[實用新型]環形旋轉熱管冷卻的永磁同步電動機轉子

有效

• 申請號: 201220117244.4
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN202503382U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 趙曉東
• 申請（專利權）人: 趙曉東
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K9/197;H02K9/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是一種環形旋轉熱管冷卻的永磁同步電動機轉子，其涉及一種應用于永磁同步電動機的轉子，特別是涉及一種環形旋轉熱管冷卻的永磁同步電動機轉子。

背景技術

在永磁同步電動機中，由于轉子與定子磁場同步旋轉，常忽略轉子中的渦流損耗。實際上，定子齒槽效應、繞組磁動勢的非正弦分布和繞組中的諧波電流所產生的諧波磁動勢也會在轉子永磁體和轉子磁軛中引起渦流損耗。盡管與定子銅損和鐵損相比，轉子渦流損耗很小，但是，轉子散熱條件不好，渦流損耗可能引起很高的溫升，從而引起永磁體退磁。與小功率電動機所采用的鐵氧體永磁材料相比，大功率電動機所采用的釹鐵硼永磁材料，具有較大的電導率和較低的居里溫度，更容易使永磁同步電動機因永磁體退磁而報廢。

在大功率永磁同步電動機中，一般采用表貼式轉子，瓦片形的永磁體粘貼在轉子表面。其中普通實芯永磁同步電動機轉子，由于轉子磁軛截面積大，所產生的渦流損耗大，已經較少采用了。普通環狀空芯永磁同步電動機轉子，轉子磁軛截面積較小，所產生的渦流損耗也較小，但是轉子永磁體和轉子磁軛所產生的熱量很難通過轉軸傳導。防護等級較高，特別是要求防爆的電動機，其轉子和定子繞組均封閉在密閉的空間中，轉子散熱條件更加惡劣。

發明內容

本發明的目的是克服普通表貼式永磁同步電動機轉子散熱條件不好，容易因永磁體退磁而報廢的缺陷，提供一種環形旋轉熱管冷卻的永磁同步電動機轉子。本發明的實施方案如下：

本發明總的特征是環形旋轉熱管冷卻的永磁同步電動機轉子由轉子焊接件、軸承、永磁體磁鋼、轉子密封環和環形旋轉熱管冷卻器組成。轉子焊接件由轉軸、轉子端板和轉子磁軛焊接在一起，轉子端板焊接在轉軸中間的外表面，轉子磁軛一端與轉子端板的外側焊接，在轉子磁軛外表面依次粘貼若干個永磁體磁鋼，組成轉子磁場。轉子密封環安裝在轉子焊接件上，轉子焊接件兩端各有一個軸承，環形旋轉熱管冷卻器安裝在由轉軸、轉子端板和轉子磁軛組成的環形空間里。

轉軸是圓柱形，一端為輸出軸端，加工有輸出軸鍵槽，轉軸可以是空芯軸，也可以是實芯軸。轉子端板是圓環形，轉子磁軛是圓筒形，永磁體磁鋼為瓦片形。

轉子密封環的截面呈L形，內外表面各有一個凹槽，分別安裝O形密封圈一和O形密封圈二，轉子密封環上的內螺紋孔安裝有緊定螺釘和螺母，把轉子密封環固定在轉軸上，轉子密封環上的密封環套管的內腔用于容納環形旋轉熱管冷卻器的注液口。

環形旋轉熱管冷卻器由左端板、內管、外管、右端板和注液管組成。左端板和右端板是圓環形，右端板上有一個通孔，注液管通過該通孔與右端板焊接在一起。左端板、內管、外管和右端板焊接在一起，形成一個環形空腔，該空腔內加注熱管工作介質后，在壓封處用壓鉗壓扁，并在注液口焊接密封。

環形旋轉熱管冷卻器內加注的熱管工作介質有液態工作介質和氣態工作介質，液態工作介質受熱后汽化為氣態工作介質，氣態工作介質冷卻后冷凝為液態工作介質。環形旋轉熱管冷卻的永磁同步電動機轉子運行時，轉子按照轉子旋轉方向旋轉，內管和外管的軸線與轉子軸線重疊，在離心力的作用下，液態工作介質匯集在外管的內表面，形成工作液池。

環形旋轉熱管冷卻器裝配在轉子焊接件中，永磁體磁鋼和轉子磁軛所產生的熱量傳導到外管的內表面，加熱工作液池，使液態工作介質受熱后汽化為氣態工作介質，氣態工作介質上升至內管的外表面，把熱量傳導到轉軸上，再經過轉軸傳導到其它冷卻裝置，把熱量從永磁同步電動機轉子中排出，避免轉子渦流損耗產生過高的溫升。氣態工作介質在內管的外表面冷凝為液態工作介質，液態工作介質在離心力和液態工作介質液體表面張力的共同作用下，沿著內管的外表面、左端板和右端板的內表面回流到外管內表面的工作液池中，完成一個熱循環。

環形旋轉熱管冷卻器裝配在轉子焊接件中，為了提高熱量傳導的效率，要求外管的外表面與轉子磁軛的內表面緊密接觸，同時要求內管的內表面與轉軸的外表面緊密接觸，對環形旋轉熱管冷卻器和轉子焊接件的加工精度要求較高，妨礙了環形旋轉熱管冷卻的永磁同步電動機轉子的普及應用，可以采用合并零部件的辦法解決此問題。即取消環形旋轉熱管冷卻器的左端板、內管和外管，把左端板合并在轉子焊接件的轉子端板上，把內管合并在轉軸上，把外管合并在轉子磁軛上，之后用合并右端板取代右端板，把合并右端板直接焊接在轉子焊接件中。合并零部件后，由轉子端板、轉軸、轉子磁軛、合并右端板和注液管組成合并后等效環形旋轉熱管冷卻器。