一种外转子电机的磁钢安装结构及电机的制作方法

1.本发明涉及永磁同步电机技术领域，尤其涉及一种外转子电机的磁钢安装结构及电机。


背景技术：

2.随着永磁材料及控制技术的不断发展，永磁同步电机在越来越多领域得到广泛应用，永磁同步电机根据转子位置通常有内转子和外转子两种结构，其中外转子电机定子在电机的中间，转子在外侧旋转产生动力。外转子永磁电机的转动惯量比内转子永磁电机的转动惯量要大，更有利于提高电机系统的稳定性，同时在同体积或同质量的前提下，外转子电动机具有较高的输出力矩。依据其特性可用于不同的场合，在低速大转矩、直接驱动、恒转速、要求转速变化小等场合应用较多。
3.基于电机结构和性能要求，部分永磁同步电机采用外转子表贴式结构，外转子结构的永磁转子，永磁体通常为瓦状结构，永磁体的外圆面与转子铁心内圆面紧贴，为防止永磁体脱落，现有技术方案中大都采用磁钢与转子铁心之间涂胶初固定，上述方案存在以下问题：一是涂胶厚度一致性难以保证，影响磁钢的装配均匀性，同时胶水在冲击振动或高温、泡油等环境中容易失效，导致磁钢脱落。针对上述问题，目前国内外尚未寻找到一种有效的解决方法。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种外转子电机的磁钢安装结构及电机，旨在解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，一方面，本发明提出一种外转子电机的磁钢安装结构，在转子铁心的内圆周面上设置有固定环，在固定环上设置均布有多个凸台，相邻凸台之间形成卡槽；磁钢在圆周方向按照n、s极性间隔安装在卡槽上，且磁钢的外圆柱面与所述转子铁心内圆柱面接触；端板与转子铁心连接并轴向压紧所述固定环，使磁钢的一端紧靠在转子铁心上，另一端紧靠在卡槽的槽底上。
6.优选的，卡槽的两侧面与磁钢的两侧面相配合，卡槽的两侧面之间夹角为β，磁钢两侧面之间夹角为θ，其中β与θ相等。
7.优选的，所述固定环的厚度为s不大于所述磁钢2的厚度为h。
8.优选的，所述固定环的厚度为s为磁钢2的厚度为h的1/4～1/2。
9.优选的，所述固定环采用尼龙或其他非金属材料注塑成型。
10.优选的，在转子铁心的内圆周面上设置有限位台阶，所述磁钢的一端紧靠在转子铁心的限位台阶上。
11.另一方面，本发明还提供一种外转子电机，该电机包括上述磁钢安装结构，还包括轴承一、轴承二、固定轴以及定子；定子设置在转子铁心与端板围成内腔中；定子压装在固定轴上，轴承一安装在端板上，轴承二安装在转子铁心上，固定轴穿设在轴承一、轴承二的
内圈中。
12.优选的，在所述转子铁心内腔口部设置有法兰边，端板与转子铁心的法兰边通过螺栓紧固连接。
13.该外转子电机的装配工艺为：将磁钢通过工装间隔均匀装配在转子铁心内圆周面上，所述磁钢按n、s极间隔对称分布，然后装配所述固定环，使得磁钢可接在固定环的卡槽中，并撤掉工装；将所述轴承二装配至转子铁心上；将定子压装在固定轴上之后一并装入轴承二、轴承一的内孔中；将端板装在转子铁心上并通过螺栓紧固连接。
14.优选的，所述定子与固定轴为过盈配合连接。
15.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下：
16.本发明采用固定环将磁钢均匀间隔固定在转子铁心内圆周面上，在轴向上，端板与转子铁心连接并轴向压紧所述固定环，使磁钢的一端紧靠在转子铁心上，另一端紧靠在卡槽的槽底上，使得磁钢轴向方向得到固定；在径向方向上，通过卡槽与转子铁心内圆周面进行限位，利用这种磁钢安装结构，不需要涂胶，磁钢轴向、径向均得到可靠固定，零件数量少，装配工艺简单，安装和维修方便，制造成本低，易于实施。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1为发明所提供的外转子电机结构示意图；
19.图2为本发明中转子的结构示意图；
20.图3为本发明中磁钢结构简图；
21.图4为本发明中固定环结构简图。
22.附图标号说明：
23.1、转子铁心；101、限位台阶；102、法兰边；2、磁钢；3、固定环；301、凸台；302、卡槽；4、螺栓；5、端板；6、轴承一；7、固定轴；8、轴承二；9、定子。
具体实施方式
24.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
25.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
26.另外，在本发明中涉及“轴承一”、“轴承二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术
方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
27.结合图1、图2所示，一种外转子电机的磁钢安装结构，在转子铁心1的内圆周面上设置有固定环3，在固定环3上设置均布有多个凸台301，相邻凸台301之间形成卡槽302；磁钢2在圆周方向按照n、s极性间隔安装在卡槽302上，且磁钢2的外圆柱面与所述转子铁心1内圆柱面接触；端板5与转子铁心1连接并轴向压紧所述固定环3，使磁钢2的一端紧靠在转子铁心1上，另一端紧靠在卡槽302的槽底上。
28.结合图3及图4所示，卡槽302的两侧面与磁钢2的两侧面相配合，卡槽302的两侧面之间夹角为β，磁钢2两侧面之间夹角为θ，其中β与θ相等。转配后，通过磁钢2的两侧面与卡槽302的两侧面的角度配合，在径向上可以限制磁钢2向内移动。所述固定环3的厚度为s不大于所述磁钢2的厚度为h，具体地，所述固定环3的厚度为s为磁钢2的厚度为h的1/4～1/2。通过厚度设置，避免固定环3对定子9造成干涉。
29.在本实施例中，所述固定环3采用尼龙或其他非金属材料注塑成型。成型工艺简单，加工成本低。
30.结合图1、图2所示，在转子铁心1的内圆周面上设置有限位台阶101，所述磁钢2的一端紧靠在转子铁心1的限位台阶101上。通过设置限位台阶101，便于安装磁钢2。在本实施中，转子铁心1内圆周面为光滑的圆柱面，转子铁心1的材料采用导磁的钢材，减小漏磁，同时加工方便，加工成本低。
31.另一方面，本实施例还提供一种外转子电机，杆电机包括磁钢安装结构，还包括轴承一6、轴承二8、固定轴7以及定子9；定子9设置在转子铁心1与端板5围成内腔中；定子9压装在固定轴7上，轴承一6安装在端板5上，轴承二8安装在转子铁心1上，固定轴7穿设在轴承一6、轴承二8的内圈中。
32.进一步地，在所述转子铁心1内腔口部设置有法兰边102，端板5与转子铁心1的法兰边102通过螺栓4紧固连接。
33.结合图1所示，该外转子电机的装配工艺为：将磁钢2通过工装间隔均匀装配在转子铁心1内圆周面上，所述磁钢2按n、s极间隔对称分布，然后装配所述固定环3，使得磁钢2可接在固定环3的卡槽302中，并撤掉工装；将所述轴承二8装配至转子铁心1上；将定子9压装在固定轴7上之后一并装入轴承二8、轴承一6的内孔中；将端板5装在转子铁心1上并通过螺栓4紧固连接。所述定子9与固定轴7为过盈配合连接。
34.本发明采用固定环3将磁钢2均匀间隔固定在转子铁心1内圆周面上，这种固定结构不需要涂胶，磁钢2轴向、径向均得到可靠固定，零件数量少，装配工艺简单，安装和维修方便，制造成本低，易于实施。
35.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。