外轉子永磁同步電機的結構和工藝

王銅成

摘要：隨著我國經濟水平的提高，我國科學技術水平也得到相應的進步，從而在電機區域很多技術和工藝也得到了大幅度的提高，迎來比較繁榮的景象。在電機水平發展的當下，我們應該在進步的過程中找到優勝點，并且分析還有什么漏洞和缺點以及會出現什么問題，從而才能在這些工藝進程中找到解決的辦法，從而彌補漏洞、解決問題。綜上，文章將要從現實情況來進行分析，然后從它的結構和工藝水平以及發展速度上進行解析，工藝水平能更好的發展。

關鍵詞：外轉子；永磁電機；結構特點；制造工藝

1 前言

永磁電機選用的是具有可以始終存磁的特點的一種原料，當人們發現這種原料可以該領域適應用于該項工業技能，在發現初期一經使用即可被大量地開采、制造和使用。在科技水平和開采水平發展迅猛的今天，制造業水平也得到相應的發展，所以目前我們成功地找到了不僅像前者原料一樣擁有始終存儲磁性特點的原料，還找到了同時兼備高矯頑力并且報價比之前還要低的一種原料，于是永磁電機因為它的價格低廉、效能高效而得到重視從而著手制造。

2 工作原理

對照從前的工藝來看，我們發現現在的外轉子永磁同步電機還是和從前一樣，把磁場當做能量儲藏、轉換和生產力的生產的工具。然而不同的地方也有很多，比如從前的工藝是勵磁繞組中經過電流從而釋放能量交織出來磁場，而現在的工藝水平通過科學技術和制造技術的提高以及人們對該工藝的進一步認識和研究，將始終持續貢獻磁的能量體建造出來從而制造磁場，這個便是他們二者之間最大的差異。并且正因為我們發現了這個可以始終持續貢獻磁的能量體，所以耗損可以忽略不計。同時，由于建造時候使用的材料也與原有的材料不同，無論質量還是重量都減少了其笨重性，所以不僅可以減少耗材，還能夠讓工作的效率得到提高。

3 結構與特點

從結構上來看，合成當下最熱門的電機我們需要定子、轉子、端蓋等等一系列的零件來合成。從這樣的合成部件來看，對照從前的電機，定子被轉子所包圍的，層次和位置分明，與從前大不一樣。而恰好因為這樣的結構、層次和位置，才能讓電機的能量場更加穩定，工作效率更高，重量更加輕盈，使其具有轉動慣量大、散熱好且軸向尺寸緊湊等優點。

3.1 定子

定子鐵芯和定子繞組加上將前面所述兩者加纏繞從而保持穩定不動而使用的零件才可以組成定子，其中定子鐵芯的作用是導體，用來能量場的使用，定子繞組的作用是通過電流，用來確定電的轉化和途徑。如果想提高電機的工作效率并且想要減少整體工作部件的重量，那么就選取更適合和輕便的鐵芯，并且在組裝的過程中按照一直的經驗來組裝，避免不必要的損耗和浪費。值得注意的是，鐵芯是一定要放在臺座里面的，因為這是要用來保證在可調節的領域里電機是可以正常運行的。此外，定子線圈中埋設熱敏元件的步驟，是為了可以檢測運行的溫度。

3.2 轉子

轉子使用鋼板卷制，材料可選20-45鋼。轉子選取的是鍍鋅的材料，因為這是要保證材料損耗概率低，使用壽命長，延長整體壽命這樣才算是一種不浪費并且同時提高時限的做法。永磁體與轉子的鏈接方式分為三類：內嵌的發放，面貼的方法，還有插入的方法。其中，面貼式因其制造方便，轉動慣性小，結構簡單等優點在工業上應用最廣泛。插入的方法則是因為要通過他的整體布局和他的不對稱的特點從而才能產生磁場并且產出能量，于是可以進一步地加大機器的功率和整體的密集度。而嵌入的方法則是密度最大的一種方法，這樣才能產出很大的能量，是能量最大的一種。

由于轉子的偏心導致氣隙磁密的分布不均勻，進一步會引起輸出轉矩以及轉矩波動的變化。此外，氣隙磁密的不均勻對于損耗的影響也會非常明顯，因此對于轉子偏心對電機損耗的影響也將是一個值得關注的問題。雖然靜態偏心與動態偏心下氣隙磁場在靜止狀態下磁場分布是一致的，但是電機在動態運行過程中，由于偏心引起的氣隙磁密不均勻形式不一樣，因此對于損耗的影響也會有一定的差別，本文將從靜態偏心與動態偏心兩個方面分別對電機內的損耗進行研究。

靜態偏心：在永磁伺服電機中，鐵心損耗、銅耗、渦流損耗等是電機損耗的主要形式，鐵心損耗直接受電機頻率及磁密的影響，而且在永磁伺服電機中電機的運行頻率相對較高，因此對于鐵心損耗的分析具有重要意義。轉子渦流損耗直接受電機氣隙諧波磁場的影響，那么轉子偏心將會直接引起電機渦流損耗的改變，此外轉子渦流損耗是影響電機轉子溫升的關鍵因素，對于永磁體高溫失磁分析以及提高永磁電機可靠性具有重要意義。

與靜態偏心不同的是，動態偏心氣隙長度的變化隨轉子旋轉而變化，但是從轉子角度來看，磁場經歷的變化將不如靜態偏心變化明顯。因為轉子任一位置在靜態偏心時，其表面的氣隙長度將不會發生改變。所以，相對于靜態偏心，動態偏心將少了一部分由于氣隙長度不同而產生的渦流損耗。由于這一部分渦流損耗的減少，所以動態偏心引起的渦流損耗不如靜態偏心引起的渦流損耗明顯

3.3 軸承

軸承兩端的尺寸選擇要相互配合，且軸向定位應用擋圈及壓板同定。

4 生產

我們應該在它的發展過程中，對它的制作水平有更高的要求。

4.1 制作的工藝的重點

在對永磁電機的研究過程中，其最重要的一項結構就是轉子磁鋼結構。因此在磁鋼的裝配時要求對其合金含量進行嚴格的控制，保證每極磁通量相等且分布均勻避免轉子在運行過程中出現偏差，保障電機的穩定運行。在轉子制造過程中，還需要按照相應規定進行安裝，保持場地清潔，注意裝配尺寸和操作時間。

4.2 制作的工藝的提高

首先，對自身工裝夾具進行詳盡細致的分析，這一過程不但可以提高外轉子永磁同步電機的精準度，對確保電機運轉速度符合規定要求密不可分。其次，在電機制造過程中，還要對鋁鎳鈷合金的外形進行二次檢查，確保與其他配件粘合無間隙。再次，在制作過程中，所有需要的材料和設備應提前準備好，并保證無故障，這對制造的順利進行，提高工藝精度都起到不可忽視的作用。

4.3 制作的工藝的安裝

制作的工藝的安裝步驟對電機的完成也起到了非常重要的作用，在這項工藝的完成進程中，應該提高對合金磁力和磁路的掌控能力，并且將孔隙嚴格把關，讓定子和轉子保持一個同心的狀態，這樣才能完成它的整體布局和安裝，讓電機的生產沒有錯誤。

4.4 制作的工藝水平的提高

4.4.1 分層式裝配工藝

首先，電機副被控變量指數的升高或者降低將會直接導致電機能量、效率、作用、強度等等一系列相關問題都會發生變化，所以對這個指數的掌控能力是十分有必要具備的。技術人員從前的手工操作讓他們在該領域具備了相關技能和素質，所以可以通過副控制器來操作所為的變量。對于該項技能，還有相關電子科技來進行輔助，比如控制的變量PLC和、比如PLD，工作人員都可以通過上述兩點對其進行操作和改變。

4.4.2 注意事項

因為在操作過程中，每一個階段都有相應應該遵守的數據和技能特點，如果做錯一點或者超出數據的范圍，就會使得整個工藝受到問題的侵襲并且沒有辦法進行之后的彌補和解決。所以在操作過程中，工作技術人員一定要嚴格按照要求和數據進行操作，避免出現問題。

5 結束語

由于科技水平的發展，外轉子永磁同步電機這種依照傳統不斷更新制造出來的高質量、高要求、高科技的產物在各個相關領域都得到了重視，并且被重點、廣泛地使用。

參考文獻

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[2] 黃明星.新型永磁電機的設計_分析與應用研究[D].杭州：浙江大學，2014.