[发明专利]永磁辅助同步电动机及其转子组件的制造方法

说明书

技术领域

本发明在其最一般的方面，涉及一种制造转子组件及电动机的方法。

特别地，这种电动机是IPM-PMASR型(插入式永磁辅助同步磁阻电动机)。

在一个优选的实例中，根据本发明制成的转子组件和电机被用于为洗衣机滚筒提供电力驱动。

但不限于此，所述转子组件和电机可以在更广范围的工业应用中被使用，特别适合于高功率密度的可控驱动，例如为电动交通工具提供驱动。

背景技术

永磁辅助同步磁阻电动机已经被开发了几十年，它们代表了一种可以替代用于可控驱动电器的感应电机或永磁同步电机的可用选项。

在美国专利N.5818140所公开的一个典型的电机设计中，转子由迭片轴向叠压而成。转子被分成偶数个扇区，每个扇区有相同的腔体分布。这些腔体大致呈圆弧型，凸面朝向转子中心。所述腔体至少有一部分里面被插入永磁体，使得相邻扇区的永磁体极性相反。

具有上述设计的转子可以低成本的方式被可靠地制造。单层迭片通过冲压开槽，然后被压力叠压在一起，这样叠压在一起的槽就形成了轴向的腔体。最后永磁体被插入到这些腔体中。

尽管如此，由上述转子组件组成的电机仍然有一些缺点。

第一个缺点来自于相当高的定位力矩，它会导致我们不想要的噪音和振动，特别是在较低的旋转速度下。

另外一个缺点来源于腔体里用于放置永磁体的空腔。在第一个实例中，插入永磁体很费工时，会影响电机的制作成本。在第二个实例中，插入永磁体对设计是一个很强的约束，通常会造成转子磁路设计不够优化。

再一个缺点与转子组件动平衡有关。在异步电机和串激电机制作过程中，典型的动平衡工序是通过在叠压转子两端的迭片上去除材料来实现。显然，对于上述转子设计，这样的动作会导致整个转子不可接受的结构弱化，因此必须避免。

基于本发明的技术问题是克服如前所述的永磁辅助同步磁阻电机的制造方法的上述缺点。

发明内容

上述技术问题通过一种永磁辅助同步电动机转子组件的制造方法得到解决，该方法包括以下步骤：

---切割多个有相等形状的迭片，各迭片基本是圆形的，并且具有多个内槽；

---叠压所述迭片在一起，以便形成迭片铁芯，每个迭片相对于下面一片转动一个预定的角度，以便这些内槽在迭片铁芯中形成了一个连续的、轴向扭斜的腔体；

---通过注射成型模具把带有聚合物的磁性混合物(塑磁材料)注射到所述空腔中，并用来形成填满所述空腔的转子组件的内置永磁体。

并且根据永磁辅助同步磁阻电动机的典型配置中，这些内部的槽大致成圆弧形，其凸面侧指向铁芯的中心点，所述内部槽按偶数组配置，每组被限定在迭片铁芯上不同的扇形区。

两个相邻组内槽腔体中的永磁体最好被磁化成相反极性。

由单个迭片连续旋转得到的转子组件扭斜设计是为了减小齿槽转矩和由其产生的一些缺点，比如过大的噪音和振动。

用塑磁材料来填充这些扭斜的腔体使生产制作转子组件变得简单，因为传统的永磁体是很难被放置到这些非直线型的腔体里的。

为了保证电机的运行平顺和定位力矩的最小化，相邻迭片间的相对旋转角度需要被精确的选取。假设N是转子的迭片总数，这个相对旋转角度可以从10°/N到20°/N，最好是等于15°/N。

本发明的制造方法可以进一步包括施加至少一个平衡盘在迭片铁芯一端或者两段的步骤。

通过在迭片铁芯上加平衡盘，可以更方便的做转子动平衡，而无需从迭片上去除材料，从而避免弱化转子结构。

平衡盘最好用铝或铝合金制作。

在注射过程中，塑磁材料可以进一步形成相对于所述迭片铁芯轴向方向突出的至少一个锚定结构，所述平衡盘附加到所述锚定结构上。

最好在迭片铁芯两端都有锚定结构。

所述锚定结构最好是锚定圆环，被放置在平衡盘的相应的凹槽中。

所述平衡盘最好通过一种胶附连到所述锚定结构上，例如一种耐热至少130°的环氧树脂。

本发明的制造方法可以通过从平衡盘去除材料的方法平衡转子组件，最好在平衡盘表面钻孔。

所述制造方法还可以包含磁化塑磁材料的步骤，把内置永磁体磁化成不同的极性。

特别地，磁化塑磁材料可以通过在罩住迭片铁芯的模具中适当的施加磁场，在注射成型中进行。

本发明最好包含一个在迭片铁芯的中心孔中压装一根轴，优选在注射成型之前进行。