Avanco开发压装式CFRP转子套筒，无需胶黏剂固定

德国Avanco Composites开发了一种采用压装（press-fitting）方式安装的碳纤维增强聚合物（CFRP）转子保持套筒，用于高速永磁电机转子中永磁体的固定。

该公司与德国WEKA Elektrowerkzeuge合作完成了相关项目验证。根据Avanco公布的信息，这种CFRP套筒在装配过程中不需要使用胶黏剂固定，也不会引入额外的热应力，可应用于汽车、工业以及航空航天领域的高速转子。

压装产生预紧力，防止高速旋转时永磁体脱离

在永磁电机高速运行过程中，随着转速升高，安装在转子上的永磁体需要承受较大的离心力。因此，需要通过保持结构将磁体可靠约束在转子上。

碳纤维复合材料套筒也被称为转子绑带（rotor bandage）或转子缠绕层（rotor wrap），其主要作用就是将永磁体保持在转子表面，抵抗高速旋转产生的离心作用。

Avanco此次采用的是其专有的压装工艺。

根据公司介绍，套筒压装到转子后能够产生较高的预紧力（preload），从而固定永磁体，并防止其在高速旋转状态下发生脱离。

这一安装过程不需要通过加热产生装配条件，因此不会在装配过程中引入额外的热应力。同时，CFRP套筒也不依赖胶黏剂进行固定。

Avanco表示，该设计适用于直径30-300毫米的转子。

为什么高速转子使用碳纤维复合材料套筒？

除了提供机械约束外，碳纤维复合材料本身的一些特性也使其被用于高速永磁电机的转子保持套筒。

与金属合金套筒相比，碳纤维复合材料的电导率较低，有助于限制电磁激励产生的涡流损耗。

另一个因素是套筒壁厚。

较薄的复合材料套筒有助于减小转子与定子之间的气隙（air gap）。这一间隙会直接影响电机的功率密度，因此转子套筒除了需要承受高速旋转状态下的载荷，其厚度也是电机设计需要考虑的因素。

压装与直接缠绕是两种主要制造路线

目前CFRP转子保持套筒主要存在两种制造方式。

一种是首先制造并固化独立的复合材料套筒，然后通过**压装或过盈装配（press-fit / shrink-fit）**将其安装到转子上。Avanco采用的就是这一技术路线。

另一种方式则是将复合材料直接缠绕到转子表面（direct winding），使复合材料保持层直接在转子上形成。

这两种技术路线也已经成为行业研究和比较的对象。

2025年，由德国AZL Aachen GmbH牵头、15家公司参与的一项基准研究，对压装式和直接缠绕式转子套筒进行了比较，研究范围同时涉及热固性和热塑性碳纤维复合材料。

参与该项目的企业包括Toray Carbon Fibers Europe和Toyota Motor Europe。目前后续项目正在推进，重点是在生产条件下进一步验证相关性能。

热塑性CFRP转子套筒也在推进

除了Avanco采用的预制套筒压装路线，热塑性复合材料也正在被用于转子保持套筒的开发。

Trelleborg Sealing Solutions开发了一种碳纤维/PEEK转子套筒，采用**自动铺丝（Automated Fiber Placement，AFP）与原位固结（in situ consolidation）**工艺制造。

该工艺通过一步式覆绕（one-step overwinding）直接形成套筒。根据原始资料引用的报道，这种工艺能够制造出比热固性复合材料或钢制套筒更薄的结构。

这也反映出目前CFRP转子套筒在材料和制造工艺上的不同发展方向：既包括Avanco采用的预制CFRP套筒压装，也包括直接缠绕，以及结合AFP和原位固结技术的热塑性复合材料制造路线。

对于高速永磁电机而言，这些技术最终都围绕一个核心问题——在高速旋转产生的离心载荷下可靠保持永磁体，同时兼顾套筒厚度、电磁性能以及装配制造方式。