[發明專利]基于金屬三維打印的電機轉子結構、電機轉子、電機及方法

在審

• 申請號: 201911407124.0
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111030340A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 趙文娟;邱鑫;楊建飛;施建平;馮春梅;楊繼全;馬輝;葛浩銳;樊溫新;王日茗
• 申請（專利權）人: 南京師范大學;南京智能高端裝備產業研究院有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/32;B22F3/105;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y40/00;B33Y80/00;B33Y70/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發明公開了一種基于金屬三維打印的電機轉子結構、電機轉子、電機及方法，所述電機轉子結構包括設在轉子鐵芯上的磁鋼槽，磁鋼槽內設有磁鋼，還包括網狀鏤空結構，設置在轉子鐵芯周向，且位于每兩個所述磁鋼槽之間，所述網狀鏤空結構用于減少磁鋼產生的漏磁、增加轉子機械強度。另外，網狀鏤空結構的設置使得轉子外周散熱面積加大，有效降低永磁電機工作時的溫度，避免漏磁、溫度過高等影響使磁鋼永久退磁，從而提高電機性能和使用壽命。

技術領域

本發明涉及電機設備技術領域，尤其是涉及一種基于金屬三維打印的電機轉子結構、電機轉子、電機及方法。

背景技術

目前，傳統的電機鐵心的制造方法主要包括沖單片法和拼接法。

1、沖單片法：通過沖床沖出單片定子片，再將沖片進行疊壓，最后進行焊接完成制作；

2、拼接法：把鋼帶沖制成單獨齒型的料片，然后將料片進行疊加，最后進行整圈的拼接。

沖單片法和拼接法的工藝較為復雜，模具通用性不高，需要制造大量的模具。

由于永磁電機的轉子鐵芯上開設有放置磁鋼的轉子槽，使得相鄰兩個轉子槽之間的隔磁磁橋在電機的轉速較高時容易發生斷裂。因此，現有的永磁電機的轉速提升受轉子結構機械強度的限制，使得永磁電機轉速不高。

目前，電機設計中，無論是全閉口型的轉子鐵芯還是半開半閉型的轉子鐵芯都存在較大的漏磁情況，進而造成了電機效率的降低，另外，采用全開口型的獨立單顆磁極雖然能夠最大限度的減小漏磁，但生產工藝復雜，人工效率低。有鑒于此，有必要開發一種電機轉子，用以解決上述問題。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種基于金屬三維打印的電機轉子結構、電機轉子及電機，選擇性激光熔化技術是一種增材制造技術，采用大功率光纖激光作為熔化、成型的能源，以金屬粉末為加工原材料，逐層燒結，疊加成型，可以實現“自由制造”，實現復雜結構的快速成形，大大減少了鐵心的加工工序，增加了材料的利用率，降低了電機鐵心的制造成本。為此將選擇性激光熔化技術用于電機鐵心的制造，可以靈活的打印電機鐵心實現不同的結構、提高散熱能力，也可以有效提高工作效率、降低成本。該電機轉子結構能夠減少磁鋼產生的漏磁、增加轉子機械強度，并且增加轉子散熱面積。

為了實現上述技術目的，本發明采用如下的技術方案：

一種基于金屬三維打印的電機轉子結構，包括設在轉子鐵芯上的磁鋼槽，磁鋼槽內設有磁鋼，還包括網狀鏤空結構，設置在轉子鐵芯周向，且位于每兩個所述磁鋼槽之間，所述網狀鏤空結構用于減少磁鋼產生的漏磁、增加轉子機械強度，并且增加轉子散熱面積。

所述網狀鏤空結構沿所述轉子鐵芯的周向均勻分布且設置在每兩個所述磁鋼槽之間。

所述磁鋼槽的兩端分別與所述網狀鏤空結構相交。

每個所述網狀鏤空結構沿所述轉子鐵芯軸向延伸布置，從所述轉子鐵芯的一側端面延伸至轉子鐵芯的另一側端面。

每個所述網狀鏤空結構徑向延伸至少與磁鋼槽靠近內徑一邊平齊。

本發明進一步公開了所述基于金屬三維打印的電機轉子結構的打印方法，包括以下幾個步驟：

第一步：選取金屬三維打印粉末；

第二步：測試實驗：取少量金屬三維打印粉末放在基板上鋪均勻，打開激光照射，測試所述金屬三維打印粉末是否粘接以及和基板是否相融，若粘接且相融則進入第三步；

第三步：確定轉子漏磁范圍，設計轉子形狀，并用Solidworks建立轉子鐵心的三維模型，利用切片軟件對三維模型進行切片和分層處理以獲得轉子鐵心的二維截面；