外转子永磁同步电机的结构和工艺

王铜成

摘要：随着我国经济水平的提高，我国科学技术水平也得到相应的进步，从而在电机区域很多技术和工艺也得到了大幅度的提高，迎来比较繁荣的景象。在电机水平发展的当下，我们应该在进步的过程中找到优胜点，并且分析还有什么漏洞和缺点以及会出现什么问题，从而才能在这些工艺进程中找到解决的办法，从而弥补漏洞、解决问题。综上，文章将要从现实情况来进行分析，然后从它的结构和工艺水平以及发展速度上进行解析，工艺水平能更好的发展。

关键词：外转子；永磁电机；结构特点；制造工艺

1 前言

永磁电机选用的是具有可以始终存磁的特点的一种原料，当人们发现这种原料可以该领域适应用于该项工业技能，在发现初期一经使用即可被大量地开采、制造和使用。在科技水平和开采水平发展迅猛的今天，制造业水平也得到相应的发展，所以目前我们成功地找到了不仅像前者原料一樣拥有始终存储磁性特点的原料，还找到了同时兼备高矫顽力并且报价比之前还要低的一种原料，于是永磁电机因为它的价格低廉、效能高效而得到重视从而着手制造。

2 工作原理

对照从前的工艺来看，我们发现现在的外转子永磁同步电机还是和从前一样，把磁场当做能量储藏、转换和生产力的生产的工具。然而不同的地方也有很多，比如从前的工艺是励磁绕组中经过电流从而释放能量交织出来磁场，而现在的工艺水平通过科学技术和制造技术的提高以及人们对该工艺的进一步认识和研究，将始终持续贡献磁的能量体建造出来从而制造磁场，这个便是他们二者之间最大的差异。并且正因为我们发现了这个可以始终持续贡献磁的能量体，所以耗损可以忽略不计。同时，由于建造时候使用的材料也与原有的材料不同，无论质量还是重量都减少了其笨重性，所以不仅可以减少耗材，还能够让工作的效率得到提高。

3 结构与特点

从结构上来看，合成当下最热门的电机我们需要定子、转子、端盖等等一系列的零件来合成。从这样的合成部件来看，对照从前的电机，定子被转子所包围的，层次和位置分明，与从前大不一样。而恰好因为这样的结构、层次和位置，才能让电机的能量场更加稳定，工作效率更高，重量更加轻盈，使其具有转动惯量大、散热好且轴向尺寸紧凑等优点。

3.1 定子

定子铁芯和定子绕组加上将前面所述两者加缠绕从而保持稳定不动而使用的零件才可以组成定子，其中定子铁芯的作用是导体，用来能量场的使用，定子绕组的作用是通过电流，用来确定电的转化和途径。如果想提高电机的工作效率并且想要减少整体工作部件的重量，那么就选取更适合和轻便的铁芯，并且在组装的过程中按照一直的经验来组装，避免不必要的损耗和浪费。值得注意的是，铁芯是一定要放在台座里面的，因为这是要用来保证在可调节的领域里电机是可以正常运行的。此外，定子线圈中埋设热敏元件的步骤，是为了可以检测运行的温度。

3.2 转子

转子使用钢板卷制，材料可选20-45钢。转子选取的是镀锌的材料，因为这是要保证材料损耗概率低，使用寿命长，延长整体寿命这样才算是一种不浪费并且同时提高时限的做法。永磁体与转子的链接方式分为三类：内嵌的发放，面贴的方法，还有插入的方法。其中，面贴式因其制造方便，转动惯性小，结构简单等优点在工业上应用最广泛。插入的方法则是因为要通过他的整体布局和他的不对称的特点从而才能产生磁场并且产出能量，于是可以进一步地加大机器的功率和整体的密集度。而嵌入的方法则是密度最大的一种方法，这样才能产出很大的能量，是能量最大的一种。

由于转子的偏心导致气隙磁密的分布不均匀，进一步会引起输出转矩以及转矩波动的变化。此外，气隙磁密的不均匀对于损耗的影响也会非常明显，因此对于转子偏心对电机损耗的影响也将是一个值得关注的问题。虽然静态偏心与动态偏心下气隙磁场在静止状态下磁场分布是一致的，但是电机在动态运行过程中，由于偏心引起的气隙磁密不均匀形式不一样，因此对于损耗的影响也会有一定的差别，本文将从静态偏心与动态偏心两个方面分别对电机内的损耗进行研究。

静态偏心：在永磁伺服电机中，铁心损耗、铜耗、涡流损耗等是电机损耗的主要形式，铁心损耗直接受电机频率及磁密的影响，而且在永磁伺服电机中电机的运行频率相对较高，因此对于铁心损耗的分析具有重要意义。转子涡流损耗直接受电机气隙谐波磁场的影响，那么转子偏心将会直接引起电机涡流损耗的改变，此外转子涡流损耗是影响电机转子温升的关键因素，对于永磁体高温失磁分析以及提高永磁电机可靠性具有重要意义。

与静态偏心不同的是，动态偏心气隙长度的变化随转子旋转而变化，但是从转子角度来看，磁场经历的变化将不如静态偏心变化明显。因为转子任一位置在静态偏心时，其表面的气隙长度将不会发生改变。所以，相对于静态偏心，动态偏心将少了一部分由于气隙长度不同而产生的涡流损耗。由于这一部分涡流损耗的减少，所以动态偏心引起的涡流损耗不如静态偏心引起的涡流损耗明显

3.3 轴承

轴承两端的尺寸选择要相互配合，且轴向定位应用挡圈及压板同定。

4 生产

我们应该在它的发展过程中，对它的制作水平有更高的要求。

4.1 制作的工艺的重点

在对永磁电机的研究过程中，其最重要的一项结构就是转子磁钢结构。因此在磁钢的装配时要求对其合金含量进行严格的控制，保证每极磁通量相等且分布均匀避免转子在运行过程中出现偏差，保障电机的稳定运行。在转子制造过程中，还需要按照相应规定进行安装，保持场地清洁，注意装配尺寸和操作时间。

4.2 制作的工艺的提高

首先，对自身工装夹具进行详尽细致的分析，这一过程不但可以提高外转子永磁同步电机的精准度，对确保电机运转速度符合规定要求密不可分。其次，在电机制造过程中，还要对铝镍钴合金的外形进行二次检查，确保与其他配件粘合无间隙。再次，在制作过程中，所有需要的材料和设备应提前准备好，并保证无故障，这对制造的顺利进行，提高工艺精度都起到不可忽视的作用。

4.3 制作的工艺的安装

制作的工艺的安装步骤对电机的完成也起到了非常重要的作用，在这项工艺的完成进程中，应该提高对合金磁力和磁路的掌控能力，并且将孔隙严格把关，让定子和转子保持一个同心的状态，这样才能完成它的整体布局和安装，让电机的生产没有错误。

4.4 制作的工艺水平的提高

4.4.1 分层式装配工艺

首先，电机副被控变量指数的升高或者降低将会直接导致电机能量、效率、作用、强度等等一系列相关问题都会发生变化，所以对这个指数的掌控能力是十分有必要具备的。技术人员从前的手工操作让他们在该领域具备了相关技能和素质，所以可以通过副控制器来操作所为的变量。对于该项技能，还有相关电子科技来进行辅助，比如控制的变量PLC和、比如PLD，工作人员都可以通过上述两点对其进行操作和改变。

4.4.2 注意事项

因为在操作过程中，每一个阶段都有相应应该遵守的数据和技能特点，如果做错一点或者超出数据的范围，就会使得整个工艺受到问题的侵袭并且没有办法进行之后的弥补和解决。所以在操作过程中，工作技术人员一定要严格按照要求和数据进行操作，避免出现问题。

5 结束语

由于科技水平的发展，外转子永磁同步电机这种依照传统不断更新制造出来的高质量、高要求、高科技的产物在各个相关领域都得到了重视，并且被重点、广泛地使用。

参考文献

[1] 唐任远.现代永磁电机理论与设计[M].北京：机械工业出版社，2015.

[2] 黄明星.新型永磁电机的设计_分析与应用研究[D].杭州：浙江大学，2014.