感应转子的制作方法

1.本技术涉及永磁调速装置技术领域，具体涉及一种感应转子。


背景技术：

2.筒式永磁调速器是一种通过气隙传递扭矩的传动设备，现有的筒式永磁调速器主要由感应转子、永磁转子两部分组成。永磁转子和感应转子分别连接电动机和负载轴。在感应转子和永磁转子之间有气隙，通过调节永磁转子相对于感应转子间的气隙距离或耦合面积，即可改变负载轴上的输出功率，从而调节负载转速。
3.在现有的大型筒式永磁调速器中，感应转子多由纯铜或铝等导电性较好的金属制成，常规单金属制成的感应转子的导磁效果差，永磁体上的磁力线较为松散，导致现有感应转子的磁通密度较小，磁场的有效利用率低，感应转子能够传递扭矩的上限较低。
4.因此，亟待设计一种永磁调速装置的感应转子，通过提高磁场利用率，以提高感应转子传递扭矩的上限。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本技术提供了一种感应转子，该感应转子能够提高磁场的利用率。
6.根据本实施例提供的感应转子，包括：
7.环形的导磁内芯，用于引导磁力线；
8.感应层，覆盖在所述导磁内芯上，用于切割磁力线并产生感应电流；
9.所述感应层包括覆盖于所述导磁内芯的周面且朝向永磁转子的第一覆盖层。
10.优选的，所述感应转子为内转子，所述第一覆盖层覆盖于所述导磁内芯的外周面。
11.优选的，所述感应转子具有冷却结构，所述冷却结构包括形成在所述感应转子外周面上的出水口，所述出水口为沿轴向分布的缝隙。
12.优选的，所述冷却结构还包括开口位于所述感应转子的一端面上的冷却腔；所述冷却腔的侧壁与所述出水口连通。
13.优选的，所述导磁内芯的外周面上均匀分布有沿轴向贯穿所述导磁内芯的开口槽；所述开口槽包括内腔和收紧的开口部；
14.所述出水口由所述第一覆盖层延伸至所述开口部的部分形成；
15.所述冷却腔的侧壁由所述第一覆盖层延伸至所述内腔的部分形成。
16.优选的，所述感应层还包括分别覆盖所述导磁内芯两个端面的第二覆盖层和第三覆盖层；
17.所述所述冷却腔的开口形成在所述第二覆盖层上；
18.所述冷却腔的底面由所述第三覆盖层形成。
19.优选的，所述冷却腔的底面开设有通孔，所述出水口延伸至所述通孔处，并与所述通孔连通。
20.优选的，所述冷却腔以所述缝隙为轴线呈对称结构。
21.优选的，所述第二覆盖层上凸出形成有导流凸台，所述导流凸台位于所述第二覆盖层远离所述第一覆盖层的边缘；所述导流凸台的顶部通过平滑的过渡曲面逐渐与所述第二覆盖层平齐。
22.优选的，所述第二覆盖层凸出形成有围挡凸台；所述围挡凸台位于所述第二覆盖层靠近所述第一覆盖层的边缘。
23.本方案的优点在于：感应转子中设有磁阻小的导磁内芯，导磁内芯会引导磁场中的磁力线穿过导磁内芯，对磁场进行约束。特别是在导磁内芯正对永磁体的表面上，磁力线集中穿过覆盖该表面的感应层部分，从而增加感应层的磁通密度，通过提高磁场的利用率，能够提高感应转子传递扭矩的上限。当本方案的感应转子与现有单金属感应转子的体积相同时，本方案的感应转子能够传递更大的扭矩。并且，感应转子上的出水口能够消除内应力，避免第一覆盖层上出现裂痕的同时，感应转子上的出水口与冷却腔以及导流凸台相互配合，让冷却液充分流经感应层，有助于感应转子散热。
附图说明
24.图1为感应转子的第一端面的结构示意图；
25.图2为感应转子的第二端面的结构示意图；
26.图3为感应转子的剖视结构示意图；
27.图4为的冷却腔的结构示意图；
28.图5为导磁内芯的结构示意图；
29.图6为a处的局部放大图；
30.图7为感应层的剖视结构示意图；
31.图8为感应层的结构示意图；
32.图9为导磁内芯与第一覆盖层的连接结构示意图。
33.图中，导磁内芯1、开口槽11、内腔111、开口部112、嵌入槽13、感应层2、第一覆盖层21、冷却腔211、出水口212、肋条213、第二覆盖层22、导流凸台221、围挡凸台222、第三覆盖层23、通孔231。
具体实施方式
34.下面通过具体实施方式进一步详细的说明：
35.本实施例涉及一种筒式永磁调速装置，包括感应转子和永磁转子。永磁转子上设有周向分布的永磁体，感应转子设于永磁体围成的圆周内。如图1至图3所示，感应转子呈环形，包括导磁内芯1以及浇铸在导磁内芯1表面的感应层2，导磁内芯1选用合金钢制成，用于约束磁场。感应层2选用铜或铝等导电性良好的金属或合金制成，用于切割磁力线，产生感应电流。本实施例中的感应层2优选用铸铝合金，成本低且便于加工。
36.在本实施例中，感应转子的导磁内芯1位于永磁体围成的圆周内，导磁内芯1能够引导磁力线从导磁内芯1的侧面集中穿过导磁内芯1，磁力线的密度变大，从而提高导磁铁芯1外周面上的感应层2部分的磁通密度，能够增加感应转子的扭矩。相较于现有技术中由单金属制成的感应转子，本实施例中的感应转子通过提高磁场的利用率，提高感应转子传递扭矩的上限。并且，本实施例中的感应层2的厚度小，用料少，生产成本低。
37.如图5和图6所示，在本实施例中，导磁内芯1呈环形，导磁内芯1的外周面上开设有沿轴向贯穿导磁内芯1的多个均匀分布的开口槽11。开口槽11能够减少导磁内芯1的用料，降低感应转子的重量。导磁内芯1的内侧壁上凸出形成有安装凸台，安装凸台上开设有安装孔，用于连接转轴。
38.在本实施例中，开口槽11包括内腔111和收紧的开口部112，收紧的开口部112为开口槽11的侧壁在开口位置相对凸出的部分，使开口槽11在开口部112处的宽度小于内腔111的宽度。可以理解的是，由于开口槽11开设在导磁内芯1的外周面，且沿轴向贯穿导磁内芯1。因此，本方案中的开口槽包括一个底面和相对的两个侧面，本方案的宽度是指相对的两个侧面之间的距离。
39.如图3、图7和图8所示，感应层2包括第一覆盖层21、第二覆盖层22以及第三覆盖层23。第一覆盖层21构成感应转子的外周面，第二覆盖层22构成感应转子的第一端面，第三覆盖层23构成感应转子的第二端面。在本实施例中，永磁调速装置还包括冷却装置，冷却装置设于感应转子的一侧，冷却装置对准感应转子的第一端面喷淋冷却液。
40.在本实施例中，感应转子具有冷却结构，该冷却结构包括出水口212和冷却腔211。出水口212形成在感应转子外周面上，且为沿轴向分布的缝隙。冷却腔211的开口位于感应转子的一端面上，冷却腔211的侧壁与出水口212连通。
41.在本实施例中，第一覆盖层21包括覆盖导磁内芯1的外周面的第一覆盖层本体，以及由第一覆盖层本体延伸至开口槽11内的凹部，凹部将开口槽11的表面完全覆盖。冷却结构的出水口212由该凹部覆盖开口部112的部分形成。可以理解的是，由于开口槽11从轴向贯穿导磁内芯1，且出水口212由凹部覆盖开口部112的部分形成，出水口212会伸入到导磁内芯1内部，且沿轴向贯穿整个感应转子。缝隙状的出水口212能够适应感应转子的热胀冷缩，消除感应转子的内应力，避免第一覆盖层21上出现裂痕。本实施例中的出水口212以感应转子的圆心为中点，呈放射状分布。
42.在本实施例中，由于感应转子通过感应层2切割磁力线的方式产生感应电流，感应转子产生的热量集中在感应层2上。冷却腔211的侧壁由凹部覆盖内腔111的部分形成，集中在感应层2上的热量能够直接传递到冷却腔211中，并通过冷却腔211散热，散热方便。并且，冷却腔211能够增加冷却液与感应层2的接触面积，提高散热冷却效果。另外，本实施例中的冷却腔211的侧壁与出水口212连通，在感应转子转动过程中，冷却腔211中的冷却液能够在离心力的作用下，经出水口212流出感应转子，使冷却液能够充分流经感应层2，散热效果好。并且，冷却液能够经过出水口212流入感应转子与永磁转子间的气隙中，同时冷却感应转子和永磁转子，冷却液的利用率高。
43.在本实施例中，冷却腔211的开口形成在第二覆盖层22上，冷却腔211通过该开口与外界连通。第三覆盖层23将与其对应的导磁内芯1的端面完全覆盖，需要说明的是，冷却腔211的开口为第二覆盖层22露出冷却腔211的侧壁和出水口212围成的部分。第三覆盖层23覆盖冷却腔211的侧壁和出水口212围成的部分形成冷却腔211的底面。
44.如图4所示，喷淋到第一端面上的冷却液能够从开口流入冷却腔211中，避免冷却液溅离感应转子，延长冷却液在感应转子上的滞留时间，有助于感应转子降温。
45.为进一步增加冷却液的流经面积，冷却腔211的底面开设有通孔231。冷却腔211中的冷却液能够经通孔231流动到第三覆盖层23的表面，进一步提高了感应转子的散热效果。
46.在本实施例中，出水口212经第二端面延伸至通孔231处，并与通孔231连通。冷却腔211以出水口212为轴线呈对称结构，保证感应转子的质量均匀。出水口212延伸至通孔231的部分能够进一步提高冷却液流向第三覆盖层23的概率。
47.如图3和图7所示，在本实施例中，感应层2的第二覆盖层22上还设有导流结构，导流结构用于引导冷却液流入冷却腔211。导流结构为第二覆盖层22远离第一覆盖层21的边缘凸出形成的导流凸台221。导流凸台221朝向第一覆盖层21的表面为平滑的过渡曲面，在朝向第一覆盖层21方向上，过渡曲面凸出于第二覆盖层22的高度逐渐降低，过渡曲面从导流凸台221的顶部逐渐与第二覆盖层22平齐。
48.本实施例中的导流凸台221为一体成型的环形，保证导流凸台221上具有足够过渡曲面对应每个冷却腔211。一些实施例中，导流结构为间隔分布的多个独立的导流凸台221，导流凸台221圆周阵列在第二覆盖层22上，且与冷却腔211对应设置。
49.在本实施例中，冷却液喷淋到第二覆盖层22上，在过渡曲面的引导下，冷却液经过开口流入冷却腔211中，从而降低冷却液溅离感应转子的几率。
50.在本实施例中，第二覆盖层22上还设凸出形成有围挡凸台222，围挡凸台222位于第二覆盖层22靠近第一覆盖层21的边缘，围挡凸台222能够滞留冷却液，阻止第一覆盖层21上的冷却液直接从边缘离开感应转子，保证有足够的冷却液流入冷却腔211中。
51.在本实施例中，导流凸台221、围挡凸台222以及导流凸台221和围挡凸台222之间的第二覆盖层22部分形成环形的凹槽，有助于冷却液聚集在凹槽内。
52.如图9所示，为保证感应层的第一覆盖层21与导磁内芯1的外周面连接牢固，在导磁内芯1的外周面上沿轴向开设有嵌入槽13，第一覆盖层21上具有与嵌入槽13适配的肋条213，用于增加感应层2与导磁内芯1的接触面积，提高连接强度。
53.本技术并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本技术并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。