[发明专利]减少齿槽转矩的电机转子的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁变频电机，特别是其转子的设计、生产技术领域。

背景技术

所有永磁变频电机的转动部件必定会使用各种不同的永久磁石。此部件在电机上是属运转机构，通称为电机的转子。目前变频电机所使用的电机转子，若其转子使用烧结铁氧磁石，则大都是采用瓦型贴片方式。

但是所有转子的瓦型铁氧体大都会粘贴于由多层矽钢片叠成的背铁外周，主要目的是为了减少磁石的磁阻，以增加磁石的表面磁束密度。

由于瓦型铁氧体的尺寸在加工时存在一定的公差，常发生的问题就是：粘贴到最后一片铁氧体时，需要足夠空间让铁氧体安装进入背铁内。为解决此问題，通常在每片磁石之间预留0.3mm的间隙，以方便地安装最后一片铁氧体。

粘贴的问题解决后，接踵的问题來了：通常变频电机最关键的就是其运转要能平顺，静音且没有任何的噪音，尤其在电机变换各种不同的速度时，最忌讳有上述任何一种现象发生。故电机如果发生抖动，或者任何的异声，在变频电机都是不被允许或接受的。

当瓦型铁氧体贴在背铁后测量其转子波形，通常会有方波或是马鞍波发生，而且在N极和S极交界处，往往会有异常的小突波发生。而人们希望的是：磁石（即转子）的波形是种完整的弦波，但以上转子由于其构造的客观是完全无法实现的。

于是有人减少磁石的瓦型铁氧体贴片数量，在转子上仅贴三片的瓦型铁氧体，却在每片的瓦型铁氧体充上四极，如此整个转子就有12个极数。虽然可改善磁石的波形，但毕竟还存在磁石间隙的问题。

人们又在背铁的圆周上设计与瓦型铁氧体数量相同的凸槽，由于凸槽的存在，N极与S极的交界处就沒有突出的波峰。如此改进的确能大大提升电机的順滑度，但是还是不能获理理想的弦波波形。为了获得理想的弦波波形，人们又在瓦型铁氧体设计上采用以下两种不同方式：一种是，瓦型铁氧体的内外径采用不同圆心的设计，通常是内径比外径下降若干厘米，如此设计的磁石就可得到中间厚两头缘部较薄瓦型磁石，经充磁后就可得到完美的弦波波形。另一种是，采用经验公式△h=△m x cos(θx p)计算，也使瓦型铁氧体的两侧缘部薄于中间，也有获得完美的弦波波形。

众所周知，电机转子通常的工作状态是高速旋转，采用粘贴方式的瓦型铁氧体需承受极大的离心力，为了防止瓦型铁氧体飞出，在初期人们使用0.1mm以下的无缝铝管，或者铜管套在磁石的外径，然后用厌氧胶贴附。但贴附的瓦型铁氧体外径并非真圆，工艺上还需对磁石整体外圆再加工一次。又因磁石表面罩上0.1mm铝管或者铜管，结果让磁石的表面磁束密度降低。后来，人们在磁石的外周采用热缩膜包覆，此方法比前者方便，且又省略了磁石外周围的加工，但是还会减少磁石的表面磁束密度。为了不使电机的扭力降低，势必要提升磁石的牌号等级，如此；无形中对磁石的购置成本又提升了。

于是新发明又出现了：即在瓦型铁氧体相邻的极间做成鸠尾槽，把瓦型铁氧体插入鸠尾槽内，然后再用厌氧胶贴附加固。如此就不用担心因为高转速产生的离心力，造成磁石的开裂或者脱落。此种设计方式，不但有了电机所需的弦波之外，更保有了磁石表面应有的表面磁束密度。

以上陈述的瓦型铁氧体贴片的改进方式，确实可让电机运转滑顺，且无抖动及噪音。当瓦型铁氧体磁能积不夠时（即电机的气隙密度不夠时），通常会改成粘结钕铁硼的磁石，以取代瓦型铁氧体贴片方式，以增加电机的气隙密度。

发明内容

本发明目的是提出一种既方便生产、安装，不必担心钕铁硼磁性材料与背铁分离，还能减少齿槽转矩（即顿转转矩）的电机转子的生产方法。

本发明采用的背铁为等边的多边形，背铁的边数与电机转子的极数相等，在背铁外套置环状钕铁硼磁性材料，所述环状的外周呈圆形，内周呈与背铁具有相同边数的多边形，以背铁的多边形中每个角的中心作为环状钕铁硼磁性材料每个磁极的中心，在与背铁的多边形中每个边相对的环状钕铁硼磁性材料段上分别充磁。

由于以上设计，即可形成与两侧薄中间厚的多个瓦型铁氧体贴片相当的效果，经充磁后，每段环状钕铁硼磁性材料的表磁极皆可得到完美的弦波，而且电机运转平順，且无抖动及噪音。本发明方便生产组装，使用过程安全。

为了加强背铁与环状钕铁硼磁性材料的结合性，本发明还在环状钕铁硼磁性材料和背铁之间设置粘结胶。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图。

图2为本发明的背铁的结构示意图。

图3为本发明的环状钕铁硼磁性材料的结构示意图。

图4为本发明与不同贴片数的瓦型铁氧体的贴片式形成的电机转子的齿槽转矩大小的对比图。