一种三相异步电机永磁转子及转子装配系统

技术领域

本发明涉及三相异步电机永磁转子技术，尤其涉及一种三相异步电机永磁转子及转子装配系统。

背景技术

三相异步电机的永磁体位于转子内部，转子磁路具有不对称性，从而产生磁阻转矩带动转子转动。三相异步电机永磁转子的漏磁系数较大，需要采用隔磁措施。常用的隔磁措施分别是：在铁芯片上设置隔磁槽和在永磁体周边设置磁障。在铁芯片上设置隔磁槽，用以减小永磁体的漏磁系数。由于隔磁槽设置在铁芯片上，使铁芯片一部分较薄，机械强度较低。而在铁芯片上设置磁障，一般应用在转速交底的场合。因此，三相异步电机的永磁转子结构有待改进。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出了一种三相异步电机永磁转子，通过将铁芯片分为主铁芯和副铁芯，主铁芯和副铁芯之间形成隔磁槽，减小永磁体的漏磁系数的同时，还提高铁芯片的机械强度。本发明还公开一种三相异步电机永磁转子的装配系统，用于该三相异步电机永磁转子的大规模生产。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种三相异步电机永磁转子，包括转轴、轴套和铁芯，所述轴套与铁芯安装在转轴上，铁芯包括多个铁芯片，轴套用于限制多个铁芯片在沿转轴的轴向移动，其特征在于，

所述铁芯片由数量相同的铁芯块和永磁体组成，铁芯块包括主铁芯和副铁芯，主铁芯具有一个凹型开口槽，副铁芯位于凹型开口槽内，所述凹型开口槽顶部与副铁芯底部均设置有凸块，凹型开口槽顶部与副铁芯底部构成第一隔磁槽，副铁芯设置有第二隔磁槽，所述第一隔磁槽与第二隔磁槽均位于永磁体的两侧，其中，

所述主铁芯和副铁芯均滑动连接在永磁体上，所述永磁体一端设置有槽楔，该槽楔用于限制主铁芯和副铁芯沿永磁体滑动。

一种三相异步电机永磁转子的装配系统，用于装配三相异步电机永磁转子，其特征在于，所述装配系统包括：

容置组件，所述容置组件包括支座、安装板和容置架，容置架用于运输铁芯朝一个方向移动；

输送组件，所述输送组件包括第一安装架和楔形框，楔形框的一端设置有导向结构，导向结构一侧安装有推动结构，所述第一安装架一侧还设置有输送结构，输送结构用于将铁芯推动至转轴转配组件的正下方；

转轴装配组件，所述转轴装配组件包括用于夹持转轴的夹持结构和定装结构，所述定装结构用于将转轴与铁芯进行装配；

铁芯调节组件，所述铁芯调节组件包括第二安装架、第一控制气缸、控制电机和第一定位锥，所述第一控制气缸带动第一定位锥上下滑动，且控制电机能够带动第一定位锥周向转动，所述第二安装架底部还设置有卡合结构，卡合结构包括承载座，承载座两端分别设置有对向气缸，对向气缸的输出轴连接有移动件，移动件上方安装有弧形夹板，弧形夹板上方设置有上端头，上端头内腔滑动连接有多个卡杆，卡杆经复位弹簧与上端头的内腔滑动连接。

在本发明的装配系统中，所述第二安装架上设置连接有第一控制气缸，第一控制气缸的输出轴为中空结构，输出轴内部安装有滑动轴，滑动轴的一端固定连接有第一定位锥，滑动轴及第一定位锥随第一控制气缸的输出轴一同移动，第一控制气缸一侧还安装有控制电机，控制电机的输出轴经传动件与滑动轴连接，滑动轴内置一个花键套，该花键套使第一控制气缸能够带动第一定位锥上下滑动，且控制电机能够带动第一定位锥周向转动。

在本发明的装配系统中，所述导向结构由两个侧边件、主边件和弧边件组成，主边件和弧边件的底部构成转轴出口，转轴进入导向结构后，由弧边件进行导向最终由转轴出口滑出，

所述推动结构包括推动气缸，推动气缸的输出轴固定连接有拨动块，拨动块滑动连接在楔形框上，楔形框的一端设置连接有行程限制件，行程限制件用于限制拨动块的最大滑动行程。

在本发明的装配系统中，所述输送结构包括导向杆，导向杆固定连接在楔形框下方，导向杆上设置有滑动板，滑动板沿导向杆上下滑动，所述滑动板上还设置连接有滚珠丝杠，滚珠丝杠的一端还设置连接有与滚珠丝杠相互配合的丝杠配合块，丝杠配合块下方安装有输送块，所述输送块用于拨动铁芯朝靠近导向结构的一端移动。

在本发明的装配系统中，所述夹持结构包括连接件和两个限制板，两个限制板均固定连接在容置架上方，

所述限制板用于防止铁芯在运输的过程中发生偏移，所述连接件顶部安装有一连接板，连接板下方安装有驱动气缸，驱动气缸的两端输出轴分别连接有夹具板，驱动气缸控制两个夹具板相互靠近或相互远离，

所述夹具板相互靠近将铁芯进行夹紧，夹具板上端部设置有锥形头，锥形头较大一端位于夹具板顶部，所述夹具板下端部设置有卡合槽，在夹具板朝相互靠近的方向移动时，夹具板将铁芯夹紧，且铁芯位于卡合槽内。

在本发明的装配系统中，所述定装结构包括固定杆，固定杆安装在容置架的一侧，固定杆上安装有滑板架，

所述滑板架顶部设置连接有横向调节气缸，横向调节气缸的输出轴固定连接有装配锥头，横向调节气缸控制装配锥头横向移动，

所述滑板架顶部还设置有纵向调节气缸，纵向调节气缸的输出轴与容置架上表面固定连接，纵向调节气缸控制滑板架沿固定杆上下移动。

在本发明的装配系统中，还包括铁芯穿插组件、轴套装配组件和下料组件，所述铁芯穿插组件包括第三安装架，第三安装架上连接有第三安装板，其中，

所述第三安装架固定连接在容置架的两侧，第三安装架上面设置有第三安装板，第三安装板顶部设置有第二控制气缸，第二控制气缸的输出轴上固定连接有第二定位锥，第二控制气缸控制第二定位锥上下移动。

在本发明的装配系统中，所述轴套装配组件包括第四安装架，第四安装架固定连接在容置架的一侧，

所述第四安装架的背面设置连接有第三控制电机，第三控制电机的输出轴连接有传动轮，传动轮经链条与移动框连接，移动框上设置有移动气缸，

所述移动气缸的输出轴上连接有开合气缸，开合气缸的输出轴上连接有夹爪，所述移动气缸用于控制开合气缸及其上连接的夹爪上下移动，开合气缸用于控制两个夹爪相互靠近或相互远离。

在本发明的装配系统中，所述下料组件包括第五安装架、定位钢条和导向板，所述第五安装架固定连接在容置架的末端，第五安装架顶端具有一斜边，定位钢条固定在该斜边上，其中，所述导向板安装在第五安装架的一侧，用于将永磁转子导向至定位钢条上。

实施本发明的这种三相异步电机永磁转子及转子装配系统，具有以下有益效果：

本发明的三相异步电机永磁转子的铁芯片由数量相同的铁芯块和永磁体组成，铁芯块包括主铁芯和副铁芯。主铁芯具有一个凹型开口槽，副铁芯位于凹型开口槽内。凹型开口槽顶部与副铁芯底部均设置有凸块1，凹型开口槽顶部与副铁芯底部构成第一隔磁槽，在减小永磁体的漏磁系数的同时，还提高了铁芯片的机械强度。

附图说明

图1为本发明三相异步电机永磁转子的结构示意图；

图2为本发明三相异步电机永磁转子的部分结构示意图；

图3为本发明永磁转子装配系统的结构示意图；

图4为图3中A处的放大结构示意图；

图5为本发明输送组件的结构示意图；

图6为本发明输送组件的部分结构示意图；

图7为本发明转轴装配组件的部分遮盖图；

图8为本发明转轴装配组件的部分结构示意图；

图9为本发明铁芯调节组件的结构示意图；

图10为本发明铁芯调节组件的部分结构示意图；

图11为本发明铁芯调节组件的部分结构示意图；

图12为本发明铁芯穿插组件的结构示意图；

图13为本发明轴套装配组件和下料组件的安装结构示意图；

附图标记表示为：

10-永磁转子、11-转轴、12-轴套、13-卡箍、14-永磁体、15-槽楔、16-主铁芯、16'1-凸块、16'2-第一隔磁槽、16'3-相切弧、16'4-边界弧、17-副铁芯、17'1-第二隔磁槽、17'2-卡槽、18-绕组区、

20-装配系统、21-容置组件、211-支座、212-第一安装板、213-容置架、

22-输送组件、221-第一安装架、222-第一控制电机、223-收纳腔、224-楔形框、224'1-挡板、225-限压件、226-导向结构、226'1-侧边件、226'2-主边件、226'3-弧边件、227-推动结构、227'1-推动气缸、227'2-拨动块、227'3-行程限制件、228-输送结构、228'1-导向杆、228'2-滑动板、228'3-滚珠丝杠、228'4-丝杠配合块、228'5-输送块、

23-转轴装配组件、231-夹持结构、231'1-连接件、231'2-限制板、231'3-豁口、231'4-连接板、231'5-驱动气缸、231'6-夹具板、231'7-锥形头、231'8-卡合槽、232-定装结构、232'1-固定杆、232'2-滑板架、232'3-横向调节气缸、232'4-装配锥头、232'5-纵向调节气缸、232'6-链条、

24-铁芯调节组件、241-第二安装架、242-安装杆、243-第二安装板、244-第一控制气缸、245-第二控制电机、246-传动件、247-滑动轴、248-第一定位锥、249-卡合结构、249'1-承载座、249'2-滑块、249'3-对向气缸、249'4-移动件、249'5-弧形夹板、249'6-上端头、249'7-卡杆、249'8-复位弹簧、

25-铁芯穿插组件、251-第三安装架、252-第三安装板、253-第二控制气缸、254-第二定位锥、

26-轴套装配组件、261-第四安装架、262-第三控制电机、263-第四安装板、264-传动轮、265-移动框、266-移动气缸、267-开合气缸、268-夹爪、269-测试件、27-下料组件、271-第五安装架、272-定位钢条、273-导向板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图2所示，本发明的这种三相异步电机永磁转子包括转轴11、轴套12和铁芯。轴套12与铁芯安装在转轴上，铁芯包括多个铁芯片，轴套12用于限制多个铁芯片在沿转轴11的轴向移动。铁芯片由数量相同的铁芯块和永磁体14组成，铁芯块包括主铁芯16和副铁芯17。主铁芯16具有一个凹型开口槽，副铁芯17位于凹型开口槽内。凹型开口槽顶部与副铁芯底部均设置有凸块16'1，凹型开口槽顶部与副铁芯底部构成第一隔磁槽16'2。副铁芯17设置有第二隔磁槽17'1，第一隔磁槽16'2与第二隔磁槽17'1均位于永磁体的两侧，用与减小永磁体14的漏磁系数。

主铁芯16和副铁芯17均滑动连接在永磁体14上，永磁体14一端设置有槽楔15，该槽楔15用于限制主铁芯16和副铁芯17沿永磁体14滑动。其中，第一隔磁槽16'2两侧还设置有相切弧16'3和边界弧16'4，使第一隔磁槽16'2形成一个不均匀气隙，能够有效的交底气隙磁密谐波含量。

进一步地，由于永磁转子10的结构较为特殊，本实施例还公开用于装配永磁转子10的装配系统20。如图3至图13所示，装配系统20包括容置组件21、输送组件22、转轴装配组件23、铁芯调节组件24、铁芯穿插组件25、轴套装配组件26和下料组件27。容置组件21包括支座211、安装板212和容置架213，安装板212固定连接在支座211的顶部，安装板212用于支撑输送组件22、转轴装配组件23、铁芯调节组件24、铁芯穿插组件25、轴套装配组件26和下料组件27。容置架213固定连接在安装板212的上方，用于运输永磁转子10。

如图4至图6所示，输送组件22包括第一安装架221，第一安装架221固定连接在安装板212上，第一安装架221的顶部设置连接有第一控制电机222，第一控制电机222的输出轴连接有一滚珠丝杠，第一安装架221侧边滑动连接有收纳室223，第一控制电机222经滚珠丝杠控制收纳室223在第一安装架221上滑动。收纳室223的一侧还设置有楔形框224，楔形框224的一端设置连接有挡板224'1。其中，第一控制电机222将收纳室223移动至第一安装架221的底部，将转轴11装入收纳室223内，再通过第一控制电机222将收纳室223移动至第一安装架221的顶部，使收纳室223与楔形框224齐平，收纳室223内的转轴11滑向楔形框224。挡板224'1的一端设置连接有导向结构226，导向结构226一侧安装有推动结构227。推动结构227包括推动气缸227'1，推动气缸227'1的输出轴固定连接有拨动块227'2，拨动块227'2滑动连接在挡板224'1上。挡板224'1的一端设置连接有行程限制件227'3，行程限制件227'3用于限制拨动块227'2的最大滑动行程。

在本实施例中，收纳室223内的转轴11滑向楔形框224。在初始状态下，推动气缸227'1的输出轴处于伸长状态，拨动块227'2位于靠近行程限制件227'3的一端。推动气缸227'2的输出轴收缩带动拨动块227'2靠近导向结构226的方向移动，拨动块227'2将楔形框224内的一根转轴11推入导向结构226内。导向结构226由两个侧边件226'1、主边件226'2和弧边件226'3组成。主边件226'2和弧边件226'3的底部构成转轴出口226'4，转轴11进入导向结构226后，由弧边件226'3进行导向最终由转轴出口226'4滑出。滑出的转轴11由转轴装配组件23将转轴插入铁芯中。其中，输送组件22还包括输送结构228，输送结构228将铁芯运输至转轴转配组件23的正下方。输送结构228包括导向杆228'1，导向杆228'1固定连接在楔形框224下方。导向杆228'1上设置有滑动板228'2，滑动板228'2沿导向杆228'1上下滑动。滑动板228'2上还设置连接有滚珠丝杠228'3，滚珠丝杠228'3的一端还设置连接有与滚珠丝杠相互配合的丝杠配合块228'4。丝杠配合块228'4下方安装有输送块228'5，输送块228'5用于拨动永磁转子10朝靠近导向结构226的一端移动。

如图4和图5所示，将铁芯堆叠好后，放置在容置架213的一端。通过导向杆228'1调整滑动板228'1上下移动，滑动板228'1上的滚珠丝杠228'3及其上配合部件随滑动板228'1一同移动，使输送块228'5位于铁芯的一侧。滚珠丝杠228'3带动丝杠配合块228'4及其下方的输送块228'5朝靠近导向结构226的方向移动，输送块228'5将铁芯推动至转轴转配组件23下方。

如图7至图8所示，转轴装配组件23包括夹持结构231和定装结构232。夹持结构231包括连接件231'1和两个限制板231'2，两个限制板231'2均固定连接在容置架213上方。两个限制板231'2之间构成一个豁口231'3，永磁转子10由该豁口231'3移动至两个限制板231'2之间，限制板231'2用于防止永磁转子10在运输的过程中发生偏移。连接件231'1顶部安装有一连接板231'4，连接板231'4下方安装有驱动气缸231'5，驱动气缸231'5的两端输出轴分别连接有夹具板231'6，驱动气缸231'5控制两个夹具板231'6相互靠近或相互远离。夹具板231'6相互靠近将永磁转子10进行夹紧，夹具板231'6上端部设置有锥形头231'7，锥形头231'7较大一端位于夹具板231'6顶部。夹具板231'6下端部设置有卡合槽231'8，在夹具板231'6朝相互靠近的方向移动时，夹具板231'6将永磁转子10夹紧，且永磁转子10的铁芯位于卡合槽231'8内。

在本实施例中，滚珠丝杠228'3驱动输送块228'5将铁芯推动至两个夹具板231'6之间，驱动气缸231'5的输出轴控制两个夹具板231'6相互靠近，使夹具板231'6下端的卡合槽231'8将铁芯夹紧。随后，通过定装结构232将转轴11贯穿式插入铁芯中，其中，定装结构232包括固定杆232'1，固定杆232'1安装在容置架213的一侧，固定杆232'1上安装有滑板架232'2。滑板架232'2顶部设置连接有横向调节气缸232'3，横向调节气缸232'3的输出轴固定连接有装配锥头232'4，横向调节气缸232'3控制装配锥头232'4横向移动。滑板架232'2顶部还设置有纵向调节气缸232'5，纵向调节气缸232'5的输出轴与容置架231上表面固定连接，纵向调节气缸232'5控制滑板架232'2沿固定杆232'1上下移动。其中，滑板架232'2一侧还设置有链条232'6，链条232'6随滑板架232'2一同上下移动，用于确保滑板架232'2移动的稳定性。

在本实施例中，由转轴出口226'4滑出的转轴11落在装配锥头232'4的一侧。控制横向调节气缸232'3的输出轴伸长，使得装配锥头232'4将转轴11卡住。再控制纵向调节气缸232'5的输出轴收缩，滑板架232'2及其上部件向下移动，并将转轴11装配进铁芯内。其中，夹具板231'6的上端部具有锥形头231'7，使转轴11更容易装配进铁芯内。

由于铁芯由多个铁芯片堆叠而成，在铁芯运输的过程中，铁芯片会呈周向或径向偏移。在装配转轴时，通过两个夹具板231'6将铁芯夹住，从而限制铁芯片发生径向偏移，但无法限制铁芯片周向偏移，影响后续安装效率。因此，需要通过铁芯调节组件24调整铁芯片的周向偏移角度。

如图9至图11所示，铁芯调节组件24包括第二安装架241，第二安装架241两侧还设置有安装杆242，安装杆242的顶部设置连接有第二安装板243，第二安装板243上设置连接有第一控制气缸244。第一控制气缸244的输出轴为中空结构，输出轴内部安装有滑动轴247，滑动轴247的一端固定连接有第一定位锥248，滑动轴247及第一定位锥248随第一控制气缸244的输出轴一同伸长或收缩。第一控制气缸244一侧还安装有第二控制电机245，第二控制电机245的输出轴经传动件246与滑动轴247连接。滑动轴247内置一个花键套，该花键套使第一控制气缸244能够带动第一定位锥248上下滑动，并且第二控制电机245能够带动第一定位锥248周向转动。

如图10所示，第二安装架241上方还设置有卡合结构249，卡合结构249包括承载座249'1，承载座249'1两端分别设置有对向气缸249'3，对向气缸249'3的输出轴连接有移动件249'4。承载座249'1的两侧还设置有滑块249'2，滑块249'2位于移动件249'4的两侧，用于防止移动件249'4在移动的过程中朝左右偏移。移动件249'4上方安装有弧形夹板249'5，弧形夹板249'5上方设置有上端头249'6，上端头249'6内腔滑动连接有多个卡杆249'7，卡杆249'7经复位弹簧249'8与上端头249'6的内腔滑动连接。

其中，在使用时，首先控制两个对向气缸249'3的输出轴伸长，两个移动件249'4及其上安装的弧形夹板249'5朝相互靠近的方向移动，弧形夹板249'5顶部的上端头249'6将铁芯夹紧。此时，再通过第一控制气缸244带动第一定位锥248向下移动，使第一定位锥248与转轴11配合。第二控制电机245带动第一定位锥248和与其配合的转轴11一同转动，由于转轴11贯穿在铁芯片中部，与铁芯片过盈配合，铁芯片会随转轴11转动。

若铁芯片在运输的过程中，铁芯片均没有发生周向偏移，那么上端头249'6竖向安装的若干个卡杆249'7能够全部卡入铁芯片的绕组区18内，用于限制铁芯片的转动。第一定位锥248无法通过转轴11带动铁芯片转动，则说明铁芯片没有发生周向偏移。

若铁芯片在运输的过程中，铁芯片发生周向偏移，上端头249'6竖向安装的若干个卡杆249'7不能卡入发生偏移的铁芯片内，也就是卡杆249'7不再限制已经发送周向偏移的铁芯片转动。第一定位锥248通过转轴11带动铁芯片转动，直至铁芯片上的绕组区18与卡杆249'7卡住，完成铁芯片的位置调整。

完成铁芯片的周向位置调整后，通过铁芯穿插组件25进一步检测调整的精度。如图12所示，铁芯穿插组件25包括第三安装架251，第三安装架251上连接有第三安装板252。第三安装架251固定连接在容置架213的两侧，第三安装架251上面设置有第三安装板252，第三安装板252顶部设置有第二控制气缸253，第二控制气缸253的输出轴上固定连接有第二定位锥254，第二控制气缸253控制第二定位锥254上下移动。

在本实施例中，经过铁芯调节组件24调节周向偏移的铁芯，运输至第二控制气缸253正下方，第二控制气缸253的输出轴带动第二定位锥254向下移动，第二定位锥254贯穿整个铁芯片，从而确保每个铁芯片都经铁芯调节组件24调整至预定位置。

如图13所示，轴套装配组件26包括第四安装架261，第四安装架261固定连接在容置架213的一侧。第四安装架261的背面设置连接有第三控制电机262，第三控制电机262的输出轴连接有传动轮264。传动轮264经链条与移动框265连接，第三控制电机262控制移动框265在第四安装架261上左右移动。移动框265上设置有移动气缸266。移动气缸266的输出轴上连接有开合气缸267，开合气缸267的输出轴上连接有夹爪268。移动气缸266用于控制开合气缸267及其上连接的夹爪268上下移动，开合气缸267用于控制两个夹爪268相互靠近或相互远离。开合气缸267控制两个夹爪268相互靠近，用于将轴套12夹紧。在通过移动气缸266带动轴套12向下移动，使轴套12与转轴11配合。第四安装架261背部还设置有两个测试件269，轴套12与转轴11装配后通过测试件269进行检测。

下料组件27包括第五安装架271、定位钢条272和导向板273。第五安装架271固定连接在容置架213的末端，第五安装架271顶端具有一斜边，定位钢条272固定在该斜边上。其中，导向板273安装在第五安装架271的一侧，用于将永磁转子10导向至定位钢条272上，使其沿定位钢条272自由下落。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。