CN1983774B - 一种同步电机的永磁转子及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种同步电机的永磁转子的制造方法，包括：设置杯状体，杯状体包括底面、开口、侧壁和多个纵向凹槽，多个纵向凹槽形成在侧壁内且限定出底座，底座用于放置永磁体；将磁芯放入杯状体内，将永磁体分别设置在两个纵向凹槽之间的底座上，且永磁体的外弧面正对杯状体的侧壁，内弧面隐藏在磁心的纵向凹部，侧缘与纵向凹槽以及侧面突起接触；通过注塑方法得到一个笼状体，笼状体有两个相对的底面，在两底面之间延伸的多个第一圆柱体，笼状体的两底面与杯状体的底面和开口贴合，第一圆柱体分别容纳在纵向凹槽中。本发明还公开一种用于同步电机的永磁转子。

Description

一种同步电机的永磁转子及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种制造同步电机的永磁转子的方法，尤其是涉及一种制造涉及家用或者工业用或者其他用途的洗衣机的电机的永磁转子的方法。
本发明还涉及一种电机的永磁转子，尤其是涉及一种具有X-X轴向和轴向的套管，并且被若干永磁体环绕的转子，永磁体的形状包括内外弧面和侧面。
背景技术
一般来说，永磁体的同步电机的转子设置在定子内部，并且转子外部还设置环绕固定永磁体，多采用粘性剂粘接。
在转子高速转动时，由于离心力的原因，转子外部的永磁体可能因此脱离磁心。
为防止上述问题的发生，现有的方法是在环绕永磁体的转子外设置套管，保证永磁体部不会因离心力而脱离磁心。
通常上述的套管是采用金属材料制成，多使用不锈钢片，这样可以以较薄的厚度，以达到较大的强度，并且可以使得定子和转子间距离尽可能小，防止磁性损失。
上述技术的缺点是由于金属套管的存在，而致电磁转换效率降低，并且无功电流引起的发热同时也会减小转子周围的磁强度。
为了防止转子浸水损坏，也会在转子上设置保护套，甚至还有的采用一次浇铸成型的办法。但是一次浇铸成型时，为防止塑料成型固化过程中因为温度的不均衡而失败，必须先加热永磁体材料制成的转子，这些区域在轴的高速旋转尤其在泵运转时改变和危及轴的结构阻抗力。实际上，在泵的运转中，材料通过非一致的联合浇铸步骤而形成有故障的转子，高度离心力作用于可能有故障的转子，引起转子的进一步磨损和维护的麻烦，包括噪音，机械故障，磁性故障。
在自动化生产过程中转子部分的预热意味着更多的缺陷，在技术上不易解决，而且由于最后一道工序的负面影响，意味着转子成本的增加。
现有方法转轴还有更多的缺点，特别是与中央磁心部位和容纳永磁体的容器有关，由于高压高温，塑胶液在联合浇铸的过程中移动引起转子电机性能的损失和机械上的不平衡。
联合浇铸产生这些缺点也是好事：虽然确定材料的厚度也意味着增加转轴的体积和随后的磁性缝隙的减少，从而减少了转矩的产生和随后转子性能的损失。
在下面提交的发明的技术方案是设计出一个简单而快速的方法生产一种有较好的永磁转子用于克服背景技术中引证的缺陷。
发明内容
本发明的目的是准确的定位永磁体和中央磁心的位置。用联合浇铸的办法使转子的体积最小化，结构阻力最大化，在高速运转中轴保持最大稳定性。
本发明目的是这样实现的，一种同步电机的永磁转子的制造方法，所述转子用于洗衣机上的泵的同步电机，所述同步电机具有外部定子，所述永磁转子包括圆柱形的磁心，所述磁心具有X-X轴线及轴向的套管，所述磁心由若干永磁体围绕，所述永磁体具有内弧面、外弧面及侧缘，所述磁心包括用于隐藏永磁体的内弧面的多个纵向凹部，纵向凹部具有侧面突起23，所述制造方法包括以下步骤，
设置一塑胶材料的杯状体，所述杯状体包括底面、开口、侧壁和多个纵向凹槽，所述多个纵向凹槽形成在侧壁内且限定出底座，所述底座用于放置永磁体；
将磁芯放入所述杯状体内，将所述永磁体分别设置在两个纵向凹槽之间的底座上，且永磁体的外弧面正对杯状体的侧壁，内弧面隐藏在磁心的纵向凹部，侧缘与纵向凹槽以及侧面突起接触；
通过注塑方法得到一个笼状体，所述笼状体有两个相对的底面，在所述两底面之间延伸的多个第一圆柱体，所述笼状体的两底面与杯状体的底面和开口贴合，所述第一圆柱体分别容纳在所述纵向凹槽中。
根据本发明的同步电机的永磁转子的制造方法还具有如下附加技术特征：
根据本发明的同步电机的永磁转子的制造方法进一步包括为笼状体设置排列在相邻的永磁体之间的若干第二圆柱体。
所述笼状体的塑胶材料与所述杯状体的塑胶材料设置为同样的材料。
根据本发明的同步电机的永磁转子的制造方法进一步包括沿X-X轴线为笼状体设置内部套管，所述内部套管放射状地覆盖所述磁心的轴向套管；所述内部套管设置在所述笼状体的两底面之间，所述内部套管的内径设置为适合限定出用于放入转轴的内孔。
根据本发明的同步电机的永磁转子的制造方法进一步包括在所述相对的两底面中的一个底面上为位置相反的配平块提供一组第一隐藏底座且在所述相对的两底面中的另一个底面上为位置相反的配平块提供一组第二隐藏底座。
本发明的另一个目的是这样实现的：一种同步电机的永磁转子，用于洗衣机上的泵的同步电机，所述同步电机具有外部定子，所述转子包括圆柱形的磁心，所述磁心具有X-X轴线及轴向的套管，所述磁心由若干永磁体围绕，所述永磁体具有内弧面、外弧面及侧缘，所述磁心包括用于隐藏永磁体的内弧面的多个纵向凹部，纵向凹部具有侧面突起，所述永磁转子还包括，
塑胶材料的杯状体，所述杯状体包括底面、开口、侧壁和多个纵向凹槽，所述多个纵向凹槽形成在侧壁内且限定出底座，所述底座用于放置永磁体，所述磁芯位于所述杯状体内，所述永磁体分别设置在两个纵向凹槽之间的底座上，且永磁体的外弧面正对杯状体的侧壁，内弧面隐藏在磁心的纵向凹部，侧缘与纵向凹槽以及侧面突起接触；
笼状体，所述笼状体有两个相对的底面，在所述两底面之间延伸的多个第一圆柱体，所述笼状体的两底面与杯状体的底面和开口贴合，所述第一圆柱体分别容纳在所述纵向凹槽中。
所述笼状体依靠注塑方法制成。
所述笼状体的塑胶材料与所述杯状体的塑胶材料设置为同样的材料。
所述每个永磁体对应于每个侧缘设置有与外弧面相邻的第一斜面和与内弧面相邻的第二斜面，所述第一斜面和第二斜面之间由防水的壁相连。
所述纵向凹槽设置为横交X-X轴线的横向截面为梯形，所述梯形包括一个底和两个边，所述两个边与所述侧壁相连，每个边均与所述第一斜面成对。
所述纵向凹部设置为横交X-X轴线的横向截面为梯形，所述侧面突起与第二斜面成对设置。
所述纵向凹槽设置至少一个从杯状体中突出的肋形突起。
所述笼状体包括若干第二圆柱体，所述第二圆柱体在所述杯状体里面延伸在相对的两底面之间，并位于所述相邻的永磁体之间。
沿X-X轴线为笼状体设置内部套管，所述内部套管放射状地覆盖所述磁心的轴向套管；所述内部套管设置在所述笼状体的两底面之间，所述内部套管的内径设置为适合限定出用于放入转轴的一内孔。
在所述相对的两底面中的一个底面上为位置相反的配平块设置第一隐藏底座且在所述相对的两底面中的另一个底面上为位置相反的配平块提供一组第二隐藏底座。
附图说明
图1示出了洗衣机或其他家用电动泵的部分视图；
图2转子局部视图；
图3显示图2中沿I-I的部分；
图4是图3的局部放大图。
具体实施例
参考附图，液体循环电动泵100包括同步电机1，其中，一个外部定子2由转子3中央穿过。
如图1，永磁转子3固定在传动轴4的一端上，传动轴4在另一端连接叶轮5被带动转动。在本图中，叶轮5是3片。
转子3被定子产生的电磁场驱动转动，定子包括有电极的线圈，线圈缠绕着磁心6，象迭片结构一样，外部环绕着多个永磁体10。
如图2，图3所示，磁心6具有X-X轴线的圆柱形状，和允许传动轴穿过的轴向套管11。
在本实施例中，转子3包括了4个永磁体10。
每个永磁体10，如图4所示，完全象个“瓷片”，包括外弧面16，内弧面17，和侧缘18、19。
较好的，在本发明中，转子3包括杯状体7，杯状体7由合适的塑胶材料制成，杯状体7包括圆形的底面8a，开口8b及具有多个纵向凹槽12的侧壁9。
对称性排列的纵向凹槽12在杯状体7内在彼此之间限定了多个底座13，用于容纳永磁体10。
如图2，纵向凹槽12沿着X-X轴线的横截面，是一个二等边的梯形形状，梯形包括底40，底40通过一对边21与侧壁9相连接。
磁心6包括多个可以隐藏每个永磁体10的内弧面17的纵向凹部15。
每个纵向凹部15在X-X轴线的横截面上为梯形形状，具有与第二斜面22成对设置的侧面突起23。
本发明中，每个永磁体10的每个侧缘18、19包括与外弧面16相邻的第一斜面20，与内弧面17相邻的第二斜面22，所述第一斜面20和第二斜面22之间由防水的壁24相连。较好的，每个侧缘18，19的第一斜面20角度比第二斜面22大。
实际上，纵向凹槽12的每边21与永磁体10的第一斜面20是成对的，纵向凹部15的每个横向边(侧面突起)23也与第二斜面22是成对的。
本发明中，杯状体7特别是底座13，可以按照所希望的永磁体10的位置，稳定地设置。而磁心6的纵向凹部15允许隐藏内弧面17，以增强永磁体10与磁心6之间的稳定性。
杯状体7至少包括一个从每个纵向凹槽12突出来的胁形突起25。
尤其是，根据本实施例，杯状体7展示了一对从每个杯状体7的外面每个纵向凹槽12的底部40突出的胁形突起25，还有从杯状体7内部突出的第二个肋形突起26。
实际上，在安装步骤过程中，磁心6是插入了杯状体7内且具有有限的间隙。随后永磁体10插入底座13也具有有限的间隙。在两个纵向凹槽12之间，有外弧面16正对着侧壁9，在磁心6的纵向凹部15内隐藏着内弧面17。第一斜面20与边21成对，第二斜面22与侧壁的侧面突起23成对。
本发明中，转子3展示了一个笼状体50，包含有多个从底面27，28延伸出来的第一圆柱体29，在转子内部，磁心6和永磁体10还有杯状体7是合成一体的。
适宜地，底面27，28两个相反的底分别和杯状体7的底面8a和开口8b邻接，而多个第一圆柱体29隐藏在纵向凹槽12内。
通过在杯状体7内和纵向凹槽12外注塑得到笼状体50。
本发明中，笼状体50进一步包含若干第二圆柱体31，第二圆柱体31在杯状体7内两个底面27，28之间延伸出来，并且在两个相邻永磁体10之间，用于增加转子3结构上的强度。
较好的，制成笼状体50的塑胶材料也是用于制成杯状体7的材料，而且在化学上的一致性可以改进有尤其是较大的转子3的强度。
一对肋形突起25和第二肋形突起26除了使杯状体7更坚固外，还可以改进纵向凹槽12的强度，使转子3在结构上更结实更牢固。
很方便地，杯状体7的底面8a包括了若干间隔部32，在注塑过程中以塑胶封口，并且形成了底27和笼状体50。
较好的，笼状体50包括沿着X-X轴线的内部套管42，所述内部套管42放射状地覆盖所述磁心6的轴向套管11，并从两个相对的底27，28延伸出来。
本发明中，利用杯状体7，套管42，两底27，28简单地使转子3可以防水。
特别是内部套管42包括了一个内孔33，内孔33具有合适的内径，这个内孔33可以使传动轴4容纳于其中。在本实施例中，传动轴4含有一个纵向的开槽60适宜于水流或者冷却液从转子3的底28流过。
更进一步地，笼状体50包括两底面27，28周长的一边分别是第一环形边缘34和第二环形边缘35，以及用于容纳配平块的第一隐藏底座36和第二隐藏底座37。
更适宜地，第一隐藏底座36和第二隐藏底座37是圆柱形的。
底部27还包含一对突起物38，呈对称性地与内孔33相邻排列。突起物38大致呈C形，适宜轴向插入轴承衬套。
这个发明也与制造同步电机的永磁体的转子方法有关，如前所述。
这个方法包含以下步骤：
设置一塑胶材料的杯状体7，把磁心6放入杯状体7，把永磁体10列入底座位置13随后，在把磁心放入尺寸合适的模具内，通过给杯状体7和纵向凹槽12注塑胶获得笼状体50。这个笼状体50包括了相反的两底27、28，与杯状体7的底面8a、开口8b相连。在底27、28有延伸出来的圆柱体31，并且隐藏于纵向凹槽12。
在笼状体50中，磁心6，永磁体10，和杯状体7是合为一体的。
在注塑过程中，塑胶注入所有可到达的空间，例如磁心6与永磁体10，和作为容纳器具的杯状体7以实现更紧实的填充从而使转子3达到特别紧密和坚固。
根据本发明，永磁体10的边18、19和纵向凹槽12，在相邻两个永磁体10之间有一个沿X-X轴线的通道，这个通道使多个第二圆柱体31得以延伸出来。
而且在注塑过程中，笼状体50与内部套管42一同完成。内部套管42放射状地覆盖在磁心6的轴向套管11上，磁心6的内径适合容纳传动轴4。
较好的，聚合材料的注塑步骤是在分别对X-X轴线对称的注塑点注入，并通过适当调节注塑压力，以较好的方式填充磁心6和杯状体7，永磁体10及模具之间的空隙。
通过注塑的步骤，可以很快地达到转子3结构力大，永磁体10最后位置不需更多的粘合剂就可以稳定地固定在转子3中，又保持了它们之间的位置稳定。
这个方法更多的优点是用简单的方式就可得到的，坚固的转轴与杯状体放入塑胶材料和笼状体中，通过注塑，加强了转子，这得宜于隐藏在凹槽内的圆柱体，这些柱体从两端伸出，在轴外保持了最小的空间，例如同样对一个杯状体，在高速运转中这种结构可以同时达到转子结构阻抗力最大和稳定性最大。
本发明中，实现转子的优点与杯状体的特殊形状有关，这得益于安装的位置，在注塑中，根据永磁体最终放置的位置展示了隐藏的稳定性。
转子的另一优点是得宜于用于隐藏磁心的纵向凹槽。永磁体的内弧面使得在注塑中磁心与永磁体达到了相互间的稳定的位置。
本发明另一个显著的优点是有了防水的转子，实际上，有在两底面伸出的套管的笼状体的形状，使磁心、在内部的永磁体、杯状体在整个轴浸入水中时与水或冷却液分隔。
本发明中，这个转子的另一个优点是，可以在转动中很容易保持平衡，实际上笼状体两底的配平块可以很快地纠正可能的配平缺陷，无论轴在静态还是动态。

Claims (15)

1.一种同步电机(1)的永磁转子的制造方法，所述转子用于洗衣机上的泵的同步电机(1)，所述同步电机(1)具有外部定子(2)，所述永磁转子包括圆柱形的磁心(6)，所述磁心具有X-X轴线及轴向的套管(11)，所述磁心(6)由若干永磁体(10)围绕，所述永磁体(10)具有内弧面(17)、外弧面(16)及侧缘(18，19)，所述磁心(6)包括用于隐藏永磁体(10)的内弧面(17)的多个纵向凹部(15)，纵向凹部(15)具有侧面突起(23)，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤，
设置一塑胶材料的杯状体(7)，所述杯状体(7)包括底面(8a)、开口(8b)、侧壁(9)和多个纵向凹槽(12)，所述多个纵向凹槽(12)形成在侧壁(9)内且限定出底座(13)，所述底座用于放置永磁体(10)；
将磁芯(6)放入所述杯状体(7)内，将所述永磁体(10)分别设置在两个纵向凹槽(12)之间的底座(13)上，且永磁体(10)的外弧面(16)正对杯状体(7)的侧壁(9)，内弧面(17)隐藏在磁心的纵向凹部(15)，侧缘(18，19)与纵向凹槽(12)以及侧面突起(23)接触；
通过注塑方法得到一个笼状体(50)，所述笼状体(50)有两个相对的底面(27，28)，在所述两底面(27，28)之间延伸的多个第一圆柱体(29)，所述笼状体的两底面(27，28)与杯状体的底面(8a)和开口(8b)贴合，所述第一圆柱体(29)分别容纳在所述纵向凹槽(12)中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下列步骤，为笼状体设置排列在相邻的永磁体(10)之间的若干第二圆柱体(31)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述笼状体(50)的塑胶材料与所述杯状体(7)的塑胶材料设置为同样的材料。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于还包括以下步骤：
沿X-X轴线为笼状体设置内部套管(42)，所述内部套管(42)放射状地覆盖所述磁心(6)的轴向套管(11)；所述内部套管(42)设置在所述笼状体(50)的两底面(27，28)之间，所述内部套管(42)的内径设置为适合限定出用于放入转轴(4)的内孔(33)。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的方法，其特征在于，还包括以下步骤，在所述相对的两底面(27，28)中的一个底面(27)上为位置相反的配平块提供一组第一隐藏底座(36)且在所述相对的两底面(27，28)中的另一个底面(28)上为位置相反的配平块提供一组第二隐藏底座(37)。
6.一种同步电机的永磁转子，用于洗衣机上的泵的同步电机(1)，所述同步电机具有外部定子(2)，所述转子包括圆柱形的磁心(6)，所述磁心具有X-X轴线及轴向的套管(11)，所述磁心(6)由若干永磁体(10)围绕，所述永磁体(10)具有内弧面(17)、外弧面(16)及侧缘(18，19)，所述磁心(6)包括用于隐藏永磁体(10)的内弧面(17)的多个纵向凹部(15)，纵向凹部(15)具有侧面突起(23)，其特征在于，所述永磁转子还包括，
塑胶材料的杯状体(7)，所述杯状体(7)包括底面(8a)、开口(8b)、侧壁(9)和多个纵向凹槽(12)，所述多个纵向凹槽(12)形成在侧壁(9)内且限定出底座(13)，所述底座用于放置永磁体(10)，所述磁芯(6)位于所述杯状体(7)内，所述永磁体(10)分别设置在两个纵向凹槽(12)之间的底座(13)上，且永磁体(10)的外弧面(16)正对杯状体(7)的侧壁(9)，内弧面(17)隐藏在磁心的纵向凹部(15)，侧缘(18，19)与纵向凹槽(12)以及侧面突起(23)接触；
笼状体(50)，所述笼状体(50)有两个相对的底面(27，28)，在所述两底面(27，28)之间延伸的多个第一圆柱体(29)，所述笼状体的两底面(27，28)与杯状体的底面(8a)和开口(8b)贴合，所述第一圆柱体(29)分别容纳在所述纵向凹槽(12)中。
7.根据权利要求6所述的永磁转子，其特征在于，所述笼状体(50)依靠注塑方法制成。
8.根据权利要求7所述的永磁转子，其特征在于，所述笼状体(50)的塑胶材料与所述杯状体(7)的塑胶材料设置为同样的材料。
9.根据权利要求7所述的永磁转子，其特征在于，所述每个永磁体(10)对应于每个侧缘(18，19)设置有与外弧面(16)相邻的第一斜面(20)和与内弧面(17)相邻的第二斜面(22)，所述第一斜面(20)和第二斜面(22)之间由防水的壁(24)相连。
10.根据权利要求9所述的永磁转子，其特征在于，所述纵向凹槽(12)设置为横交X-X轴线的横向截面为梯形，所述梯形包括一个底(40)和两个边(21)，所述两个边(21)与所述侧壁(9)相连，每个边均与所述第一斜面(20)成对。
11.根据权利要求9所述的永磁转子，其特征在于，所述纵向凹部(15)设置为横交X-X轴线的横向截面为梯形，所述侧面突起(23)与第二斜面(22)成对设置。
12.根据权利要求9所述的永磁转子，其特征在于，所述纵向凹槽(12)设置至少一个从杯状体中突出的肋形突起。
13.根据权利要求6所述的永磁转子，其特征在于，所述笼状体(50)包括若干第二圆柱体(31)，所述第二圆柱体(31)在所述杯状体(7)里面延伸在相对的两底面(27，28)之间，并位于所述相邻的永磁体(10)之间。
14.根据权利要求6所述的永磁转子，其特征在于，沿X-X轴线为笼状体设置内部套管(42)，所述内部套管(42)放射状地覆盖所述磁心(6)的轴向套管(11)；所述内部套管(42)设置在所述笼状体(50)的两底面(27，28)之间，所述内部套管(42)的内径设置为适合限定出用于放入转轴(4)的一内孔(33)。
15.根据权利要求6-14中任一项所述的永磁转子，其特征在于，在所述相对的两底面(27，28)中的一个底面(27)上为位置相反的配平块设置第一隐藏底座(36)且在所述相对的两底面(27，28)中的另一个底面(28)上为位置相反的配平块提供一组第二隐藏底座(37)。
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