[發(fā)明專利]具有正弦磁動勢分布規(guī)律的高速永磁電機轉(zhuǎn)子及制作方法

在審

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• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112039241A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 徐振耀;張鳳閣;于思洋;金石;劉光偉
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽工業(yè)大學(xué)
• 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(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種具有正弦磁動勢分布規(guī)律的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，其特征在于，包括轉(zhuǎn)軸、燒結(jié)永磁體單元、磁粉膠膜與碳纖維復(fù)合單元以及轉(zhuǎn)子護套；所述轉(zhuǎn)軸位于高速永磁電機轉(zhuǎn)子最內(nèi)側(cè)，轉(zhuǎn)軸外側(cè)同軸套裝有燒結(jié)永磁體單元，燒結(jié)永磁體單元的外側(cè)同軸套裝有磁粉膠膜與碳纖維復(fù)合單元，磁粉膠膜與碳纖維復(fù)合單元外側(cè)設(shè)置有轉(zhuǎn)子護套，且轉(zhuǎn)子護套位于高速永磁電機轉(zhuǎn)子的最外側(cè)，且由多層碳纖維層Ⅲ組成；

所述磁粉膠膜與碳纖維復(fù)合單元由若干磁粉膠膜和碳纖維復(fù)合子單元組成，且每個磁粉膠膜和碳纖維復(fù)合子單元結(jié)構(gòu)相同，均由磁粉膠膜層塊、膠膜層塊與碳纖維層Ⅱ組成；所述磁粉膠膜和碳纖維復(fù)合子單元的內(nèi)層由磁粉膠膜層塊和膠膜層塊構(gòu)成，外層由碳纖維層Ⅱ構(gòu)成，且外層位于內(nèi)層外側(cè)設(shè)置；所述磁粉膠膜層塊由磁粉與環(huán)氧樹脂按一定比例均勻混合后固化而成。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有正弦磁動勢分布規(guī)律的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述磁粉膠膜層塊和膠膜層塊的個數(shù)相同，且等于燒結(jié)永磁體塊的個數(shù)；所述磁粉膠膜層塊的極弧系數(shù)隨著所述磁粉膠膜和碳纖維復(fù)合子單元半徑的增大而減小，所述膠膜層塊的極弧系數(shù)隨著所述磁粉膠膜和碳纖維復(fù)合子單元半徑的增大而增大，所述磁粉膠膜層塊的極弧系數(shù)與膠膜層塊的極弧系數(shù)之和始終為1；所述磁粉膠膜層塊中釹鐵硼磁粉含量≥60％；所述膠膜層塊由環(huán)氧樹脂固化而成；所述磁粉膠膜層塊與膠膜層塊的厚度相同，單層均為0.2mm-0.25mm，所述磁粉膠膜和碳纖維復(fù)合子單元的單層厚度≤0.4mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有正弦磁動勢分布規(guī)律的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，其特征在于：燒結(jié)永磁體單元包括燒結(jié)永磁體塊、燒結(jié)永磁體塊間隙和碳纖維層Ⅰ組成，所述燒結(jié)永磁體塊成對對稱設(shè)置，所述燒結(jié)永磁體塊在軸向和周向的厚度均勻，且極弧系數(shù)小于1；相鄰所述燒結(jié)永磁體之間形成的間隙為燒結(jié)永磁體間隙，在所述燒結(jié)永磁體塊間隙內(nèi)填充鐵氧體；所述燒結(jié)永磁體塊和鐵氧體的外側(cè)纏繞碳纖維層Ⅰ，且碳纖維層Ⅰ的層數(shù)≤4層，纏繞厚度≤0.8mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有正弦磁動勢分布規(guī)律的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，其特征在于：組成所述轉(zhuǎn)子護套的碳纖維層Ⅲ的層數(shù)≤10層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有正弦磁動勢分布規(guī)律的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述燒結(jié)永磁體塊采用剩磁密度較高的釹鐵硼永磁體；所述碳纖維層Ⅰ、碳纖維層Ⅱ及碳纖維層Ⅲ均采用抗拉性能良好的碳纖維制成；所述轉(zhuǎn)軸為導(dǎo)磁軸，采用導(dǎo)磁性能良好的材料制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有正弦磁動勢分布規(guī)律的高速永磁電機轉(zhuǎn)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(huán)氧樹脂按著一定比例均勻混合固化制成磁粉膠膜層塊；將環(huán)氧樹脂固化制成膠膜層塊，將磁粉膠膜層塊和膠膜層塊首尾連接，并在其外側(cè)繞制碳纖維層Ⅱ制成磁粉膠膜和碳纖維復(fù)合子單元；

步驟2，將成對對稱設(shè)置的燒結(jié)永磁體塊粘貼于轉(zhuǎn)軸的外圓面上；在相鄰燒結(jié)永磁體塊形成的燒結(jié)永磁塊間隙內(nèi)填充鐵氧體，鐵氧體和燒結(jié)永磁體塊一起組成環(huán)狀體，在環(huán)狀體的外側(cè)通過施加拉應(yīng)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(fù)合子單元依次經(jīng)過過盈配合纏繞在碳纖維層Ⅰ的外側(cè)，且纏繞過程中需保證所述磁粉膠膜和碳纖維復(fù)合子單元中磁粉膠膜層塊的幾何中心線與燒結(jié)永磁體塊的幾何中心線重合，所述碳纖維層Ⅲ通過施加拉應(yīng)力的方式繞制在所述磁粉膠膜與碳纖維復(fù)合單元的外側(cè)，安裝完成。