[發明專利]永磁體轉子和制造永磁體轉子的方法

在審

• 申請號: 201611029105.5
• 申請日: 2016-11-22
• 公開（公告）號: CN106887913A
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: E.H.維克曼;P.J.馬基-安托;F.A.博克斯伯格
• 申請（專利權）人: 英格索爾-蘭德公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K15/03
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 董均華,傅永霄

技術領域

本公開總體上涉及在電氣機器中使用的類型的永磁體轉子，更具體地涉及轉子芯材料的變形，從而使定位在轉子芯上的永磁體抵靠固定套管偏壓。

背景技術

許多不同構造的方法和材料結合旋轉機械（例如發電機和電動馬達）使用。在此種電氣機器中使用的旋轉部件或者“轉子”通常應用多個不同部分。在旋轉期間，慣性力會給予轉子部件從預期位置移動的趨勢，如果不受約束就可能失效。對于相對低速的應用，簡單的部件保持技術例如粘合就足夠了。對于更高速度的應用，可以使用機械夾緊部件、保持套管等。已知的策略在至少某些應用中具有某些缺點。

發明內容

一方面，制造永磁體轉子包括圍繞轉子芯定位固定套管，所述轉子芯具有多個永磁體。多個壓力工具隨后安裝在延伸通過組件的轉子芯的孔中，以使轉子芯的材料變形。材料的變形抵靠固定套管以軸向向外方向推動磁體，以將磁體抵靠固定套管偏壓。

附圖說明

圖1是根據一個實施例的電氣機器中永磁體轉子組件的部分分解剖視圖；

圖2是根據一個實施例的過程中一個部分的示意圖；

圖3是根據一個實施例的過程中另一個部分的示意圖；

圖4是根據一個實施例的轉子組件的示意圖；和

圖5是根據一個實施例的轉子組件的透視、部分剖視示意圖，并包括細節放大圖。

具體實施方式

為了促進對永磁體轉子和制造永磁體轉子的方法的原理的理解，現在將參考附圖中說明的實施例并且特定語言將用于具體描述所述實施例。然而可以理解的是，并未打算由此對本發明的范圍作出限制。在所描述的實施例中的任何變化和進一步修改，以及在此描述的發明原理的任何進一步應用都是本發明所涉及領域的技術人員通常能想到的。

參考圖1，示出了電氣機器系統10，例如發電機或者電動馬達。機器系統10可以包括殼體12，其中定子14被定位。轉子16位于殼體12內并可旋轉，以在定子14的線圈內產生電流，或者可能通過由電功率源（例如電力網）提供給定子14的電流感應而旋轉。在實際實施策略中，轉子16可以是相對高速的轉子，通常具有在其最外側表面高達約200米每秒的速度范圍，或者可能更高。本領域技術人員熟悉在轉子旋轉相對高速時的相對高的慣性力。在此種速度下，旋轉的轉子的部件（通常是永磁體）從轉子芯被向外扔的趨勢會導致在轉子芯和永磁體之間形成空氣間隙，可能導致隨著時間響應于疲勞應力的損壞或失效，或甚至導致瞬時和災難性的失效。正如根據下述描述可進一步顯而易見的，根據本公開的轉子特別地被構造，以用于即使在高旋轉速度下保持結構完好。

轉子16包括限定縱向軸線19的轉子芯18和在第一軸端21與第二軸端23之間軸向延伸的轉子芯外表面20。軸端21和23可以是與轉子芯18一體成型的結構，但也可以是例如通過焊接附接到轉子芯18的單獨件。如此處進一步討論的，外表面20可以具有不統一的輪廓，限定在安裝和保持轉子16其他部件中應用的各種特征。

轉子芯18還包括多個孔22，所述多個孔延伸通過轉子芯。多個永磁體24安裝在轉子芯外表面20上。在實際實施策略中，端蓋28和第二端蓋30定位在永磁體24的多個縱向排的相對的軸向端部。隔板32和34可以在外表面20上被軸向定位在相鄰的永磁體24之間。細長桿形式的多個磁體保持元件36可以定位在外表面20形成的溝槽38內。在說明的實施例中，元件36具有大體與沙漏相似的橫截面，但是無需特定的幾何形狀。在一些實施例中，抵消或者抑制渦流電流的裝置也可以在轉子16中使用。

轉子16還可以包括圍繞轉子芯18和磁體24定位的固定套管26，從而磁體24與固定套管26接觸。在圖1的示例中，套管26以剖視部分示出以說明轉子16的額外特征，然而可以理解的是，套管26將典型地軸向延伸至少覆蓋和約束所有磁體24及其相關安裝、保持和定位設備所需的長度。轉子16還包括多個例如通過過盈配合安裝在孔22中的壓力工具40，所述壓力工具使轉子芯18的材料變形，從而多個永磁體24被軸向向外推動并通過抵靠固定套管26變形而偏壓。雖然壓力工具將典型地保持停留在轉子芯18中，但是在其他的實施例中，所述壓力工具可以用于材料變形和偏壓的目的，隨后被移除。壓力工具40可以具有或者可以不具有與孔22的形狀互補的形狀，壓力工具40自身可以通過過盈配合變形。