[發明專利]一種用于永磁電機轉子碳纖維捆綁的方法

在審

• 申請號: 201611136929.2
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106787507A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 吳桂珍;王世明;黃彥軍
• 申請（專利權）人: 北京中瑞藍科電動汽車技術有限公司
• 主分類號: H02K15/03
• 分類號: H02K15/03;H02K1/27
• 代理公司: 北京中企鴻陽知識產權代理事務所(普通合伙)11487
• 代理人: 郭鴻雁

技術領域

本發明涉及永磁電機技術領域，特別涉及一種用于永磁電機轉子碳纖維捆綁的方法。

背景技術

隨著國內電動汽車行業的快速發展，作為關鍵零部件之一的驅動電機也作為一個單獨的行業快速發展。目前用于乘用車驅動的電機主要以永磁同步電機為主，國內主流整機廠家，如北汽、比亞迪、眾泰等整車廠家電機都采用的是永磁同步電機。

永磁電機的轉子根據磁鋼的安裝方式可分為“內嵌式”和“表貼式”兩種，其中各有優缺點，其主要對比如表1所示。

表1

由于驅動電機的轉速均設計得較高，因此目前國內的驅動永磁電機主要采用內嵌式的永磁電機居多，表貼式的永磁電機轉子磁鋼粘貼于轉子表面。當電機轉速提高后，轉子磁鋼粘接的機械強度不夠，而因離心力容易脫落，因此表貼式永磁電機很少在電動汽車驅動電機內采用。

下面參考圖2和圖3分別對內嵌式磁鋼和表貼式磁鋼的布置進行說明。

如圖2所示，對于內嵌式磁鋼，鐵芯、隔磁橋和極楔為一體結構，即磁鋼是嵌入在這一體結構之中。當轉子沿轉軸旋轉時，磁鋼受到極楔和隔磁橋的束縛，不會因為離心力而發生脫落。

但是內嵌式磁鋼存在以下問題：內嵌式磁鋼隔磁橋的存在導致漏磁產生，并且由于磁鋼的磁力存在，在插入槽內時會存在很大的斥力，很難安裝。

如圖3所示，在表貼式結構的磁鋼中，磁鋼主要靠磁鋼本身的磁力和磁鋼與鐵芯之間膠水的粘貼力形成一體，在低速電機中，這種結構是可靠的，因此在低速電機中應用較多。但在電動汽車驅動電機中，其轉速達到6000rpm、甚至10000rpm及以上時，其轉子上的磁鋼離心力就必須得考慮了。由于磁鋼的外圍不能用導磁材料進行固定，而且由于磁鋼外沿并不是規整的圓，因此該磁鋼的固定就成為設計高速表貼式永磁電機的難題。

如何設計一種可以應用在電動汽車驅動電機的表貼式永磁電機，對磁鋼進行固定克服高速表貼式永磁電機的難題，是當前電動汽車領域需要解決的一個技術問題。

發明內容

本發明的目的旨在至少解決所述技術缺陷之一。

為此，本發明的目的在于提出一種用于永磁電機轉子碳纖維捆綁的方法，可以增加轉子磁鋼的機械可靠性，防止電機高速旋轉時轉子磁鋼脫。

為了實現上述目的，本發明的實施例提供一種用于永磁電機轉子碳纖維捆綁的方法，包括如下步驟：

步驟S1，獲取永磁電機轉子的最高轉速、外徑和預設裕度，計算需要捆綁的碳纖維厚度和捆綁層數；

步驟S2，根據所述步驟S1計算出的碳纖維厚度和捆綁層數準備碳纖維材料，并采用碳纖維材料捆綁轉子表面的表貼磁鋼，以將磁鋼與轉子鐵芯形成一體；

步驟S3，將碳纖維漲緊后圍繞轉子磁鋼表面一圈后，再壓緊碳纖維起頭；

步驟S4，利用綁扎機械設備，控制碳纖維自行纏繞在轉子磁鋼表面；

步驟S5，在根據步驟S1計算出的捆綁層數，完成纏繞后，將轉子整體放入烘箱內進行固化，固化完成后，即結束整個碳纖維捆綁過程。

進一步，在所述步驟S1中，根據獲取的永磁電機轉子的最高轉速和外徑，計算所述永磁電機的轉子磁鋼的最大離心力，并根據所述最大離心力和預設裕度，計算所述需要捆綁的碳纖維厚度和捆綁層數。

進一步，在所述步驟S2中，將碳纖維的一端固定在轉子磁鋼外側的端部，碳纖維的捆扎起頭處采用膠水固定粘貼在磁鋼外側的端部。

進一步，在所述步驟S4中，將轉子置于轉動機械設備或專用的碳纖維綁扎機械設備上，旋轉轉子，控制碳纖維自行纏繞轉子磁鋼表面。

進一步，從轉子的頭端纏繞到尾端一次計為纏繞一層。

進一步，在所述步驟S4中，纏繞過程中，在碳纖維與磁鋼、碳纖維每層間刷環氧膠。

進一步，在所述步驟S5中，固化過程中的固化溫度不超過磁鋼的去磁溫度。

進一步，所述固化溫度不高于90攝氏度。

根據本發明實施例的用于永磁電機轉子碳纖維捆綁的方法，具有以下優點：

1)增加轉子磁鋼的機械可靠性，防止電機高速旋轉時轉子磁鋼脫落；

2)通過碳纖維捆綁后，電機轉子進行表貼磁鋼設計，可以增加磁鋼的布置空間，增加磁鋼的磁通面積，可提高電機的功率密度；

3)通過表貼磁鋼設計，減少了內嵌式永磁電機的隔磁橋，減少了漏磁(因為隔磁橋是連接極楔和轉子鐵芯的機械結構件，一般在轉子沖片中一體沖出，所以隔磁橋材料和轉子鐵芯、極楔都為導磁材料，而隔磁橋正好處于漏磁磁路中)，提高了磁鋼的利用效率；