[實用新型]超高速永磁電機

有效

• 申請號: 201920356611.8
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN209731028U
• 公開（公告）日: 2019-12-03
• 發明（設計）人: 高起興;王曉琳;邵陽陽
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K5/173;H02K1/27
• 代理公司: 32204 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)
• 代理人: 柏尚春<國際申請>=<國際公布>=<進入

本實用新型公開了一種超高速永磁電機，包括機殼、設置在機殼中的保護套、芯軸、雙列圓柱滾子軸承，所述保護套中設置有實心永磁體，保護套和芯軸為整體結構，雙列圓柱滾子軸承裝配在芯軸上，其特征在于：所述機殼內壁設置有向內凸起結構，所述雙列圓柱滾子軸承的外壁安裝在所述機殼向內凸起部位的內壁上。本實用新型針對傳統轉子結構的缺陷，提供一種轉子外徑小、同心程度好、旋轉精度高、功率密度高，高速運行性能好的超高速永磁電機。

技術領域

本實用新型涉及電力傳動技術領域，尤其是涉及一種超高速永磁電機。

背景技術

高速電機具有功率密度高、轉動慣量小、可以直接驅動負載等特點，作為高速傳動系統的核心部件，電機的結構、效率、可靠性、精度等決定了高速傳動系統的綜合性能。傳統的高速電機轉子結構主要有表貼式和三段式兩種，分別如圖1和圖2所示。表貼式電機轉子結構由永磁體、芯軸和保護套組成。三段式電機轉子結構由永磁體、保護套和兩個端軸組成，兩個端軸和永磁體通過保護套的過盈配合連接在一起。然而兩種轉子皆有其結構特點帶來的弊端。

表貼式結構主要的弊端有：

1.為了產生相同的磁通量，相對于采用實心永磁結構的轉子，表貼式轉子結構的轉子外徑要更大。轉子外徑的增大將使高速電機轉子強度、風磨損耗、溫升等問題更為突出；

2.由風磨損耗、轉子渦流損耗會引起轉子溫度上升。然而，常用作芯軸的材料，如鈦合金、Inconel718、40CrNiMoA等，其熱膨脹系數均大于常用永磁體材料，如釤鈷和釹鐵硼。因此溫度升高時，表貼式結構永磁體將承受由于芯軸膨脹過快引起額外拉應力，這將使對永磁體的保護更加困難。

三段式結構主要的弊端有：

1.兩側芯軸部材料熱膨脹系數通常高于中間永磁體熱膨脹系數，由風磨損耗、轉子渦流損耗引起溫度升高時，兩側芯軸材料相對于中間永磁體材料膨脹更快，這將造成護套對永磁體保護能力下降；

2.三段式結構中，兩側芯軸和中間永磁體的連接需要保證很高的同心度，對部件加工、裝配要求極高，大大增加了加工、裝配難度。若三段結構裝配精度不高，將嚴重影響電機在高速運行下的性能。

發明內容

發明目的：本實用新型要解決的技術問題是提供一種超高速永磁電機，針對傳統轉子結構的缺陷，提供一種轉子外徑小、同心程度好、旋轉精度高、功率密度高，高速運行性能好的超高速永磁電機。

技術方案：本實用新型所述的超高速永磁電機，包括機殼、設置在機殼中的保護套、芯軸、雙列圓柱滾子軸承，所述保護套中設置有實心永磁體，保護套和芯軸為整體結構，雙列圓柱滾子軸承裝配在芯軸上，所述機殼內壁設置有向內凸起結構，所述雙列圓柱滾子軸承的外壁安裝在所述機殼向內凸起部位的內壁上。

進一步的，所述的雙列圓柱滾子軸承包括外圈、內圈、圓柱滾子和保持架，所述內圈與芯軸配合安裝，所述外圈通過過盈配合或者粘黏在機殼內壁上，所述圓柱滾子安裝在外圈和內圈之間，圓柱滾子側設有保持架。

進一步的，所述的超高速永磁電機為以雙列圓柱滾子軸承為中心的軸向對稱結構，所述保護套兩側裝配有作為機械輸出端口的密封軸。

為了方便將實心永磁體裝配過程中盲孔氣體的排出，并有利于轉子散熱，所述的保護套的內側設置有若干個軸向排氣孔。

進一步的，所述的保護套為空心圓柱形，與所述實心永磁體進行過盈配合。

進一步的，所述保護套與芯軸為整體結構，材料采用inconel 718或鈦合金。

進一步的，所述電機中的定子采用無槽結構，所述電機中的電樞繞組在所述定子內、外側進行環形纏繞。

有益效果：本實用新型具有以下技術效果：