的二窗口，各面向磁材料部之一的纵向面，各窗口均被有与相应磁材料部相同极性的磁材料顶部管件的占据。

在另一实施例中，磁电转子包括相反极性的二磁材料单极端部，至少一磁材料中间部和非磁材料部，各单极部有半径基本上等于柱壳内径的回转毂，自由端和斜切的极，斜切的极包括与毂有相同半径的纵向面，与纵向面成斜角的斜横向面，和对称于斜切极对称平面的二平面侧向面在从纵向面朝斜面方向收敛，平面侧向面与毂形成横向台肩，该中间部包括有与端部极相同形状的相反极性的二极，各极有斜面，其面向磁端部之一极的斜面或另一中间部一极的斜面，各极与所面向的极由有互补于二极形状的非磁部所分离，以使端部、中间部和磁材料部的组合构成有半径基本上等于非磁回转壳柱内径的回转实心轴，柱壳有穿通它的与极有相同数量的窗口，各窗口面向磁材料极之一的纵向面，各窗口均被与相应极有同极性的磁材料顶部管件所占据。

横向台肩有利地与垂直于转子轴线的平面有一交角。