全國服務熱線: 0769-23388351

AG放水征兆AG漏洞公司logo

磁鐵資訊

聯係AG放水征兆AG漏洞磁鐵廠家
全國服務熱線:0769-23388351
郵 箱:salesa@dgcourage.com
網 址:http://www.ly-hyd.com
地址:廣東省東莞市萬江區新和社區龍通一路1號廠房302號

您現在的位置: 磁鐵生產廠家 > 磁鐵資訊 > 行業新聞 >

行業新聞

普通轉速磁鋼與高速電機轉子磁鋼的固定方法

人氣:發表時間:2019-07-03

    永磁同步電機,特別是高速永磁同步電機, 如何固定磁鋼,防止磁鋼飛出去,一直是工程師們關注的重點。細分起來,磁鋼固定其實是兩個子問題。第一個如何設計一個安全結構來克服離心力?第二個就是如何防止磁鋼微觀的輕微晃動?第一個問題好理解,第二個問題則是內行人才曉得的門道。其實很多磁極結構,雖然能克服離心力,但在磁鋼槽內是磁鋼是微觀半自由態,磁鋼可以輕微晃動,當在突然加速、電流突變的狀態下,磁鋼的力平衡會被破壞,產生衝擊、振動。 這種振動會對磁鋼產生壽命上的影響的,因此要求高可靠性的結構中,需要防止這種振動發生。
    磁鋼固定
    顯然第一個問題是較宏觀的認知,第二個問題涉及更細的工程麵,屬於細顆粒度的知識。都說細節決定成本,做一個好產品,不僅僅需要開認知地圖,還要掌握細顆粒度的知識。為了增強對細顆粒度知識的了解,AG放水征兆AG漏洞請到了蝸牛研習社骨幹成員,擁有十幾年產品開發經驗的向前老師,聽聽他的經驗和看法。 
    永磁同步電機轉子的磁極結構有很多,其轉子線速度也大小不同,普通通轉速(6000rpm以內)、高速(20000rpm以內)、超高速 三種。每類轉子的固定方法也不盡相同。先從普通轉速的永磁同步電機說起:
    普通轉速的磁鋼固定方法
    一字內插式磁極結構是常見的永磁電機結構,廣泛的應用於功率輸出型場合,比如低速的電動汽車、空氣壓縮機、水泵等等。一字型磁鋼槽不旦保護磁鋼免受碰撞,還提供了克服離心力的反力,一字槽就是其主要的固定結構。
    隨著這種結構的發展成熟,相應的輔助固定方法也陸續出現,比如下圖的環氧灌封技術,它不但能夠隔絕磁鋼和空氣,避免磁鋼氧化,還能夠增加緩衝阻尼,降低磁鋼振動失效的風險。在此基礎上會配合一些軸向輔助固定,比如說端壓板。
    磁鋼固定

     也有人應用了中間凸台的輔助固定技術:在一個磁極槽中間設置凸台,它不旦把磁鋼分成了左右兩塊,降低了退磁的風險。而且通過小過盈,在沿一字方向形成了一定的預緊力,緊固了磁鋼。
    電機磁鋼固定

    向高速結構發展
    V字結構是後來發展出的一種新的結構,較一字型有更高的磁阻轉矩,備受工程師們的青睞。隨著電機向高速化發展,V字結構本身也出現了演變。關鍵是主固定結構得以加強。普瑞斯混動EV驅動電機的發展很好的詮釋了這個過程。他們在2004年產品用V字替代了早先的一字結構,電機的轉矩密度得以上升,但最高轉速僅有6000rpm。在2010年發展出的V字結構,最高轉速達到了13500rpm轉速翻了一番還多,其關鍵是增設了中間磁橋,而且邊緣磁橋也變的更厚,因此磁極的主固定結構可承受更高的離心力。
    電機磁鋼固定圖片
    高速V結構的輔助固定措施
    豐田普瑞斯的實踐證明了V字結構能可靠的實現高速化,隨著這種結構在EV領域的應用也越來越廣泛。輔助固定結構設計也逐漸發展成熟:其中有兩種比較常見,一個是軸向壓板技術,利用軸向預緊力把磁鋼壓緊,防止其串動。但這種方法不是很可靠,特別是在磁鋼軸向分多段時,很難控製預緊量。因此另外一種彈性凸台技術發展起來,和一字結構的中間凸台類似,彈性的凸台也能起到沿磁鋼寬度方向的預緊力,從而起到輔助固定的作用。
     轉子磁鐵固定
    機械固定對加工精度要求較高,有一定的工藝能力限製。日本人發展起來一種注塑技術,通過向磁極注射一定壓力的塑膠材料(比如下圖這家公司的材料叫EME)。EME材料填充滿了磁鋼槽的所有縫隙,不但如此,連矽鋼片的片間縫隙也能滲入,因此磁鋼和轉子鐵芯能夠充分接觸了,而這種EME材料又是良好的導熱材料。這樣除了固定之外還帶來了一個額外的優點:這就大大提高磁鋼熱量外傳速度,降低了磁鋼的溫升。
    更高轉速的磁鋼固定技術
    如果想獲得更高轉子線速度, V字結構還是有一定局限的。因此前輩們又發展出了新的結構。下圖是一個SPOKE結構,50kw的功率最大能夠做14000rpm,雖然不算很高,但有兩個亮點值得一說。
    電機轉子固定
    第一個就是磁鋼具備自鎖功能,菱型磁鋼的由上下兩個梯型構成,其中上麵那個梯型,越向外移動和綠色的磁極接觸的就越緊,從而能起到自鎖功能。再加上膠水以及輔助固定槽鍥,共同構成了一套固定係統。
    第二個亮點就是,分塊的磁極采用鋸齒形狀,其目的是降低應力集中,提升轉速上限。這種結構是細節設計的典範,值得大家學習。
SPOKE結構的轉速還是有一定限製,前文說到豐田普瑞斯的最新版本的設計,轉速有了進一步提升,到了17000rpm,其磁極結構如下圖所示:這是一種高速V一結構,為了克服更高的離心力,在主固定方麵增設了更多的分流磁橋以分流應力流,該結構的輔助固定由凸台來實現。
    磁鐵固定方法
    普瑞斯的實踐證明磁鋼由單層發展到雙層能夠提高轉速上限。類似的,通用公司發展出來一係列的新型磁極結構,也是往多層化方向發展。為了獲得更高的轉速結構強度,他們采用的三層或兩層磁鋼,每層的磁鋼又分成多塊,在每塊磁鋼之間設置磁橋,以此來分流應力。其輔助固定措施也選擇了凸台。
    超高速電機的固定技術
    如果轉速進一步的升高,進入超高速的領域,內嵌式結構始終會遇到瓶頸,這就必須采用表貼式磁極結構,其固定的方法有如下幾種:非導磁護套、玻璃纖維護套、碳纖維護套。其中最有發展潛力的為碳纖維護套。
    碳纖維是通過纏繞的方式包裹在轉子表麵的,這樣將離心力轉換成了線的拉應力。對比玻璃纖維、芳綸纖維,碳纖維的抗拉強大很高的可以達到7GPa,許用設計強度也可以達到3GPa,因此能大大提升對永磁體的固定能力。碳纖維擁有這種優異性能,因此具備很大應用空間,現在各專業廠家正在攻關纏繞效率低、碳纖維隔熱等問題。
    實踐者心得體會
    作為一個久經沙場實踐者,向前老師最後總結了他的實踐體會,這裏分享給大家:
    盡量采用以機械結構固定為主,粘結劑固定為輔的方法;
    第一:可以降低成本,省去膠水及塗膠設備的成本;
    第二:可以減少失效風險,膠水的 粘結強度受諸多因素影響且不具探測性。
    第三:膠水存在老化風險,影響電機使用壽命。
    文章來自蝸牛研習社,由磁鋼廠家AG放水征兆AG漏洞整理編輯,隻為分享,喜歡的可以自行微信關注原作者。
    相關電機磁鋼固定文章推薦;
    
磁環和電機軸一般怎麽固定在一起的?

    簡要分析電機磁鋼的幾種固持方法

tag關鍵詞標簽 磁鋼固定 電機磁鐵固定方法

文章鏈接:http://www.ly-hyd.com/news/hyxw/703.html

版權聲明:AG放水征兆AG漏洞電機磁鋼廠家遵循行業規範,轉載文章標注作者和來源,同時,編輯的原創文章,轉載時請務必注明來源。