中小型表面式永磁電機的制造工藝

張俊杰

摘 要：在電機的類型中，永磁電機具有獨特的優點，一方面其具有小巧的特點，在使用效率方面也更高，所以在當前的生產中具有更高的使用量。與傳統的電機相比較，永磁電機的安裝及其結構均有所不同，所以應該加以重視。本文主要介紹了永磁電機的制造工藝，希望在今后的工作中能夠起到一定的幫助。

關鍵詞：表面式永磁電機；電機設計；制造工藝

隨著我國科學技術水平的提升，永磁材料的應用也越來越廣泛。所以永磁電機市場已經成為我國的主要市場之一，應該受到廣泛的關注，這是永磁電機得以進一步發展的前提條件。從永磁電機的構成來看，其主要采用的原料為永磁材料勵磁，所以相對于其他型號的電機在體積上占有一定的優勢，被稱為中小型永磁電機。在今后的市場發展中，永磁電機將會具有更加廣闊的發展前景以及市場潛質，因此本文將重點對永磁電機的相關問題予以闡述，希望能夠有效的提升永磁電機的使用效率。

1 永磁電機的發展現狀

在當前的永磁電機制造過程中，首先受到結構類型的影響，分為不同的種類，例如永磁直流電機、永磁無刷電機等，這些電機在生產制造時都會在轉子或是定子上增加一個永磁體，根據具體結構類型的不同永磁體的位置也不同。同時，不同的結構又構成了表面式以及內置式的永磁電機。以表面式永磁電機為例，這種類型的永磁電機具有結構簡單以及工藝成熟的特點，所以在我國國內的市場中得到廣泛的關注，多是以生產制造表面式永磁電機為主。表面使永磁電機在生產制造的過程中，需要保證其具有較大的等效氣隙，在電樞反應上也并不會過于強烈，從磁場波形以及電流電壓的變化情況來看，并不會出現較大的差異，所以不僅是在我國，國際上也開始著手展開對表面式永磁電機的生產制造。本文中主要介紹了中小型表面式永磁電機的主要制造工藝，這些制造工藝都是當前生產過程中比較常見的。

2 磁鋼安裝工藝

采用磁鋼安裝工藝進行安裝的過程中，其工作原理是利用專用的工裝對磁鋼進行定位以及安裝，然后將磁鋼連接起來，通常情況下需要經過四個主要的步驟。首先是安裝前的準備工作，要事先將安裝場地清理干凈，然后在四周設置起圍欄，保證在工作的臺面上不含有一絲雜質，安裝非導磁支撐架以及其他工具，做好安裝前的準備工作，在對磁鋼進行檢驗時，主要是檢驗其表面是否出現破損，將其極性使用指南針或是特斯拉計測定出來，做好相應的記號。

緊接著對定位塊進行安裝，在安裝時先將電機轉子的一端安裝在輪轂上，然后使用螺釘進行固定，在表面涂抹一層螺紋緊固膠，從轉子工件的劃線上來確定定位塊的具體位置，并且將磁鋼的表面清理干凈，檢查磁鋼的尺寸，是否能夠適應其安裝空間，防止出現不一致的情況，為磁鋼的順利安裝打下重要的基礎。在上述磁鋼的準備工作完成后，就可以進行磁鋼的安裝了，因為不同的磁鋼小塊構成了整個轉子，所以在安裝時一定要確保與安裝圖紙相一致，并且在表面確定好N、S的位置，并在磁鋼安裝面也同時涂抹磁鋼專用膠，將磁鋼沿定位塊形成的安裝空間推入至安裝位，由于磁鋼和轉子輪轂間存在吸力，因此松手后磁鋼并不會移動。然后安裝沿圓周方向相鄰一極的極性相反的單塊磁鋼，方法同上。直到把圓周方向一圈的磁鋼安裝完成，然后再安裝圓周方向下一圈的磁鋼。在安裝第一圈磁鋼的過程中基本沒有什么難度，在之后磁鋼安裝的過程中會由于磁鋼之間的作用力而使得磁鋼之間存在間隙，此時需用工裝將磁鋼推入安裝空間，使之與先前安裝的磁鋼軸向無間隙。保持幾分鐘，待膠固化后即可松開磁鋼及工裝。

用特斯拉計或者指南針檢查安裝好的磁鋼極性，確保無誤后安裝轉子端板等其他零件。在磁鋼裝配過程中，應注意以下工藝要點：①磁鋼安裝面粗糙度不宜過高，否則安裝面不掛膠；②磁鋼表面鍍層的選擇；選擇易粘接的鍍層，一般鍍鋁磁鋼其粘接性能較好；③安裝時應特別注意磁鋼的極性和安裝的順序，單獨沿軸向安裝同極性的小塊磁鋼會導致磁鋼同極相斥而難以固定，難度會大很多；④注意勞動保護，避免被磁鋼傷害。

3 轉子綁扎及烘焙工藝

磁鋼安裝完成后，僅靠膠的粘接力難以保證電機長期穩定運行，特別是對于轉速較高的永磁電機。因此，為提高運行可靠性，一般采用無緯帶對安裝好磁鋼的轉子進行綁扎或者采用不銹鋼套筒保護。特別是用無緯帶綁扎的方法工藝成熟，結構可靠，應用范圍較廣泛，具體實施過程如下：

（1）預熱。首先將安裝好磁鋼的轉子預熱至80℃，時間約1h；然后預熱無緯帶至約40℃，時間約20min。

（2）無緯帶綁扎。根據無緯帶要求的綁扎張力綁扎轉子，綁扎速度以每分鐘10～15m為宜，邊綁扎邊涂抹常溫環氧樹脂，綁扎結束時應鎖緊尾端以防張力損失。用手工綁扎工藝時，應選擇含膠量及揮發物較大的無緯帶。

（3）轉子烘焙。無緯帶綁扎完成后即進行轉子烘焙，烘焙時有以下幾點應特別注意。①烘焙溫度。一般釹鐵硼磁鋼可分為SH、UH、EH系列等，SH系列磁鋼在80℃以下可保證退磁曲線為直線，UH系列的磁鋼在120℃以下可保證退磁曲線為直線，EH系列的磁鋼在180℃以下可保證退磁曲線為直線，因此在對轉子烘焙時應根據安裝的磁鋼牌號選擇烘焙溫度。以常用的UH系列磁鋼為例，，在未裝配人定子前，磁鋼安裝到轉子上后工作在開路狀態，為保證烘焙溫度對磁鋼性能不造成影響，轉子烘焙溫度應不高于120℃。②烘焙時問。由于無緯帶一般的固化條件是溫度較高時固化時間較短，按照常用的無緯帶固化條件，若烘焙溫度不高于120℃則一般需要24h以上，因此選擇無緯帶時應考慮固化溫度較低的牌號。③轉子保護。一般保溫箱內的加熱板在箱內下方，溫度檢測傳感器一般在保溫箱中上部，靠近加熱板附近溫度較設定的溫度要高，因此為了穩妥起見，轉子烘焙之前采用薄鋼板包裹轉子，提高磁鋼的工作點，有效防止退磁。

（4）轉子加工。待無緯帶完全固化后，將轉子外圓車削加工至要求尺寸。

4 動平衡工藝

轉子加工完成后需要進行動平衡試驗，由于永磁轉子的磁性較大，因此在動平衡試驗前應清理動平衡機周圍的鐵屑及導磁工件，避免轉子磁吸力對動平衡試驗造成影響。此外在校動平衡時轉子磁鋼為開路狀態，若具備條件最好能夠在定、轉子裝配完成后再次進行現場動平衡試驗，此時的轉子磁鋼工作在額定工作點，校正的動平衡狀態為電機實際運行時的狀態。

結束語

本文對常見的中小型表面式永磁電機的制造工藝和裝配工藝進行了介紹，并指出了其工藝要點。實際表明，按照該工藝制造的永磁電機結構可靠，性能優良，可保證長期可靠運行。■

參考文獻

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