[發明專利]永磁輔助同步電動機及其轉子組件的制造方法

在審

• 申請號: 201610594614.6
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN107659078A
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 埃利奧·馬里奧尼
• 申請（專利權）人: 阿斯科控股有限公司
• 主分類號: H02K15/03
• 分類號: H02K15/03;H02K1/27
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 李丙林,馬維麗

技術領域

本發明在其最一般的方面，涉及一種制造轉子組件及電動機的方法。

特別地，這種電動機是IPM-PMASR型(插入式永磁輔助同步磁阻電動機)。

在一個優選的實例中，根據本發明制成的轉子組件和電機被用于為洗衣機滾筒提供電力驅動。

但不限于此，所述轉子組件和電機可以在更廣范圍的工業應用中被使用，特別適合于高功率密度的可控驅動，例如為電動交通工具提供驅動。

背景技術

永磁輔助同步磁阻電動機已經被開發了幾十年，它們代表了一種可以替代用于可控驅動電器的感應電機或永磁同步電機的可用選項。

在美國專利N.5818140所公開的一個典型的電機設計中，轉子由迭片軸向疊壓而成。轉子被分成偶數個扇區，每個扇區有相同的腔體分布。這些腔體大致呈圓弧型，凸面朝向轉子中心。所述腔體至少有一部分里面被插入永磁體，使得相鄰扇區的永磁體極性相反。

具有上述設計的轉子可以低成本的方式被可靠地制造。單層迭片通過沖壓開槽，然后被壓力疊壓在一起，這樣疊壓在一起的槽就形成了軸向的腔體。最后永磁體被插入到這些腔體中。

盡管如此，由上述轉子組件組成的電機仍然有一些缺點。

第一個缺點來自于相當高的定位力矩，它會導致我們不想要的噪音和振動，特別是在較低的旋轉速度下。

另外一個缺點來源于腔體里用于放置永磁體的空腔。在第一個實例中，插入永磁體很費工時，會影響電機的制作成本。在第二個實例中，插入永磁體對設計是一個很強的約束，通常會造成轉子磁路設計不夠優化。

再一個缺點與轉子組件動平衡有關。在異步電機和串激電機制作過程中，典型的動平衡工序是通過在疊壓轉子兩端的迭片上去除材料來實現。顯然，對于上述轉子設計，這樣的動作會導致整個轉子不可接受的結構弱化，因此必須避免。

基于本發明的技術問題是克服如前所述的永磁輔助同步磁阻電機的制造方法的上述缺點。

發明內容

上述技術問題通過一種永磁輔助同步電動機轉子組件的制造方法得到解決，該方法包括以下步驟：

---切割多個有相等形狀的迭片，各迭片基本是圓形的，并且具有多個內槽；

---疊壓所述迭片在一起，以便形成迭片鐵芯，每個迭片相對于下面一片轉動一個預定的角度，以便這些內槽在迭片鐵芯中形成了一個連續的、軸向扭斜的腔體；

---通過注射成型模具把帶有聚合物的磁性混合物(塑磁材料)注射到所述空腔中，并用來形成填滿所述空腔的轉子組件的內置永磁體。

并且根據永磁輔助同步磁阻電動機的典型配置中，這些內部的槽大致成圓弧形，其凸面側指向鐵芯的中心點，所述內部槽按偶數組配置，每組被限定在迭片鐵芯上不同的扇形區。

兩個相鄰組內槽腔體中的永磁體最好被磁化成相反極性。

由單個迭片連續旋轉得到的轉子組件扭斜設計是為了減小齒槽轉矩和由其產生的一些缺點，比如過大的噪音和振動。

用塑磁材料來填充這些扭斜的腔體使生產制作轉子組件變得簡單，因為傳統的永磁體是很難被放置到這些非直線型的腔體里的。

為了保證電機的運行平順和定位力矩的最小化，相鄰迭片間的相對旋轉角度需要被精確的選取。假設N是轉子的迭片總數，這個相對旋轉角度可以從10°/N到20°/N，最好是等于15°/N。

本發明的制造方法可以進一步包括施加至少一個平衡盤在迭片鐵芯一端或者兩段的步驟。

通過在迭片鐵芯上加平衡盤，可以更方便的做轉子動平衡，而無需從迭片上去除材料，從而避免弱化轉子結構。

平衡盤最好用鋁或鋁合金制作。

在注射過程中，塑磁材料可以進一步形成相對于所述迭片鐵芯軸向方向突出的至少一個錨定結構，所述平衡盤附加到所述錨定結構上。

最好在迭片鐵芯兩端都有錨定結構。

所述錨定結構最好是錨定圓環，被放置在平衡盤的相應的凹槽中。

所述平衡盤最好通過一種膠附連到所述錨定結構上，例如一種耐熱至少130°的環氧樹脂。

本發明的制造方法可以通過從平衡盤去除材料的方法平衡轉子組件，最好在平衡盤表面鉆孔。

所述制造方法還可以包含磁化塑磁材料的步驟，把內置永磁體磁化成不同的極性。

特別地，磁化塑磁材料可以通過在罩住迭片鐵芯的模具中適當的施加磁場，在注射成型中進行。

本發明最好包含一個在迭片鐵芯的中心孔中壓裝一根軸，優選在注射成型之前進行。