中小型表面式永磁电机的制造工艺

张俊杰

摘 要：在电机的类型中，永磁电机具有独特的优点，一方面其具有小巧的特点，在使用效率方面也更高，所以在当前的生产中具有更高的使用量。与传统的电机相比较，永磁电机的安装及其结构均有所不同，所以应该加以重视。本文主要介绍了永磁电机的制造工艺，希望在今后的工作中能够起到一定的帮助。

关键词：表面式永磁电机；电机设计；制造工艺

随着我国科学技术水平的提升，永磁材料的应用也越来越广泛。所以永磁电机市场已经成为我国的主要市场之一，应该受到广泛的关注，这是永磁电机得以进一步发展的前提条件。从永磁电机的构成来看，其主要采用的原料为永磁材料励磁，所以相对于其他型号的电机在体积上占有一定的优势，被称为中小型永磁电机。在今后的市场发展中，永磁电机将会具有更加广阔的发展前景以及市场潜质，因此本文将重点对永磁电机的相关问题予以阐述，希望能够有效的提升永磁电机的使用效率。

1 永磁电机的发展现状

在当前的永磁电机制造过程中，首先受到结构类型的影响，分为不同的种类，例如永磁直流电机、永磁无刷电机等，这些电机在生产制造时都会在转子或是定子上增加一个永磁体，根据具体结构类型的不同永磁体的位置也不同。同时，不同的结构又构成了表面式以及内置式的永磁电机。以表面式永磁电机为例，这种类型的永磁电机具有结构简单以及工艺成熟的特点，所以在我国国内的市场中得到广泛的关注，多是以生产制造表面式永磁电机为主。表面使永磁电机在生产制造的过程中，需要保证其具有较大的等效气隙，在电枢反应上也并不会过于强烈，从磁场波形以及电流电压的变化情况来看，并不会出现较大的差异，所以不仅是在我国，国际上也开始着手展开对表面式永磁电机的生产制造。本文中主要介绍了中小型表面式永磁电机的主要制造工艺，这些制造工艺都是当前生产过程中比较常见的。

2 磁钢安装工艺

采用磁钢安装工艺进行安装的过程中，其工作原理是利用专用的工装对磁钢进行定位以及安装，然后将磁钢连接起来，通常情况下需要经过四个主要的步骤。首先是安装前的准备工作，要事先将安装场地清理干净，然后在四周设置起围栏，保证在工作的台面上不含有一丝杂质，安装非导磁支撑架以及其他工具，做好安装前的准备工作，在对磁钢进行检验时，主要是检验其表面是否出现破损，将其极性使用指南针或是特斯拉计测定出来，做好相应的记号。

紧接着对定位块进行安装，在安装时先将电机转子的一端安装在轮毂上，然后使用螺钉进行固定，在表面涂抹一层螺纹紧固胶，从转子工件的划线上来确定定位块的具体位置，并且将磁钢的表面清理干净，检查磁钢的尺寸，是否能够适应其安装空间，防止出现不一致的情况，为磁钢的顺利安装打下重要的基础。在上述磁钢的准备工作完成后，就可以进行磁钢的安装了，因为不同的磁钢小块构成了整个转子，所以在安装时一定要确保与安装图纸相一致，并且在表面确定好N、S的位置，并在磁钢安装面也同时涂抹磁钢专用胶，将磁钢沿定位块形成的安装空间推入至安装位，由于磁钢和转子轮毂间存在吸力，因此松手后磁钢并不会移动。然后安装沿圆周方向相邻一极的极性相反的单块磁钢，方法同上。直到把圆周方向一圈的磁钢安装完成，然后再安装圆周方向下一圈的磁钢。在安装第一圈磁钢的过程中基本没有什么难度，在之后磁钢安装的过程中会由于磁钢之间的作用力而使得磁钢之间存在间隙，此时需用工装将磁钢推入安装空间，使之与先前安装的磁钢轴向无间隙。保持几分钟，待胶固化后即可松开磁钢及工装。

用特斯拉计或者指南针检查安装好的磁钢极性，确保无误后安装转子端板等其他零件。在磁钢装配过程中，应注意以下工艺要点：①磁钢安装面粗糙度不宜过高，否则安装面不挂胶；②磁钢表面镀层的选择；选择易粘接的镀层，一般镀铝磁钢其粘接性能较好；③安装时应特别注意磁钢的极性和安装的顺序，单独沿轴向安装同极性的小块磁钢会导致磁钢同极相斥而难以固定，难度会大很多；④注意劳动保护，避免被磁钢伤害。

3 转子绑扎及烘焙工艺

磁钢安装完成后，仅靠胶的粘接力难以保证电机长期稳定运行，特别是对于转速较高的永磁电机。因此，为提高运行可靠性，一般采用无纬带对安装好磁钢的转子进行绑扎或者采用不锈钢套筒保护。特别是用无纬带绑扎的方法工艺成熟，结构可靠，应用范围较广泛，具体实施过程如下：

（1）预热。首先将安装好磁钢的转子预热至80℃，时间约1h；然后预热无纬带至约40℃，时间约20min。

（2）无纬带绑扎。根据无纬带要求的绑扎张力绑扎转子，绑扎速度以每分钟10～15m为宜，边绑扎边涂抹常温环氧树脂，绑扎结束时应锁紧尾端以防张力损失。用手工绑扎工艺时，应选择含胶量及挥发物较大的无纬带。

（3）转子烘焙。无纬带绑扎完成后即进行转子烘焙，烘焙时有以下几点应特别注意。①烘焙温度。一般钕铁硼磁钢可分为SH、UH、EH系列等，SH系列磁钢在80℃以下可保证退磁曲线为直线，UH系列的磁钢在120℃以下可保证退磁曲线为直线，EH系列的磁钢在180℃以下可保证退磁曲线为直线，因此在对转子烘焙时应根据安装的磁钢牌号选择烘焙温度。以常用的UH系列磁钢为例，，在未装配人定子前，磁钢安装到转子上后工作在开路状态，为保证烘焙温度对磁钢性能不造成影响，转子烘焙温度应不高于120℃。②烘焙时问。由于无纬带一般的固化条件是温度较高时固化时间较短，按照常用的无纬带固化条件，若烘焙温度不高于120℃则一般需要24h以上，因此选择无纬带时应考虑固化温度较低的牌号。③转子保护。一般保温箱内的加热板在箱内下方，温度检测传感器一般在保温箱中上部，靠近加热板附近温度较设定的温度要高，因此为了稳妥起见，转子烘焙之前采用薄钢板包裹转子，提高磁钢的工作点，有效防止退磁。

（4）转子加工。待无纬带完全固化后，将转子外圆车削加工至要求尺寸。

4 动平衡工艺

转子加工完成后需要进行动平衡试验，由于永磁转子的磁性较大，因此在动平衡试验前应清理动平衡机周围的铁屑及导磁工件，避免转子磁吸力对动平衡试验造成影响。此外在校动平衡时转子磁钢为开路状态，若具备条件最好能够在定、转子装配完成后再次进行现场动平衡试验，此时的转子磁钢工作在额定工作点，校正的动平衡状态为电机实际运行时的状态。

结束语

本文对常见的中小型表面式永磁电机的制造工艺和装配工艺进行了介绍，并指出了其工艺要点。实际表明，按照该工艺制造的永磁电机结构可靠，性能优良，可保证长期可靠运行。■

参考文献

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[3]张永平，阮宁生.永磁同步电机磁体装配工艺探讨[J].电机技术，2006（2）：50-51.