阅读说明：本技术 电机外转子磁极防护层的成型方法 (Forming method of magnetic pole protective layer of outer rotor of motor ) 是由 李术林 王栋 张世福 于 2019-10-17 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电机外转子磁极防护层的成型方法,该方法利用热膨胀非金属块的热胀冷缩实现注胶需求以及注胶后热膨胀非金属块与磁极防护层的自动脱离,无需使用真空袋膜、脱模布和导流网等辅助注胶部件,不仅简化了注胶前准备工序,大大降低了工作量,能够缩短注胶周期；而且本发明中的成型方法通过控制热膨胀非金属块与环形组件内部之间的压力,使磁极防护层更加紧密且固体传热速度快,可以仅通过一次注胶即可成型高质量的磁极防护层,进一步缩短生产周期。再者,注胶完成后热膨胀非金属块与磁极防护层自然脱离,热膨胀非金属块表面几乎没有残留树脂,大大减少危废料,在降低成本的同时有利于保护环境。(The invention discloses a method for forming a magnetic pole protective layer of an outer rotor of a motor, which realizes the glue injection requirement and the automatic separation of a thermal expansion non-metal block and the magnetic pole protective layer after glue injection by utilizing the thermal expansion and cold contraction of the thermal expansion non-metal block, does not need to use auxiliary glue injection components such as a vacuum bag film, demoulding cloth, a flow guide net and the like, simplifies the preparation process before glue injection, greatly reduces the workload, and can shorten the glue injection period; in addition, the forming method of the invention controls the pressure between the thermal expansion non-metal block and the interior of the annular component, so that the magnetic pole protective layer is more compact and the solid heat transfer speed is high, the high-quality magnetic pole protective layer can be formed only by one-time glue injection, and the production period is further shortened. Moreover, the non-metallic piece of thermal expansion breaks away from with the magnetic pole inoxidizing coating nature after the injecting glue is accomplished, and the non-metallic piece surface of thermal expansion does not have nearly residue resin, and the danger waste material that significantly reduces is favorable to the environmental protection when reduce cost.)

电机外转子磁极防护层的成型方法

技术领域

本发明涉及电机转子磁极防护技术领域，特别涉及一种电机外转子磁极防护层的成型方法。

背景技术

永磁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，其广泛应用于各种发电场所。其中永磁电机的永磁材料磁性是影响永磁电机发电性能的重要因素之一。

永磁电机包括转子体、压条、磁极部件等，转子体一般为柱筒状，预加工好的压条使用螺栓等紧固件安装于转子的内周壁，压条的位置固定后，再将磁极部件沿轴向推至相邻压条之间相应位置，压条的横截面一般为梯形，即压条的两侧壁为梯形斜面，沿径向磁极部件被限位于相邻压条形成的梯形空间内部。磁极部件为永磁材料，永磁材料的主要成分为钕铁硼，钕铁硼中的铁和钕比较容易氧化，引起磁性能变化，故为了尽量避免外界环境对于磁极部件磁性能的影响，一般在磁极部件的表面浇注一层防护覆层，具体工艺详见以下描述。

首先，安装真空袋于磁轭壁的内壁，真空袋与磁轭壁形成模腔，压条、磁极部件被包覆于模腔内部，一般为了后续容易脱膜以及注胶均匀性，还需要铺设脱模布、导流网等部件。其次，利用真空泵对模腔抽真空以使增强材料被压实在压条和磁极部件表面，并引出磁极部件表面和磁轭壁面之间的残余空气，再将粘接剂(树脂类)真空灌注模腔，树脂自模腔一端进入沿轴向向另一端流动的同时浸渍纤维增强材料、填充磁极部件与磁轭壁之间缝隙、磁极部件与压条之间缝隙、覆盖压条以及磁极部件表面，待粘接剂充满整个模腔和空隙、缝隙后，再浸润、浸渍模腔内与固体的接触面以控制固化工艺过程形成树脂基增强材料防护覆盖层。

现有的上述注胶工艺中铺设脱膜布、导流网及真空袋的使用量均比较大，工作量相应比较大，并且胶液留存在各部件表面也比较浪费。

有鉴于此，如何降低磁极防护层的成型工作量，并且降低胶液的浪费，是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

本发明提供一种电机转子总成中磁极防护层的成型方法，该方法包括以下内容：

将至少包括磁极部件、压条、转子三者的零部件组装形成一个外转子环形组件；

将热膨胀非金属块内置于所述环形组件内圈中，所述环形组件待注胶内表面与所述热膨胀非金属块之间形成环形间隙；

将所述环形间隙的下端配置形成注胶口，用于与注胶设备连通，另一端配置形成排气口，用于与抽真空设备连通；

加热所述环形组件及所述热膨胀非金属块至注胶温度，并控制所述注胶设备向所述环形组件待注胶内表面与所述热膨胀非金属块之间注胶，同时控制所述抽真空设备对所述环形间隙进行抽真空；

注胶完成后固化形成磁极防护层后，将热膨胀非金属块及形成有所述磁极防护层的所述环形组件冷却至预定温度，以使所述热膨胀非金属块的外壁自形成的磁极防护层脱离。

本发明所提供的电机转子总成中磁极防护层的成型方法利用热膨胀非金属块的热胀冷缩实现注胶需求以及注胶后热膨胀非金属块与磁极防护层的自动脱离，无需使用真空袋膜、脱模布和导流网等辅助注胶部件，不仅简化了注胶前准备工序，大大降低了工作量，能够缩短注胶周期；而且本发明中的成型方法通过控制热膨胀非金属块与环形组件内部之间的压力，使磁极防护层更加紧密且固体传热速度快，可以仅通过一次注胶即可成型高质量的磁极防护层，进一步缩短生产周期。再者，注胶完成后热膨胀非金属块与磁极防护层自然脱离，热膨胀非金属块表面几乎没有残留树脂，大大减少危废料，在降低成本的同时有利于保护环境。

可选的，所述热膨胀非金属具有以下特性：常温下，所述环形组件待注胶内表面与所述热膨胀非金属块之间形成环形间隙；注胶温度时，所述热膨胀非金属块膨胀，并施加一定压力于所述环形组件内壁以满足注胶需求。

可选的，所述排气口的配置方式具体包括：先将所述环形间隙的上端部使用密封膜密封，然后在所述密封膜上开设所述排气口；其中所述环形间隙的上端部为转子靠近机舱侧磁极部件顶部。

可选的，所述热膨胀非金属块放置于所述环形组件的内圈之前，还对所述热膨胀非金属块的外表面涂覆脱膜剂。

可选的，所述热膨胀非金属块包括四氟乙烯、改性尼龙或聚乙烯中的一者或者几者。

可选的，所述热膨胀非金属块的外表面摩擦系数的范围为0.015-0.2。

可选的，加热所述环形组件及所述热膨胀非金属块至注胶温度，未进行注胶之前，所述环形组件和所述热膨胀非金属块之间的压强值范围为：0.1Mpa-0.2Mpa。

可选的，将所述环形组件和所述热膨胀非金属块维持在所述注胶温度进行烘焙预定时间段，在该烘焙过程中保持所述环形组件和所述热膨胀非金属块之间的压强值处于：0.1Mpa-0.2Mpa。

可选的，注胶时，胶液自所述环形间隙的下部向上进行填充，并且在所述胶液传输至所述注胶口的管道上施加预定压力，所述预定压力大于向所述环形间隙充注树脂的重力值。

可选的，控制充注胶液的时间处于10分钟以内。

可选的，在室温时，所述环形组件待注胶内表面与所述热膨胀非金属块之间间距为6mm-10mm。

附图说明

图1为本发明第一种实施例中电机外转子磁极防护层的成型方法的流程示意图；

图2为本发明所提供的电机外转子磁极防护层的成型方法的流程框图。

其中，图1中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1-转子；2-热膨胀非金属块。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种电机转子总成中磁极防护层的成型方法，该成型方法能够降低磁极防护层的成型工作量，并且大大降低胶液的浪费。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明第一种实施例中电机外转子磁极防护层的成型方法的流程示意图；图2为本发明所提供的电机外转子磁极防护层的成型方法的流程框图。

本发明所提供的电机转子总成至少包括转子1、磁极部件、压条等部件。本文中的转子1主要是指外转子1，压条一般可以使用螺栓等紧固件安装于转子1的内周壁，压条固定后，将磁极部件沿轴向推至相邻压条之间的相应位置，磁极部件为永磁材料，通常为磁钢。

通常为了增加形成磁极防护层的强度，压条和磁钢表面还铺设有一层纤维增强材料。

本发明所提供的电机外转子磁极防护层的成型方法，包括以下内容：

S1、将至少包括磁极部件、压条和转子1三者的零部件组装形成一个外转子环形组件；

如上所述，环形组件在本申请中以电机外转子为例，形成环形组件的零部件还可以包括纤维增强材料，例如玻纤布。

S2、将热膨胀非金属块2内置于环形组件内圈中，环形组件待注胶内表面与热膨胀非金属块2之间形成环形间隙；

优选的实施方式中，热膨胀非金属块2具有以下特性：常温下，环形组件待注胶内表面与所述热膨胀非金属块之间形成环形间隙；处于注胶温度时，热膨胀非金属块2膨胀，以施加一定压力于环形组件内壁以满足注胶需求。

热膨胀非金属块2的膨胀是一种高热膨胀系数的材料，要满足注胶工艺需求包括以下几个性能特点：

第一、热膨胀非金属块2的耐温等级满足工艺中的高温需求，比如磁极防护层成型工艺中的最高温度为65℃，则热膨胀非金属块2需要能够耐受该温度并且在该温度环境下不发生明显的老化。当然不同电机转子总成其磁极防护层成型工艺中的最高温度可能不相同，热膨胀非金属块2的性能参数也会有差异，根据产品和工艺的实际需要，选择出符合实际应用条件的热膨胀非金属块2材料。

第二、热膨胀非金属块2的热膨胀系数应当满足：常温下，热膨胀非金属块2与环形组件之间的第一预定间距能够使热膨胀非金属块2放入环形组件内圈中，当处于注胶温度时，热膨胀非金属块2膨胀，以施加一定压力于所述环形组件内壁以满足注胶需求；

通常一般金属的热膨胀系数在1.2*10^-5/k左右，则经过研究验证发现，该材料需要满足金属膨胀系数的8-10倍以上，这样在其非膨胀状态下装入环形组件内圈会较容易，并且膨胀后与转子1内壁的压力也将容易控制，并且冷却收缩时，收缩量较大，便于卸除工装。

S3、将环形间隙的下端配置形成注胶口，用于与注胶设备连通，另一端配置形成排气口，用于与抽真空设备连通。

具体地，排气口的配置方式可以包括：先将环形间隙的上端部使用密封膜密封，然后在密封膜上开设排气口；其中环形间隙的上端部优选为转子1靠近机舱侧磁极部件的顶部。

相应的，注胶口开设于环形间隙的底部。

本文优选，转子1竖直放置时进行注胶，也就是说，转子1轴向为竖直方向，注胶时，胶液自转子1底部的注胶口流入，自下而上充注环形间隙形成磁极防护层。这样形成的磁极防护层质量比较高，其内部空隙也大大减少，同时可以避免使用时外界水汽或其他腐蚀气体的侵蚀。

S4、加热环形组件及热膨胀非金属块2至注胶温度，并控制注胶设备向环形组件待注胶内表面与热膨胀非金属块2之间注胶，同时控制抽真空设备对环形间隙进行抽真空。

关于抽真空设备本文不做详细描述，为现有技术中的成熟设备。

在充注胶液时，需要控制充注胶液的时间，时间过短，则胶液上升速度过快，会导致胶液中包裹气泡，固化后影响防护效果，时间过长，则胶液会开始交联反应，胶液粘度增大，放出热量，热量会进一步促进胶液交联固化，导致胶液充注困难，充注不完全，所以优选的，控制充注胶液的时间为8分钟-12分钟。

S5、注胶完成后固化形成磁极防护层后，将热膨胀非金属块2及形成有磁极防护层的所述环形组件冷却至预定温度，以使热膨胀非金属块2的外壁与形成的磁极防护层脱离。

也就是说，本发明中的热膨胀非金属块2在温度降低时，其收缩并可以自磁极防护层上脱离。

在一种优选的实施方式中，为了使热膨胀非金属块2能够顺利自磁极防护层上脱离，可以在热膨胀非金属块2放置于所述环形组件的内圈之前，对热膨胀非金属块2的外表面涂覆脱膜剂。脱膜剂可以为膏状，也可以为液体状，只要不影响磁极防护层的形成并且使热膨胀非金属块2与磁极防护层顺利脱离即可。

在另一种具体实施方式中，热膨胀非金属块2的外表面摩擦系数越低，热膨胀非金属块2与磁极防护层越容易脱离，在应用于本申请的外转子注胶工艺中，经过研究验证，本文优选热膨胀非金属块2的外表面摩擦系数的范围为0.015-0.2。

上述各实施例中，热膨胀非金属块2包括四氟乙烯、改性尼龙或聚乙烯中的一者或者几者。

需要说明的是，本文中的室温大约为20℃-22℃。在室温时，环形组件待注胶内表面与所述热膨胀非金属块2之间间距为6mm-10mm，该间隙间距可使工装前期套装工序以及冷却取出热膨胀非金属块2的操作变得简易。

因不同工装材料的膨胀系数和尺寸不同，所以热膨胀非金属块2尺寸与转子1尺寸的间隙值也会有不同，需要根据不同材料进行一些调整，工装尺寸随着转子1的尺寸会发生变化；并且在热膨胀非金属块2的外周壁增加一个或多个O型密封圈作为金属接触面的密封功能，在热膨胀非金属块2受热膨胀后，O型密封圈可用于对环形间隙的辅助密封作用，并且还能够阻挡防护树脂向外流出，O型密封圈放置位置根据注胶的最低位置进行确定，最优的可布置在热膨胀非金属块2外周壁的底部。

在一种优选的实施方式中，上述各实施例注胶时，胶液自环形间隙的下部向上进行填充，并且在胶液传输至注胶口的管道上施加预定压力，预定压力大于向环形间隙充注树脂的重力值。

在一种具体转子1注胶工艺中，注胶的预定压力所产生的压强大约为2个标准大气压。当然，该预定压力可以根据不同转子1进行调整。

这样，可以增加胶液的流动力，以成型高质量的磁极防护层。

加热环形组件及热膨胀非金属块2至注胶温度，未进行注胶之前，环形组件和热膨胀非金属块2之间的压强值范围为：0.1Mpa-0.2Mpa。

具体地，在注胶之前，将可以将环形组件和热膨胀非金属块2维持在注胶温度进行烘焙预定时间段，在该烘焙过程中保持环形组件和热膨胀非金属块2之间的压强值处于：0.1Mpa-0.2Mpa。这样有利于热膨胀非金属块2与环形组件均匀受热，同时也使二者接触均匀，有利于磁极防护层成型质量。

其中，烘焙预定时间段可以根据转子1尺寸、转子1热容、热膨胀非金属的热膨胀率等参数选取，通常为2小时到3小时，当然不局限于上述描述，如果尺寸比较小，烘焙时间可以比较短，如果产品尺寸比较大，烘焙时间可以比较长。烘焙预定时间段主要是让热膨胀非金属施加一定的压力或压强于环形组件的内壁。

从上文描述可以看出，本发明所提供的电机转子总成中磁极防护层的成型方法利用热膨胀非金属块2的热胀冷缩实现注胶需求以及注胶后热膨胀非金属块2与磁极防护层的自动脱离，无需使用真空袋膜、脱模布和导流网等辅助注胶部件，不仅简化了注胶前准备工序，大大降低了工作量，能够缩短注胶周期；而且本发明中的成型方法通过控制热膨胀非金属块2与环形组件内部之间的压力，使磁极防护层更加紧密且固体传热速度快，可以仅通过一次注胶即可成型高质量的磁极防护层，进一步缩短生产周期。再者，注胶完成后热膨胀非金属块2与磁极防护层自然脱离，热膨胀非金属块2表面几乎没有残留树脂，大大减少危废料，在降低成本的同时有利于保护环境。

以上对本发明所提供的电机转子总成中磁极防护层的成型方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。