[發明專利]一種高速永磁電機用分層式轉子結構及制作方法

在審

• 申請號: 202010970896.1
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN111987829A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 劉光偉;于思洋;徐振耀;張鳳閣
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/02;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

1.一種高速永磁電機用分層式轉子結構，其特征在于，包括沿徑向由內向外依次設置的轉子鐵芯、永磁體和保護套，所述轉子鐵芯外側套設有永磁體，在永磁體相鄰凸起的塊體之間形成的間隙處設置有用于減小永磁體形變應力的塊狀鐵氧體材料填充體，永磁體與塊狀鐵氧體材料填充體形成圓環體；所述保護套由沿徑向由內向外依次設置的內層碳纖維層、混合層、銅屏蔽層和外層碳纖維層組成，所述圓環體外側設置有內層碳纖維層，內層碳纖維層外側設置有混合層，混合層外側設置有銅屏蔽層，銅屏蔽層外側設置有外層碳纖維層；

所述混合層為多層結構，由碳纖維預繞帶沿周向繞制而成的等厚度層、變厚度層或等厚度變厚度的混合結構，所述碳纖維預繞帶包括碳纖維帶，所述碳纖維帶上表面平展粘接有柔性磁粉膠膜形成碳纖維預繞帶，所述柔性磁粉膠膜由粘接永磁體磁粉與膠質材料按著體積比4-2:1混合而成。

2.根據權利要求1所述的一種高速永磁電機用分層式轉子結構，其特征在于：所述柔性磁粉膠膜單層厚度≤0.3mm。

3.根據權利要求1所述的一種高速永磁電機用分層式轉子結構，其特征在于：所述碳纖維預繞帶最小單層厚度≥0.3mm。

4.根據權利要求1所述的一種高速永磁電機用分層式轉子結構，其特征在于：所述混合層為等厚度層、變厚度層或等厚度層和變厚度層的混合結構；所述等厚度層是由等厚度的碳纖維預繞帶繞制而成，等厚度的碳纖維預繞帶通過沿徑向由內向外粘接的柔性磁粉膠膜而成；所述變厚度層是由逐漸變厚度的碳纖維預繞帶繞制而成，變厚度的碳纖維預繞帶通過沿徑向由內向外粘接的柔性磁粉膠膜逐漸變薄而成；所述等厚度與變厚度的混合結構是由變厚度的碳纖維預繞層繞制成變厚度層，由等厚度的碳纖維預繞帶繞制在變厚度層外側而成。

5.根據權利要求1所述的一種高速永磁電機用分層式轉子結構，其特征在于：所述永磁體包括圓環基體，圓環基體外圓面沿周向一體成型有向外突出的塊體，且塊體與塊狀鐵氧體材料填充體接觸面沿徑向加工多個截面為三角形、半圓形、梯形或矩形凹槽，使塊狀鐵氧體材料填充體與永磁體緊密連接，提高連接處的連接強度。

6.根據權利要求1所述的一種高速永磁電機用分層式轉子結構，其特征在于：所述內層碳纖維層對永磁體和塊狀鐵氧體材料填充體的外表面沿徑向向內施加≥200Mpa的壓應力。

7.根據權利要求1所述的一種高速永磁電機用分層式轉子結構，其特征在于：所述塊狀鐵氧體材料填充體的體積密度沿圓周方向呈余弦分布。

8.根據權利要求1所述的一種高速永磁電機用分層式轉子結構，其特征在于：所述內層碳纖維層為多層結構，層數≤4層，單層厚度≤0.15mm。

9.根據權利要求1所述的一種高速永磁電機用分層式轉子結構，其特征在于：所述外層碳纖維層單層厚度≤2mm，表面粗糙度≤0.1mm。

10.根據權利要求1所述的一種高速永磁電機用分層式轉子結構的安裝方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，將由粘接永磁體磁粉與膠質材料按照體積比≥4-2:1均勻混合而成的膠膜預制料通過噴頭噴涂、固化后制成厚度≤0.3mm柔性磁粉膠膜，再將柔性磁粉膠膜平展粘接在碳纖維帶的表面形成碳纖維預繞帶；

步驟2，將永磁體套裝在轉子鐵心的外圓面上，在永磁體的凸起的塊體之間形成的間隙處填充塊狀鐵氧體材料填充體；將內層碳纖維層通過施加拉應力的方式繞制在永磁體和塊狀鐵氧體材料填充體共同形成的環狀體的外側；將步驟1制作好的碳纖維預繞帶通過施加拉應力的方式繞制在內層碳纖維層外側，形成混合層；將銅屏蔽層套設在混合層的外側；將外層碳纖維層通過施拉應力的方式繞制在銅屏蔽層的外側，高速永磁電機用分層式轉子結構安裝完成。