[發明專利]一種高速永磁同步電機轉子

無效

• 申請號: 201110117459.6
• 申請日: 2011-05-09
• 公開（公告）號: CN102185401A
• 公開（公告）日: 2011-09-14
• 發明（設計）人: 李偉力;曹君慈;張曉晨;霍菲陽;張奕黃;沈稼豐;程鵬;邱洪波
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及永磁同步電機轉子。

技術背景

高速永磁電機由于轉速高，電機的功率密度大，其幾何尺寸遠小于輸出功率相同的中低速電機，因此可以有效節約材料；高速電機轉動慣量較小，動態響應較快，而且可以與原動機或負載直接相連，省去傳統的機械變速裝置，降低了噪聲，提高了傳動效率。因此高速永磁電機在分布式供電系統、飛輪儲能、高速磨床、壓縮機、航空方面具有廣闊的應用前景。

高速永磁電機一般工作在每分鐘數萬轉甚至十幾萬轉的高速狀態，在運行中會產生一系列問題，除轉子承受離心力過高、轉軸磨損嚴重等機械問題外，電機內高頻磁場引起定子鐵心附加損耗和轉子渦流損耗大幅度增加，提高了電機內的溫度，降低了永磁體性能；若轉子散熱條件不良，過高的溫度可能導致永磁體不可逆退磁，從而縮短電機壽命。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有高速永磁電機轉子側加保護套時渦流損耗大而導致實心轉子溫升過高，降低了永磁體性能，甚至產生不可逆高溫失磁問題，提供一種高速永磁同步電機轉子結構。

本發明解決其技術問題的技術方案：

一種高速永磁同步電機轉子，該電機轉子包括：轉軸、永磁體、導熱體、轉子保護套。

轉軸為一空心軸；

N個永磁體和一個導熱體構成一個磁極單元；

M個磁極單元構成一對磁極；

1或2對磁極構成磁極環，磁極環環套在轉軸上，轉子保護套套在磁極環的外部；

永磁體和導熱體截面均為扇形；

N為1～3；

M為2～6。

所述的導熱體的材料采用銅、鋁或者合金。

所述的導熱體在與轉軸的配合面上，沿軸向均勻分布三個扇形凸起；

所述的轉軸沿軸向均勻分布扇形孔，與導熱體上的扇形凸起相配合。

所述的導熱體和所述的轉子保護套按其形狀，加工成一體。

本發明和現有技術相比所具有的有益效果：

發明提出的新型高速永磁同步電機轉子結構，改變了常規結構轉子的熱路，由于導熱體采用導熱性能較好的材料，或者與護套材料相同的合金材料，一方面，電機工作時永磁體內部產生熱量可以通過導熱體更容易的傳遞到保護套和氣隙，進而通過定子散熱措施帶走熱量；另一方面，導熱體可以將護套及永磁體的熱量有效快速傳遞到轉軸，通過空心軸孔內空氣與外界熱交換將熱量散失掉。這種結構下，高速永磁同步電機工作時轉子永磁體的溫度大大降低，不僅提高電機運行穩定性，而且延長了永磁體的使用壽命。

附圖說明

圖1為一對磁極四個磁極單元時的高速永磁同步電機轉子三維結構圖。

圖2為圖1的橫截面圖。

圖3為導熱體上帶三個扇形凸起的一對磁極四個磁極單元時的高速永磁同步電機轉子三維結構圖。

圖4為圖3的橫截面圖。

圖5為圖3中的轉軸結構截面圖。

圖6為圖5的A-A剖面圖。

圖7為圖3中的導熱體的主視圖。

圖8為導熱體的左視圖。

圖9導熱體和轉子保護套加工成一體時一對磁極四個磁極單元的高速永磁同步電機轉子三維結構圖。

圖10為圖9的橫截面圖。

圖11為二個永磁體和一個導熱體構成一個磁極單元時一對磁極四個磁極單元的高速永磁同步電機轉子橫截面圖。

圖12為三個永磁體和一個導熱體構成一個磁極單元時一對磁極四個磁極單元的高速永磁同步電機轉子橫截面圖。

圖13為一個永磁體和一個導熱體構成一個磁極單元時一對磁極六個磁極單元的高速永磁同步電機轉子橫截面圖。

圖14為二個永磁體和一個導熱體構成一個磁極單元時一對磁極八個磁極單元的高速永磁同步電機轉子橫截面圖。

圖15為二個永磁體和一個導熱體構成一個磁極單元時兩對磁極四個磁極單元的高速永磁同步電機轉子橫截面圖。

圖16為二個永磁體和一個導熱體構成一個磁極單元時兩對磁極八個磁極單元的高速永磁同步電機轉子橫截面圖。

具體實施方式

結合附圖對本發明作進一步說明。

具體實施方式一：

一種高速永磁同步電機轉子，如圖1和圖2所示，該電機轉子包括：轉軸4、永磁體2、導熱體3、轉子保護套1。

轉軸4為一空心軸；

一個永磁體2和一個導熱體3構成一個磁極單元；

四個磁極單元構成一對磁極；

一對磁極構成磁極環，磁極環環套在轉軸4上，轉子保護套1套在磁極環的外部；

永磁體2和導熱體3截面均為扇形；

所述的導熱體3的材料采用銅。