《一種永磁電機》是中車株洲電機有限公司於2012年8月22日申請的發明專利，該專利的申請號為2012103010792，公布號為CN102780294A，公布日為2012年11月14日，發明人是李進澤、龔天明、李志鵬、邵平安、梁雙全，該專利涉及電機技術領域。
《一種永磁電機》包括定子和設定在定子中的轉子，轉子上設定有包括轉子軛、永磁體和壓緊塊的磁極；其中，壓緊塊固定設定在轉子軛上，壓緊塊上設定有將永磁體卡嵌在壓緊塊與轉子軛之間的固定部；永磁體包括頂面、底面、前後端面和左右側面，其中，底面的長度大於頂面的長度，左右側面的面積小於前後端面的面積，左右側面與底面之間的夾角均為銳角。該發明所提供的電機中定子和轉子之間的物理氣隙更加均勻，便於電機的裝配；同時，即使電機在高溫環境中長時間運行時，也不存在因貼上膠性能下降導致的可靠性不足的問題，提高了永磁電機中永磁體的固定可靠性。
2018年12月20日，《一種永磁電機》獲得第二十屆中國專利銀獎。
（概述圖為《一種永磁電機》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：一種永磁電機
- 公布號：CN102780294A
- 公布日：2012年11月14日
- 申請號：2012103010792
- 申請日：2012年8月22日
- 申請人：中車株洲電機有限公司
- 地址：湖南省株洲市石峰區田心高科技園內
- 發明人：李進澤、龔天明、李志鵬、邵平安、梁雙全
- 分類號：H02K1/27（2006.01）I、H02K1/28（2006.01）I
- 代理機構：北京集佳智慧財產權代理有限公司
- 類別：發明專利
- 代理人：魏曉波
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
永磁電機中的永磁體通常使用粉末冶金材料製造，這種永磁體不能承受很大的衝擊作用力，如果不對其進行充足的保護，永磁體很容易在電機的高速旋轉中發生破損，進而影響電機的可靠性。因此，在設計永磁電機時，不僅要考慮永磁體之間的作用力，還要考慮永磁體對導磁的鐵制材料的作用力、電機運轉時永磁體所受的離心力等，以實現對永磁體的妥善保護。
在2012年8月前已有的永磁電機中，轉子上的永磁體一般採用表貼式結構或內置式結構。其中，“表貼式”永磁電機中的永磁體通常採用綁紮式、貼上式或兩種方式混用的方法進行固定，但是這些固定方法均存在著一些不足。綁紮式的固定方法是利用無緯帶對永磁體進行固定，會造成電機定子和轉子之間的物理氣隙減小，導致電機的裝配困難，不適宜永磁電機的大批量生產。貼上式的固定方法則是利用貼上膠將永磁體貼上到相應的位置，這種固定方法適於永磁電機的大批量生產，但是由於貼上膠在溫度升高時粘性會下降，因此其固定可靠性不足。
隨著永磁電機功率和性能的提高，對永磁電機的永磁鐵安全固定要求也越高，2012年8月前已有的固定方式已經不能滿足高性能、高運行可靠性的要求。
由以上所述，如何提供一種永磁電機，以實現簡化電機裝配，並提高永磁電機中永磁體的固定可靠性的目的，成為該領域技術人員亟需解決的技術問題。
發明內容
專利目的
該發明提供一種永磁電機，以實現簡化電機裝配，並提高永磁電機中永磁體的固定可靠性的目的。
技術方案
《一種永磁電機》包括定子和設定在定子中且設定有磁極的轉子，磁極包括轉子軛和永磁體，永磁體包括頂面、底面、前後端面和左右側面，其中，左右側面的面積小於前後端面的面積，底面的長度大於頂面的長度，左右側面與底面之間的夾角均為銳角；
還包括固定設定在轉子軛上的壓緊塊，壓緊塊上設定有將永磁體卡嵌在壓緊塊和轉子軛之間的固定部。
優選地，在上述的永磁電機中，永磁體的縱截面為梯形，固定部設定有與左右側面相貼合的傾斜表面。
優選地，在上述的永磁電機中，左右側面上設定有定位凹槽，固定部上設定有與定位凹槽相匹配的定位凸起。
優選地，在上述的永磁電機中，定位凹槽的橫截面為矩形或半圓形。
優選地，在上述的永磁電機中，左右側面為階梯面，固定部的表面為與左右側面相貼合的階梯面。
優選地，在上述的永磁電機中，左右側面包括左側面和右側面，左側面與底面之間的夾角不等於右側面與底面之間的夾角。
優選地，在上述的永磁電機中，永磁體的底面為曲面，轉子軛的表面為與底面相貼合的曲面。
優選地，在上述的永磁電機中，多個永磁體在轉子軛上沿轉子軛的軸向設定，相鄰永磁體之間設定有用於固定並隔離相鄰永磁體的壓緊塊。
優選地，在上述的永磁電機中，永磁體表面設定有塗料層。
優選地，在上述的永磁電機中，永磁體和轉子軛之間的間隙中填充有膠水。
該發明提供了一種永磁電機，該永磁電機中包括定子和設定在定子中的轉子，轉子上設定有包括轉子軛、永磁體和壓緊塊的磁極；其中，壓緊塊固定設定在轉子軛上，壓緊塊上設定有將永磁體卡嵌在壓緊塊與轉子軛之間的固定部；永磁體包括頂面、底面、前後端面和左右側面，其中，底面的長度大於頂面的長度，左右側面的面積小於前後端面的面積，左右側面與底面之間的夾角均為銳角。
改善效果
在該發明所提供的永磁電機中，利用壓緊塊將永磁體壓緊在轉子軛上，形成一個整體的磁極。與2012年8月前已有技術中綁紮式的固定方法相比，該發明所提供的電機中定子和轉子之間的物理氣隙不會減小，便於電機的裝配，適於電機的大批量生產；與貼上式的固定方法相比，在該發明所提供的電機中採用壓緊塊將永磁體壓在轉子軛的表面，即使電機在高溫環境中長時間運行時，也不存在因貼上膠性能下降導致的永磁體固定可靠性不足的問題，提高了永磁電機中永磁體的固定可靠性。
由以上所述，該發明所提供的永磁電機中，通過採用新型的固定結構實現了簡化裝配，並提高永磁體的固定可靠性的目的。
附圖說明
圖1為《一種永磁電機》實施例所提供的永磁電機中磁極的結構示意圖；
圖2為該發明實施例所提供的永磁電機中永磁體的結構示意圖；
圖3為該發明實施例所提供的永磁電機中壓緊塊的結構示意圖；
圖4為該發明實施例所提供的設定有定位凹槽的永磁體的結構示意圖；
圖5為該發明實施例所提供的設定有階梯面的永磁體的結構示意圖；
圖6為該發明實施例所提供的左右不對稱結構的永磁體的結構示意圖；
圖7為該發明實施例所提供的另一左右不對稱結構的永磁體的結構示意圖；
圖8為該發明實施例所提供的環狀壓緊塊的結構示意圖；
圖9為該發明實施例所提供的底面為曲面的永磁體的結構示意圖。
以上圖1-9中：轉子軛1、永磁體2、壓緊塊3、頂面20、底面21、前後端面22、左右側面23、定位凹槽24和固定部30。
權利要求
1.《一種永磁電機》包括定子和設定在所述定子中且設定有磁極的轉子，所述磁極包括轉子軛和永磁體，所述永磁體包括頂面、底面、前後端面和左右側面，其中，所述左右側面的面積小於所述前後端面的面積，其特徵在於，所述底面的長度大於所述頂面的長度，所述左右側面與所述底面之間的夾角均為銳角；還包括固定設定在所述轉子軛上的壓緊塊，所述壓緊塊上設定有將所述永磁體卡嵌在所述壓緊塊和所述轉子軛之間的固定部；多個所述永磁體在所述轉子軛的周向上圍繞成一圈，組成一組所述磁極，多組所述磁極在所述轉子軛上沿其軸向疊放;所述永磁鐵的左右側面上設定有定位凹槽，所述固定部上設定有與所述定位凹槽相匹配的定位凸起；所述定位凹槽位於上述左右側面的中部，並且所述定位凹槽的兩端分別與所述頂面和所述底面連線。
2.根據權利要求1所述的永磁電機，其特徵在於，所述永磁體的縱截面為梯形，所述固定部設定有與所述左右側面相貼合的傾斜表面。
3.根據權利要求1所述的永磁電機，其特徵在於，所述定位凹槽的橫截面為矩形或半圓形。
4.根據權利要求1所述的永磁電機，其特徵在於，所述左右側面為階梯面，所述固定部的表面為與所述左右側面相貼合的階梯面。
5.根據權利要求1所述的永磁電機，其特徵在於，所述左右側面包括左側面和右側面，所述左側面與所述底面之間的夾角不等於所述右側面與所述底面之間的夾角。
6.根據權利要求1所述的永磁電機，其特徵在於，所述永磁體的底面為曲面，所述轉子軛的表面為與所述底面相貼合的曲面。
7.根據權利要求1所述的永磁電機，其特徵在於，多個所述永磁體在所述轉子軛上沿所述轉子軛的軸向設定，相鄰所述永磁體之間設定有用於固定並隔離相鄰所述永磁體的所述壓緊塊。
8.根據權利要求1所述的永磁電機，其特徵在於，所述永磁體表面設定有塗料層。
9.根據權利要求1所述的永磁電機，其特徵在於，所述永磁體和所述轉子軛之間的間隙中填充有膠水。
實施方式
該發明實施例公開了一種永磁電機，永磁電機中包括有定子和轉子，轉子上設定有磁極。
參考圖1，磁極包括轉子軛1、永磁體2和壓緊塊3，其中，兩個壓緊塊3將永磁體2壓緊在轉子軛1的表面。
永磁體2包括頂面20、底面21、前後端面22和左右側面23，其中，左右側面23的面積小於前後端面22的面積，為了能夠被壓緊塊3壓緊。永磁體2上底面21的長度大於頂面20的長度，而左右側面23與底面21之間的夾角為銳角。
壓緊塊3固定設定在轉子軛1上，壓緊塊3上設定有固定部30，固定部30將永磁體2卡嵌在壓緊塊3和轉子軛1之間。
與2012年8月前已有技術中的綁紮式固定的電機相比，該發明所提供的電機中定子和轉子之間的物理氣隙更加均勻，便於電機的裝配，因此該發明所提供的電機更適於大批量生產的需要。
與2012年8月前已有技術中的貼上式固定的電機相比，該發明所提供的電機中採用壓緊塊3將永磁體2壓在轉子軛1的表面，即使電機長時間在高溫環境中運行時，也不存在因貼上膠性能下降而導致的永磁體2固定不可靠的問題，提高了永磁電機中永磁體2的固定可靠性。
由以上所述，該發明所提供的永磁電機通過採用新型的永磁體2固定方式，實現了簡化裝配、提高永磁體2固定可靠性的目的。
具體的，在上述實施例所提供的永磁電機中，永磁體2的縱截面為梯形，可以理解的，永磁體2為如圖2所示的六面體；同時，固定部30上設定有能夠與永磁體2的左右側面23貼合的傾斜表面，如圖3所示。可以想到，在將永磁體2放置到轉子軛1的表面後，其具有較大面積的底面21貼在轉子軛1的表面，然後將壓緊塊3設定在永磁體2的左右兩端，壓緊永磁體2的左右側面23，最後將壓緊塊3與轉子軛1固定連線，即可使永磁體2牢固的固定在轉子軛1的表面。
在該發明的另一實施例中，在永磁體2的左右側面23上各設定有一個定位凹槽24，而壓緊塊3的固定部30上則設定有與該凹槽相匹配的定位凸起。如圖4所示，在永磁體2的左右側面23上，設定有橫截面為矩形的定位凹槽24，同時，在固定部30上設定有橫截面同樣為矩形的定位凸起。在使用壓緊塊3將永磁體2固定到轉子軛1表面上後，定位凸起插入定位凹槽24中，這樣使永磁體2不能在轉子軛1的周向上發生移動，提高了永磁體2的固定可靠性。
再者，在該發明實施例所提供的永磁電機中，永磁體2的左右側面23可以為階梯面，而壓緊塊3上固定部30的表面也為相應的、能夠和永磁體2左右側面23貼合的階梯面。參考圖5，永磁體2的左右側面23均為階梯面，為了固定永磁體2，壓緊塊3的固定部30也為階梯狀。
該領域技術人員可以理解的是，首先，在上述實施例中所提及左右側面23具體包括左側面和右側面；而在上述實施例所提供的永磁電機中，永磁體2為左右對稱的結構，其左側面與底面21之間的夾角等於其右側面與底面21之間的夾角；而在該發明實施例所提供的永磁電機中，並不排斥永磁體2為非對稱結構的情況，如圖6所示，在該發明的另一實施例中，永磁體2左側面與底面21之間的夾角不等於其右側面與底面21之間的夾角；再或者如圖7所示，永磁體2的左側面為與底面21呈銳角的傾斜平面，而其右側面為一階梯面。其次，在該發明實施例所公開的永磁電機中，壓緊塊3可以為具有六面體外形的塊狀結構，也可以為環狀或半環狀結構，如圖8所示，環狀壓緊塊3內表面上的一部分為錐面。
進一步的，在上述實施例所提供永磁電機的基礎上，該發明另一實施例所提供的永磁電機中，永磁體2的底面21為外凸或者內凹的曲面，而轉子軛1的表面為能夠與該曲面相貼合的內凹或外凸的曲面。如圖9所示，永磁體2的表面為外凸曲面，而轉子軛1的表面為與之相匹配的內凹曲面，這樣可以通過調整永磁體2在轉子軛1上的安裝角度，從而實現磁極的斜極。可以想到的是，在該實施例所提供的永磁電機中，還可以為永磁體2的底面21為內凹的曲面，而轉子軛1的表面為外凸的曲面。
在上述實施例所提供的永磁電機中，多個永磁體2圍繞在轉子軛1的周向上設定，進一步的，多個永磁體2還可以在轉子軛1上沿其軸向設定。可以想到，在該實施例所提供的永磁電機中，多個永磁體2在轉子軛1的周向上圍繞成一圈，兩端以壓緊塊3固定，組成一組磁極；同時，多組磁極在轉子軛1上沿其軸向疊放，從而可以根據永磁電機的需要，調整其軸向所需的永磁體2的個數。
具體的，在裝配上述實施例所提供的永磁電機時，使用螺栓等緊固件將壓緊塊3固定在轉子軛1上，在裝配時壓緊塊3和轉子軛1之間預留小的間隙，以便於壓緊塊3能施加給永磁體2一個預緊力，使永磁體2在運轉時不易脫落。
同時，在上述實施例所提供的永磁電機中，在永磁體2的表面噴塗有塗料。例如，將具有抗鹽霧能力的一些塗料塗封到磁極表面，增強磁極的抗鹽霧腐蝕的能力。可以理解的是，這些塗料一般由多組分混合構成，可以常溫或低溫固化。
進一步的，在上述實施例所提供的永磁電機中，永磁體2和轉子軛1之間的間隙中填充有膠水。由於各個零部件的製造誤差和裝配誤差，在永磁體2和轉子軛1之間、永磁體2和永磁鐵之間都留有一定的間隙，通過利用整體灌封的方法，可以將具有較好填充能力和粘接能力的膠水灌封到間隙之中，從而使永磁體2、轉子軛1和壓緊塊3成為整體，防止永磁電機在運行時內部零件發生振動。
榮譽表彰
2018年12月20日，《一種永磁電機》獲得第二十屆中國專利銀獎。
