制造永磁电机转子的方法技术领域

《制造永磁电机转子的方法》涉及一种制造永磁电机转子的方法。

图1是永磁电机转子零部件分解示意图。

图2是永磁电机转子和定子磁场分析示意图。

图3是极靴部和铁心部通过连接条带连接的示意图。

图4是极靴部和铁心部分离形成转子极靴和转子铁心的示意图。

图5是极靴部与铁心部之间有连接条带时的转子极靴和转子铁心与转子隔板的组装示意图。

图6是极靴部与铁心部处于分离状态时的转子极靴和转子铁心与转子隔板的组装示意图。

图7是第一种永磁电机转子隔板的示意图。

图8是第一种永磁电机转子隔板和永磁体的装配示意图。

图9是第二种永磁电机转子隔板的示意图。

图10是第三种永磁电机转子隔板的示意图。

图11是第四种永磁电机转子隔板示意图。

图12是使用第四种隔板时的永磁电机转子零部件分解示意图。

图13是使用第四种隔板时的永磁电机转子永磁体、转子极靴和转子隔板分解示意图。

图14是使用第四种隔板时的永磁电机转子轴与转子铁心和转子隔板的相互配合示意图。

图15永磁电机转子装配示意图。

制造永磁电机转子的方法专利目的

为克服专利背景中所述缺点，《制造永磁电机转子的方法》提供了一种能够制造出机械强度高，适用于高速旋转电机的制造永磁电机转子的方法。

制造永磁电机转子的方法技术方案

《制造永磁电机转子的方法》，包括以下步骤：

（1）制作转轴、永磁体、前端盖和后端盖；制作磁轭单元，磁轭单元包括多个极靴部和一个铁心部，极靴部围绕铁心部设置，极靴部之间相互独立并均匀分布；每个极靴部与铁心部之间通过一对连接条带连接，极靴部、连接条带和铁心部围成轴向和周向定位永磁体的定位孔；极靴部设有允许极靴拉紧螺栓贯穿的极靴螺栓通孔，铁心部设有允许铁心拉紧螺栓贯穿的铁心螺栓通孔；

（2）用非导磁材料制成的转子隔板，转子隔板在轴向将转子结构分隔为多个转子单元，转子隔板上设有允许永磁体贯穿的永磁体通孔，转子隔板上设有允许极靴拉紧螺栓贯穿的极靴螺栓通孔和允许铁心拉紧螺栓贯穿的铁心螺栓通孔；

（3）将磁轭单元和转子隔板套接在转轴上，转轴与磁轭单元的铁心部、转轴与转子隔板均为键连接，磁轭单元和转子隔板在轴向均匀地间隔分布，转子隔板在轴向将转子结构分给为多个转子单元；

所有磁轭单元的定位孔对位形成定位通道，定位通道与转子隔板的永磁体通孔对位形成永磁体通道；磁轭单元的极靴螺栓通孔与转子隔板的极靴螺栓通孔一一对位、形成允许极靴拉紧螺栓通过的极靴螺栓通道，磁轭单元的铁心螺栓通孔与转子隔板的铁心螺栓通孔一一对位、形成允许铁心拉紧螺栓通过的铁心螺栓通道；

（4）将永磁体插入永磁体通道内，永磁体与永磁体通道间隙配合；

（5）在每个极靴螺栓通道中插入极靴拉紧螺栓，极靴拉紧螺栓与极靴螺栓通道间隙配合；在每个铁心螺栓通道中插入铁心拉紧螺栓，铁心拉紧螺栓与铁心螺栓通道间隙配合；分别用拉紧螺栓的两端连接螺母，从而锁紧磁轭单元和转子隔板，此时磁轭单元上的连接条带相互重叠；

（6）将每个连接条带的中间部分切除，极靴部叠合形成转子极靴，铁心部叠合形成转子铁心，且转子极靴与转子铁心相互独立；

（7）在转子结构的前后两段分别固定安装前端板和后端板。

进一步，步骤（1）中，磁轭单元由多个叠片叠合而成。

进一步，步骤（1）中，磁轭单元采用导磁性能良好的铁磁材料板材制作。

进一步，步骤（1）中，转轴上设有平键，转子隔板和转子铁心上均设有允许转轴贯穿的转轴通孔和与平键配合的键槽，平键和键槽配合实现转轴与转子铁心和转子隔板的周向定位，转轴上设有轴环以实现转子铁心和转子隔板相对转轴的轴向定位。

进一步，转子极靴与转子铁心之间的永磁体为整体式磁体。

或者，转子极靴与转子铁心之间的永磁体由多块永磁体沿转子轴向拼接而成永磁体组；转子隔板上永磁体通孔与永磁体一一对应，相邻的永磁体通孔之间有搁条。

进一步，步骤（2）中，转子隔板上的永磁体通孔的拐角处为平滑的曲线过渡，以降低旋转时永磁体对转子隔板挤压造成的应力集中。

进一步，步骤（2）中，通过有限元分析在转子隔板上开设有减轻隔板重量、降低应力集中的减重孔，每一个永磁体通孔周围均分布有多个减重孔，同一个永磁体周围的多个减重孔形成一个减重孔组，减重孔组之间对称分布；减重孔为圆滑曲线围成的孔洞。

减重孔为圆形孔或者腰形孔或者拐角为弧线过渡的多边形孔，减重孔主要集中在永磁体通孔的拐角处。

进一步，步骤（4）中，永磁体的上端面与转子极靴的下端面贴合、且永磁体与转子极靴之间有金属胶，永磁体的下端面与转子铁心贴合、且永磁体与转子铁心之间有金属胶。

进一步，步骤（5）中，铁心拉紧螺栓螺母和转子铁心之间放置有防松垫圈，防止铁心拉紧螺栓的螺母发生松动，或者铁心拉紧螺栓与螺母的螺纹配合内涂有金属胶，以实现铁心拉紧螺栓与螺母的紧固连接。

进一步，步骤（7）中，安装前端盖和后端盖时，先分别在每根极靴拉紧螺栓的两端开设安装螺孔，前端盖和后端盖上分别设有与极靴拉紧螺栓一一对应的固定螺孔，将固定螺孔对准安装螺孔，并将螺钉插入安装螺孔内，紧固螺钉，完成前端盖和后端盖的安装。

进一步，步骤（7）安装好前端盖和后端盖后，再在转子极靴和转子隔板之间的空隙处填充热固性高分子材料，如玻璃钢和环氧树脂。

《制造永磁电机转子的方法》的技术构思是：沿转子结构的轴向用转子隔板将转子结构分隔为多个转子单元，相邻的转子单元的转子极靴通过转子隔板隔磁，同一个转子单元内，转子极靴相互独立而不会相互连通，从而避免了漏磁现象的发生。

转子结构依靠极靴拉紧螺栓和铁心拉紧螺栓锁紧，转子极靴的两个端面分别贴紧于两个转子隔板，依靠转子极靴与转子隔板之间的摩擦力还克服转子结构高速旋转时转子极靴和永磁体受到的离心力；转子铁心的两个端面分别紧贴与两个转子隔板，依靠转子铁心与转子隔板之间的摩擦力还克服转子结构高速旋转时转子极靴和永磁体受到的离心力；同时，转子铁心的叠片之间、转子极靴的叠片之间以及转子隔板的隔板叠片之间也是依靠相互的摩擦力来克服离心力。依靠调节极靴拉紧螺栓的锁紧力来调节转子极靴与转子隔板之间的摩擦力，极靴拉紧螺栓只需要承受轴向的拉力而无需承受由于离心力而产生的弯矩，极靴拉紧螺栓不容易被折断，转子结构的使用寿命长。

制造永磁电机转子的方法改善效果

《制造永磁电机转子的方法》的有益效果是：1、依靠转子极靴与隔板之间的摩擦力来克服转子结构旋转时的离心力，拉紧螺栓不受弯矩、不易折断，转子结构的使用寿命长。2、永磁体和转子铁心分别贯穿转子隔板，即转子隔板的厚度不占用转子结构的轴向长度。3、转子极靴之间相互独立，避免发生漏磁现象。

电机是以磁场为媒介进行机械能和电能相互转换的电磁装置。为了在电机内部建立进行机电能量转换所必需的气隙磁场，可以有两种方法。一种是在电机绕组内通以电流来产生磁场，例如普通的直流电机和电机。这种电励磁的电机既需要有专门的绕组和相应的装置，又需要不断提供给能量以维持电流流动；另一种是由永磁体产生磁场。由于永磁材料的固有特性，它经过预先磁化（充磁）以后，不再需要外加能量就能在其周围空间建立磁场，即所谓的永磁电机。

永磁电机与传统励磁电机相比具有结构简单、损耗小、功率因数高、效率高、功率密度高、起动力矩大、温升低、轻量化等显著特点。随着稀土永磁材料（特别是钕铁硼永磁材料）磁性能的不断提高和完善以及价格的逐步降低，永磁电机研究开发逐步成熟，使永磁电机在国防、工农业生产和日常生活等方面获得了越来越广泛的应用。

永磁电机是靠装在转子上的永久磁铁产生磁场的电机，其定子结构与普通同/异步电机基本相同，即由硅钢片叠压构成的定子铁心和嵌在定子铁心槽内的定子线圈组成，并通以三相交流电从而在定子线圈内产生旋转磁场。永磁电机转子主要由转子铁心和永磁体构成，这是永磁电机与其他类型电机的主要区别，转子磁路结构是永磁电机的关键技术所在。转子采用的磁路结构不同，则电动机的运行性能、控制策略、制造工艺和使用场合也不同。

按照永磁体在永磁电机转子上安装位置的不同，永磁电机的转子磁路一般可分为表面式、内置式和爪极式等三种。表面式转子磁路结构简单、制造成本低，但转子表面无法安装启动绕组，因而此类永磁电机无异步起动能力，且转子的机械强度较差，永磁体在高转速下容易发生碎断故障。内置式永磁电机转子的永磁体位于转子内部，按永磁体磁化方向与转子旋转方向的相互关系，内置式转子磁路结构又可分为径向式、切向式和混合式三种。与表面式转子相比，内置式永磁电机转子可对力学性能相对较低的永磁体进行保护，并可根据永磁电机性能的需要显著增大永磁体的尺寸，因而这是永磁电机转子截至2012年1月22日广泛采用的一种结构。

截至2012年1月22日，常用的永磁电机转子多采用转子导条来加固转子，但仍存在机械强度低、可靠性差、转子表面涡流损耗严重和内部漏磁显著等问题，因而阻碍了大功率、高转速、大回转直径永磁电机的开发，进而限制了将永磁电机作为牵引电机在高速列车上的应用。

中国专利申请201010513307.3号披露了一种大功率永磁电机转子及转子的安装方法，采用永磁体内嵌式结构，转子由沿轴向的至少两个转子单元构成，每个转子单元相邻两极永磁体之间的铁心上开设有沿转子轴向的隔磁凹槽，相邻的转子单元之间设有不导磁材料制成的隔板，转子单元两端设有端板，至少两个转子单元通过轴向定位拉紧螺栓进行固定。

这种永磁电机转子存在以下缺点：1、转子极靴受到的离心力由端板、隔板和定位拉紧螺栓共同承担，也就是说固定转子单元的定位拉紧螺栓需要承受弯矩，当转子高速旋转时，离心力很大，容易造成定位拉紧螺栓被离心力折弯，也就是说，该转子不适用于高速旋转的电机。2、虽然在铁心开设有隔磁凹槽，但是相邻的永磁体之间的铁心仍然存在连接部分，相邻两极的永磁体磁场容易通过永磁体之间的铁心部分直接连通造成漏磁，也就是说，该结构无法避免漏磁且漏磁严重。3、隔板设置于相邻的两个转子单元之间，隔板的厚度占用了转子沿轴向的有效长度；当转子采用的转子单元的数目较多且转子隔板较厚时，转子的有效长度将急剧减小，从而影响转子的电磁性能。

1、制造永磁电机转子的方法，包括以下步骤：

（1）制作转轴、永磁体、前端盖和后端盖；制作磁轭单元，磁轭单元包括多个极靴部和一个铁心部，极靴部围绕铁心部设置，极靴部之间相互独立并均匀分布；每个极靴部与铁心部之间通过一对连接条带连接，极靴部、连接条带和铁心部围成轴向和周向定位永磁体的定位孔；极靴部设有允许极靴拉紧螺栓贯穿的极靴螺栓通孔，铁心部设有允许铁心拉紧螺栓贯穿的铁心螺栓通孔；

（2）用非导磁材料制成的转子隔板，转子隔板在轴向将转子结构分隔为多个转子单元，转子隔板上设有允许永磁体贯穿的永磁体通孔，转子隔板上设有允许极靴拉紧螺栓贯穿的极靴螺栓通孔和允许铁心拉紧螺栓贯穿的铁心螺栓通孔；

（3）将磁轭单元和转子隔板套接在转轴上，转轴与磁轭单元的铁心部、转轴与转子隔板均为键连接，磁轭单元和转子隔板在轴向均匀地间隔分布，转子隔板在轴向将转子结构分为多个转子单元；

所有磁轭单元的定位孔对位形成定位通道，定位通道与转子隔板的永磁体通孔对位形成永磁体通道；磁轭单元的极靴螺栓通孔与转子隔板的极靴螺栓通孔一一对位、形成允许极靴拉紧螺栓通过的极靴螺栓通道，磁轭单元的铁心螺栓通孔与转子隔板的铁心螺栓通孔一一对位、形成允许铁心拉紧螺栓通过的铁心螺栓通道；

（4）将永磁体插入永磁体通道内，永磁体与永磁体通道间隙配合；

（5）在每个极靴螺栓通道中插入极靴拉紧螺栓，极靴拉紧螺栓与极靴螺栓通道间隙配合；在每个铁心螺栓通道中插入铁心拉紧螺栓，铁心拉紧螺栓与铁心螺栓通道间隙配合；分别用拉紧螺栓的两端连接螺母，从而锁紧磁轭单元和转子隔板，此时磁轭单元上的连接条带相互重叠；

（6）将每个连接条带的中间部分切除，极靴部叠合形成转子极靴，铁心部叠合形成转子铁心，且转子极靴与转子铁心相互独立；

（7）在转子结构的前后两端分别固定安装前端盖和后端盖。

2、如权利要求1所述的制造永磁电机转子的方法，其特征在于：步骤（1）中，磁轭单元由多个叠片叠合而成。

3、如权利要求2所述的制造永磁电机转子的方法，其特征在于：步骤（1）中，磁轭单元采用导磁性能良好的铁磁材料板材制作。

4、如权利要求1所述的制造永磁电机转子的方法，其特征在于：步骤（1）中，转轴上设有平键，转子隔板和转子铁心上均设有允许转轴贯穿的转轴通孔和与平键配合的键槽，平键和键槽配合实现转轴与转子铁心和转子隔板的周向定位，转轴上设有轴环以实现转子铁心和转子隔板相对转轴的轴向定位。

5、如权利要求1所述的制造永磁电机转子的方法，其特征在于：转子极靴与转子铁心之间的永磁体为整体式磁体。

6、如权利要求1所述的制造永磁电机转子的方法，其特征在于：转子极靴与转子铁心之间的永磁体由多块永磁体沿转子轴向拼接而成永磁体组；转子隔板上永磁体通孔与永磁体一一对应，相邻的永磁体通孔之间有搁条。

7、如权利要求1所述的制造永磁电机转子的方法，其特征在于：步骤（2）中，转子隔板上的永磁体通孔的拐角处为平滑的曲线过渡，以降低旋转时永磁体对转子隔板挤压造成的应力集中。

8、如权利要求7所述的制造永磁电机转子的方法，其特征在于：步骤（2）中，通过有限元分析在转子隔板上开设有减轻隔板重量、降低应力集中的减重孔，每一个永磁体通孔周围均分布有多个减重孔，同一个永磁体周围的多个减重孔形成一个减重孔组，减重孔组之间对称分布；减重孔为圆滑曲线围成的孔洞。

9、如权利要求1~8之一所述的制造永磁电机转子的方法，其特征在于：步骤（4）中，永磁体的上端面与转子极靴的下端面贴合、且永磁体与转子极靴之间有金属胶，永磁体的下端面与转子铁心贴合、且永磁体与转子铁心之间有金属胶；步骤（5）中，铁心拉紧螺栓螺母和转子铁心之间放置有防松垫圈，防止铁心拉紧螺栓的螺母发生松动，或者铁心拉紧螺栓与螺母的螺纹配合内涂有金属胶，以实现铁心拉紧螺栓与螺母的紧固连接；步骤（7）安装好前端盖和后端盖后，再在转子极靴和转子隔板之间的空隙处填充热固性高分子材料。

10、如权利要求9所述的制造永磁电机转子的方法，其特征在于：步骤（7）中，安装前端盖和后端盖时，先分别在每根极靴拉紧螺栓的两端开设安装螺孔，前端盖和后端盖上分别设有与极靴拉紧螺栓一一对应的固定螺孔，将固定螺孔对准安装螺孔，并将螺钉插入安装螺孔内，紧固螺钉，完成前端盖和后端盖的安装。

• 实施例一（参照图1-9）

制造永磁电机转子的方法，包括以下步骤：

（1）制作转轴10、永磁体13、前端盖11和后端盖12；制作磁轭单元，磁轭单元A包括多个极靴部A1和一个铁心部A2，极靴部A1围绕铁心部A2设置，极靴部A1之间相互独立并均匀分布；每个极靴部A1与铁心部A2之间通过一对连接条带A3连接，极靴部A1、连接条带A3和铁心部A2围成轴向和周向定位永磁体的定位孔A4；极靴部A1设有允许极靴拉紧螺栓23贯穿的极靴螺栓通孔A11，铁心部A2设有允许铁心拉紧螺栓贯穿24的铁心螺栓通孔A21。所述永磁体13由铝镍钴、铁氧体或稀土等永磁材料制成，用于产生永磁电机的转子磁场。磁轭单元A由多个叠片叠合而成。当然，磁轭单元A也可以是整体式。

（2）用非导磁材料制成的转子隔板16，转子隔板16在轴向将转子结构分隔为多个转子单元，转子隔板16上设有允许永磁体贯穿的永磁体通孔165，转子隔板16上设有允许极靴拉紧螺栓23贯穿的极靴螺栓通孔161和许铁心拉紧螺栓24贯穿的铁心螺栓通孔162；转子隔板16采用非导磁材料（如高强度铝合金、碳素纤维、陶瓷等）或低导磁率材料（如高强度奥氏体不锈钢、钛合金）板材制成，用于承受转子在高速转动时转子极靴14和永磁体13受到的离心力。转子隔板16可以是由叠片叠合而成，也可以是整体式。转子隔板16中包括用于实现永磁体13相对转子轴10的径向和轴向定位的通孔165，用于容纳极靴拉紧螺栓23的圆形孔161，用于容纳铁心拉紧螺栓24的圆形孔162，与转子轴10的外表面配合用于转子隔板16相对转子轴10的径向定位的中心圆孔163，键槽164与转子轴10之上的键25配合，用于转子隔板16相对转子轴10的周向定位。

（3）将磁轭单元和转子隔板16套接在转轴10上，转轴10与磁轭单元的铁心部A2、转轴10与转子隔板16均为键连接，磁轭单元A和转子隔板16在轴向均匀地间隔分布，转子隔板16在轴向将转子结构分给为多个转子单元；

所有磁轭单元A的定位孔A4对位形成定位通道，定位通道与转子隔板16的永磁体通孔165对位形成永磁体通道；磁轭单元A的极靴螺栓通孔A11与转子隔板16的极靴螺栓通孔161一一对位、形成允许极靴拉紧螺栓23通过的极靴螺栓通道，磁轭单元A的铁心螺栓通孔A21与转子隔板16的铁心螺栓通孔162一一对位、形成允许铁心拉紧螺栓24通过的铁心螺栓通道。

（4）将永磁体13插入永磁体通道内，永磁体13与永磁体通道间隙配合。

（5）在每个极靴螺栓通道中插入极靴拉紧螺栓23，极靴拉紧螺栓23与极靴螺栓通道间隙配合；在每个铁心螺栓通道中插入铁心拉紧螺栓24，铁心拉紧螺栓24与铁心螺栓通道间隙配合；分别用拉紧螺栓的两端连接螺母，从而锁紧磁轭单元A和转子隔板16，此时磁轭单元A上的连接条带A3相互重叠。铁心拉紧螺栓的螺母和转子铁心之间放置有防松垫圈，防止铁心拉紧螺栓24的螺母发生松动，或者铁心拉紧螺栓24与螺母的螺纹配合内涂有金属胶，以实现铁心拉紧螺栓24与螺母的紧固连接。

（6）将每个连接条带A3的中间部分切除，极靴部A1叠合形成转子极靴14，铁心部A2叠合形成转子铁心15，且转子极靴14与转子铁心15相互独立。永磁体13的上端面与转子极靴16的下端面贴合、且永磁体13与转子极靴16之间有金属胶，永磁体13的下端面与转子铁心15贴合、且永磁体13与转子铁心15之间有金属胶。

（7）在转子结构的前后两段分别固定安装前端板11和后端板12。安装好前端盖11和后端盖12后，再在转子极靴14和转子隔板16之间的空隙处填充热固性高分子材料，如玻璃钢和环氧树脂。

磁轭单元A采用导磁性能良好的铁磁材料板材制作。

转轴10上设有平键25，转子隔板16和转子铁心15上均设有允许转轴贯穿的转轴通孔和与平键配合的键槽，平键25和键槽配合实现转轴与转子铁心15和转子隔板16的周向定位，转轴10上设有轴环102以实现转子铁心15和转子隔板16相对转轴的轴向定位。

转子极靴14与转子铁心15之间的永磁体13为整体式磁体。或者，转子极靴14与转子铁心15之间的永磁体13由多块永磁体沿转子轴向拼接而成永磁体组；转子隔板16上永磁体通孔165与永磁体13一一对应，相邻的永磁体通孔165之间有隔条。

永磁体13为整体式磁体时，采用第一种转子隔板16a，第一种转子隔板16a的结构如图7所示；转子隔板16a用于容纳永磁体13的通孔165为异型孔构成，转子极靴与转子铁心之间的永磁体为单块磁体。转子隔板16a的永磁体通孔161的内侧面163a和164a分别与永磁体13a的表面133a和131a相互贴靠，从而实现所述永磁体13a相对转子轴10的径向定位，所述转子隔板16a的内侧面161a和162a分别与永磁体13a的两侧面132a相互贴靠，从而实现永磁体13a相对转子轴10的周向定位，如图8所示。

永磁体13为永磁体组时，采用第二种转子隔板16b，第二种转子隔板16b的结构如图9所示，转子极靴与转子铁心之间由两块永磁体沿转子轴向拼接而成。转子隔板16b的内侧面163b和164b用于实现永磁体13相对转子轴10的径向定位，内侧面162b和165b用于实现永磁体13相对转子轴10的周向定位，键槽164和内圆孔163分别用于实现转子隔板16b相对转子轴10的周向和径向定位。用于容纳永磁体13的通孔的一个侧边采用两个圆弧161b、另一个侧边采用直边165b。

永磁电机转子的二维磁路分析如图2所示，电机磁场磁通（磁力线）按以下路径流通。磁力线从当前永磁体13A的N极出发，经过转子极靴14A进入气隙28，然后通过定子齿部262进入定子。在定子中沿定子轭部261到相邻极对应的区域，再从定子齿部进入气隙。接着从相邻的转子极靴14B进入相邻的永磁体13B的S极，再从N极进入转子铁心15。最后回到当前永磁体13A的N极形成磁力线回路。

《制造永磁电机转子的方法》的技术构思是：沿转子结构的轴向用转子隔板16将转子结构分隔为多个转子单元，相邻的转子单元的转子极靴14通过转子隔板16隔磁，同一个转子单元内，转子极靴14相互独立而不会相互连通，从而避免了漏磁现象的发生。

转子结构依靠极靴拉紧螺栓23和铁心拉紧螺栓锁紧24，转子极靴14的两个端面分别贴紧于两个转子隔板16，依靠转子极靴14与转子隔板16之间的摩擦力还克服转子结构高速旋转时转子极靴14和永磁体13受到的离心力；转子铁心15的两个端面分别紧贴与两个转子隔板16，依靠转子铁心15与转子隔板16之间的摩擦力还克服转子结构高速旋转时转子极靴和永磁体受到的离心力；同时，转子铁心15的叠片之间、转子极靴14的叠片之间以及转子隔板16的隔板叠片之间也是依靠相互的摩擦力来克服离心力。依靠调节极靴拉紧螺栓23的锁紧力来调节转子极靴14与转子隔板16之间的摩擦力，极靴拉紧螺栓只需要承受轴向的拉力而无需承受由于离心力而产生的弯矩，极靴拉紧螺栓不容易被折断，转子结构的使用寿命长。

《制造永磁电机转子的方法》的有益效果是：1、依靠转子极靴与隔板之间的摩擦力来克服转子结构旋转时的离心力，拉紧螺栓不受弯矩、不易折断，转子结构的使用寿命长。2、永磁体和转子铁心分别贯穿转子隔板，即转子隔板的厚度不占用转子结构的轴向长度。3、转子极靴之间相互独立，避免发生漏磁现象。

• 实施例二（参照图10-14）

实施例二与实施例一的区别在于：步骤（2）制作转子隔板16时，还对通过有限元分析在转子隔板上开设有减轻隔板重量、降低应力集中的减重孔166，每一个永磁体通孔165周围均分布有多个减重孔166，同一个永磁体13周围的多个减重孔166形成一个减重孔组，减重孔组之间对称分布；减重孔166为圆滑曲线围成的孔洞。

减重孔166为圆形孔或者腰形孔或者拐角为弧线过渡的多边形孔，减重孔主要集中在永磁体通孔的拐角处。其余制作步骤都相同。

以下举例说明设有减重孔的两种转子隔板：

第三种转子隔板16c的结构如图10所示，转子隔板16c的永磁体通孔的内侧面163c和164c用于实现永磁体13相对转子轴10的径向定位，内侧面165c用于实现永磁体13相对转子轴10的周向定位，键槽164和内圆孔163分别用于实现转子隔板16c相对转子轴10的周向和径向定位。这种转子隔板16c的减重孔包括圆形孔和拐角为弧线过渡的多边形孔，减重孔166分布在永磁体通孔的靠近转子铁心15的一侧。

第四种转子隔板16d的结构如图11所示，转子隔板16d的永磁体通孔的内侧面163d和164d用于实现永磁体13相对转子轴10的径向定位，内侧面165d用于实现永磁体13相对转子轴10的周向定位，内圆弧166d、167d和168d均是为降低应力集中而设置的过渡圆弧。键槽164和内圆孔163分别用于实现转子隔板16d相对转子轴10的周向和径向定位。这种转子隔板16d的减重孔包括圆形孔和拐角为弧线过渡的多边形孔，减重孔166分布在永磁体通孔的靠近转子铁心15的一侧。

通过在转子隔板上设置减重孔，不但可以减轻转子结构的重量，还能够降低旋转时永磁体挤压转子隔板造成的应力集中。

• 实施例三（参照图15）

实施例三与实施例二的区别之处在于：步骤（7）中，安装前端盖11和后端盖12时，先分别在每根极靴拉紧螺栓23的两端开设安装螺孔，前端盖11和后端盖12上分别设有与极靴拉紧螺栓23一一对应的固定螺孔，将固定螺孔对准安装螺孔，并将螺钉插入安装螺孔内，紧固螺钉，完成前端盖11和后端盖12的安装。其余制作步骤都相同。

转子前端板11和后端板12采用较厚的非导磁材料（如高强度铝合金）板材或低导磁率材料（如高强度奥氏体不锈钢）板材制成，不但对转子极靴14、转子隔板16和永磁体13具有稳固作用，还可作为对永磁电机转子进行动平衡校正时的去重结构。前端板紧固螺栓17通过外螺纹与位于极靴拉紧螺栓23前端的内螺纹孔233相联接，使转子前端板11与极靴拉紧螺栓23相联接，从而使转子前端板11的内侧面112贴靠在位于转子前端的转子极靴14的前侧面147之上。极靴拉紧螺栓23的后端外表面带有外螺纹232，外螺纹232与极靴拉紧螺栓螺母20相联接则可实现转子极靴14和转子隔板16的紧固。极靴拉紧螺栓螺母20与位于转子后端的转子极靴14的后侧表面148之间放置有防松垫圈22，防止所述极靴拉紧螺栓螺母20发生松动，也可在极靴拉紧螺栓23的外螺纹232与极靴拉紧螺栓螺母20的螺纹配合内涂以金属胶从而实现二者的牢固联接。后端板紧固螺栓18通过外螺纹与位于极靴拉紧螺栓23后端的内螺纹孔231相联接，使转子后端板12与极靴拉紧螺栓23相联接，从而使转子后端板12的内侧面121则贴靠在位于转子后端的转子极靴14的后侧表面148之上。所述转子前端板11的内孔111与转子轴10的轴环102之间保留有较小的间隙，防止所述前端板11和所述转子轴10在转子装配时发生干涉。

以上实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，《制造永磁电机转子的方法》的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，该发明的保护范围也给予该领域技术人员根据该发明构思所能够想到的等同技术手段。

2021年6月24日，《制造永磁电机转子的方法》获得第二十二届中国专利金奖。

国内外 提出利用软件来完成永磁同步电机转子位置检测，但很少涉及转子初始位置检测。其实，电机转子初始位置的检测是位置传感器调速系统中一个必不可少的环节。转子初始位置检测失误，会严重影响转子位置的计算，以致无法正确完成电机控制的其它一系列算法，将造成电机运转的紊乱，使之无法进入正常运行。同时，永磁同步电机的初始位置检测不同于正常运转状态下的位置检测，后者可通过位置传感器检测转子的运转来间接得出。

《电机用钕铁硼永磁体及其制造方法》涉及一种钕铁硼永磁材料及其制造方法，尤其是涉及电机用钕铁硼永磁体及其制造方法。该产品可在信息产业、机电一体化、汽车、摩托车、冶金矿山设备、风机、水泵、油田设备、纺织机械、家用电器等采用高性能稀土永磁电机的领域广泛应用。

电机用钕铁硼永磁体及其制造方法专利目的

《电机用钕铁硼永磁体及其制造方法》的目的就是针对2008年8月之前的技术存在的上述问题，而提供一种磁性能高、生产成本大幅度降低的电机用钕铁硼永磁体，通过使用廉价的钆、钬取代高价的镨、钕、镝、铽生产高性能的钕铁硼永磁体能大大降低生产成本。该发明的另一目的是提供上述电机用钕铁硼永磁体的制造方法，以保证在2008年8月之前生产设备的情况下生产出电机用高性能的钕铁硼永磁体产品，提升企业的竞争力。

电机用钕铁硼永磁体及其制造方法技术方案

《电机用钕铁硼永磁体及其制造方法》所述电机用钕铁硼永磁体的组份包含镨钕、钆、钬、镝、硼、铜、铝、铁，各组份含量（重量）范围为：镨钕（PrNd）24％-28％； 钆（Gd）0.5％-7％； 钬（Ho）1％-5％； 镝（Dy）0-6％；硼（B）0.9％-1.1％；铜（Cu）0.1％-0.15％；铝（Al）0.2％-1.2％；铁（Fe）62.35％-66.5％。

所述的电机用钕铁硼永磁体的组份中还可包含钴（Co）、铌（Nb），钴（Co）、铌（Nb）含量（占总重量）范围为：钴（Co）0.2％-1.5％，铌（Nb）0.2％-0.8％。加入钴（Co）、铌（Nb）的目的是为了进一步提高产品的磁性能。所述钆（Gd）的适宜含量为1％-3％，所述钬（Ho）的适宜含量亦为1％-3％。钆（Gd）、钬（Ho）的加入量过小，则难以达到降低产品成本的目的，加入量过大，则影响产品的磁性能。

该发明还提供了电机用钕铁硼永磁体的制造方法，它是按以下工艺、步骤进行：

1）配料工序：按照以下组份含量（重量）镨钕（PrNd）24％-28％、钆（Gd）0.5％-7％、钬（Ho）1％-5％、镝（Dy）0-6％、硼（B）0.9％-1.1％、铜（Cu）0.1％-0.15％、铝（Al）0.2％-1.2％、铁（Fe）62.35％-66.5％进行配料；配料中还可包含钴（Co）0.2％-1.5％，铌（Nb）0.2％-1％。

2）熔炼工序：将配料放入熔炼炉中熔炼，真空度控制在5×10^-2帕±10％；

3）制粉工序：经过均匀化的钢锭通过粗破碎、中破碎、气流磨制成粒度为3.6微米-4.2微米的钕铁硼粉末，此过程中注意控制氧含量在50ppm以下。

4）成型工序：在成型车间的称粉箱中称取计算好的粉料压制成坯块，经过等静压机后进转料车拆袋等待入烧结炉烧结。成型工序过程中要特别注意控制氧含量在200ppm以下。

5）烧结工序：将压制好的坯块经转料车入烧结炉烧结，烧结制度为（1080℃±20℃）/（3.5-4.5小时） （920℃±20℃）/（2.5-3.5小时） （530℃±30℃）/（3.5-4.5小时），真空度控制在3×10^-2帕±10％。

6）磨加工工序：将烧结出来的毛坯磨加工成规则的产品。为进一步提高钕铁硼材料的矫顽力，在制粉工序的气流磨之前还可再加入0.2％-1.0％的稀土氧化镝，用于提高材料的矫顽力。经过上述的生产步骤生产的产品性能指标均达到同行业相同牌号的性能标准。

电机用钕铁硼永磁体及其制造方法改善效果

《电机用钕铁硼永磁体及其制造方法》采用以上技术方案后具有以下积极效果：

（1）该发明采用使用廉价的钆、钬取代高价的镨、钕、镝、铽等稀土金属，并在制粉过程中加入适量的氧化镝，通过生产上的工艺控制、降低生产成本，可以生产出适应不同电机要求的钕铁硼永磁材料，达到适应市场，降低成本，增强竞争力的效果。

（2）从原理上说，用钆取代镨和钕，用钬取代镝和铽，相应生成钆铁硼和钬铁硼相，新相的生成在剩磁上影响较大，但通过适当增加铁、铝、铌等含量以及进行适当的取代比例，可以弥补这方面的不足。由于钆、钬和镨钕、镝相比有较大的价格优势，因此可以较大幅度地降低生产成本，至于产品性能，只要确定好适当的取代比例和工艺条件，就能超过或保持产品的原有性能。

（3）在制粉过程中以氧化镝粉末的形式二次加入镝，和在配料中加入金属镝同样具有提高磁体矫顽力的效果，考虑到熔炼过程的稀土金属氧化、挥发等损失，此阶段加入氧化镝对提高矫顽力比前者更有优势，并且操作方便、简单。

（4）对于2008年8月之前的生产企业自身生产设备不先进，可以采用此生产工艺技术，生产的钕铁硼永磁材料，和不用钆、钬相比较，获得同样性能的材料每吨可节省8000-10000元。