[發明專利]一種混合勵磁式高速永磁電機轉子及制作方法

在審

• 申請號: 202010970871.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112039240A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 徐振耀;張鳳閣;于思洋;劉光偉
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/28;H02K15/03
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種混合勵磁式高速永磁電機轉子，其特征在于，包括轉軸、燒結永磁體單元、磁粉膠膜與碳纖維復合單元以及轉子護套；所述轉軸位于高速永磁電機轉子最內側，轉軸外側同軸套裝有燒結永磁體單元，燒結永磁體單元的外側同軸套裝有磁粉膠膜與碳纖維復合單元，磁粉膠膜與碳纖維復合單元外側設置有轉子護套，且轉子護套位于高速永磁電機轉子的最外側，且由多層碳纖維層Ⅲ組成；

所述燒結永磁體單元包括燒結永磁體塊、填充體及碳纖維層Ⅰ，相鄰所述燒結永磁體塊之間形成的間隙中填充有填充體，填充體與燒結永磁體塊共同形成環狀體，在環狀體的外側纏繞碳纖維層Ⅰ；每個高速永磁電機轉子的磁極由若干所述燒結永磁體塊組成，若干燒結永磁體塊的極弧系數相同，且燒結永磁體塊沿周向按照中間高兩頭低的排列方式設置，所述燒結永磁體塊在軸向長度相同，在徑向厚度不等。

2.根據權利要求1所述的一種混合勵磁式高速永磁電機轉子，其特征在于：所述高速永磁電機轉子的磁極個數為偶數；所述填充體為環氧樹脂填充物組成，所述碳纖維層Ⅰ的層數≤4層，纏繞厚度≤0.8mm，所述碳纖維層Ⅰ采用抗拉性能良好的碳纖維制成。

3.根據權利要求1所述的一種混合勵磁式高速永磁電機轉子，其特征在于：組成所述轉子護套的碳纖維層Ⅲ的層數≤10層，所述碳纖維層Ⅲ均采用抗拉性能良好的碳纖維制成。

4.根據權利要求1所述的一種混合勵磁式高速永磁電機轉子，其特征在于：所述磁粉膠膜與碳纖維復合單元由若干磁粉膠膜和碳纖維復合子單元組成，所述磁粉膠膜和碳纖維復合子單元的內層由數層磁粉膠膜層構成，外層由數層碳纖維層Ⅱ構成，且內層的外側設置有外層；所述磁粉膠膜層的層數與所述碳纖維層Ⅱ在磁粉膠膜和碳纖維復合子單元中的層數不固定，且磁粉膠膜層與碳纖維層Ⅱ的在磁粉膠膜和碳纖維復合子單元中的層數總和固定不變；所述磁粉膠膜層的層數在半徑最小的磁粉膠膜和碳纖維復合子單元中達到最大值，且其層數隨著磁粉膠膜和碳纖維復合子單元半徑的增大而減少，所述碳纖維層Ⅱ的層數在半徑最小的磁粉膠膜和碳纖維復合子單元中達到最小值，且其層數隨著磁粉膠膜和碳纖維復合子單元半徑的增大而增多；所述磁粉膠膜層由磁粉與環氧樹脂按一定比例均勻混合后固化而成，磁粉膠膜層中釹鐵硼磁粉含量≥60％，且所述磁粉膠膜層的單層厚度為0.2mm-0.25mm；所述碳纖維層Ⅱ采用抗拉性能良好的碳纖維制成。

5.根據權利要求1所述的一種混合勵磁式高速永磁電機轉子，其特征在于：所述燒結永磁體塊采用剩磁密度較高的釹鐵硼永磁體；所述轉軸為導磁軸，采用導磁性能良好的材料制成。

6.根據權利要求1所述的一種混合勵磁式高速永磁電機轉子的制作方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將磁粉與環氧樹脂按著一定比例均勻混合固化制成磁粉膠膜層塊；并在磁粉膠膜層塊外側繞制碳纖維層Ⅱ制成磁粉膠膜和碳纖維復合子單元；

步驟2，將燒結永磁體塊粘貼于轉軸的外圓面上；在相鄰燒結永磁體塊形成的燒結永磁塊間隙內填充環氧樹脂填充體，環氧樹脂填充體和燒結永磁體塊一起組成環狀體，在環狀體的外側通過施加拉應力的方式繞制碳纖維層Ⅰ；將步驟1制成的磁粉膠膜和碳纖維復合子單元依次經過過盈配合纏繞在碳纖維層Ⅰ的外側，所述碳纖維層Ⅲ通過施加拉應力的方式繞制在所述磁粉膠膜與碳纖維復合單元的外側，安裝完成。