[發(fā)明專利]一種小型高速電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)

有效

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• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111668955B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設計）人: 丁樹業(yè);陳少先;申淑鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 南京師范大學
• 主分類號: H02K1/32
• 分類號: H02K1/32;H02K9/06;H02K1/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

本發(fā)明公開了一種小型高速電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括：轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子鐵芯，還包括：通風通道，從所述轉(zhuǎn)子鐵芯的一個端面往轉(zhuǎn)子鐵芯的另一個端面貫穿設置所述轉(zhuǎn)子鐵芯；第一風刺和第三風刺，設置在轉(zhuǎn)子鐵芯的兩端，由既具有離心作用、又具有軸流作用的葉片組成；第二風刺，設置在轉(zhuǎn)子鐵芯的中部，由具有離心作用的葉片組成；所述第一風刺和第三風刺的軸流方向均為沿軸向由電機外部指向電機內(nèi)部的所述通風通道；第一軸流風扇和第二軸流風扇，安裝在轉(zhuǎn)軸上且正對所述通風通道設置。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及電機結(jié)構(gòu)，具體涉及一種小型高速電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對能源和環(huán)境問題越來越重視，因此，對于高效率和高功率密度的高速電機的研究已然成為熱點。而由于永磁電機具有效率高、調(diào)速范圍廣、功率因素大等眾多優(yōu)點，因此其在高速電機領域更受青睞。但是，高轉(zhuǎn)速的同時也給永磁電機帶來了一系列的問題，尤其對于轉(zhuǎn)子方面。

小型高速電機的轉(zhuǎn)子在運行時會帶來較高的損耗，但其散熱面積卻較小，因此會引起較高的溫升。當轉(zhuǎn)子的溫度過高時，可能會引起永磁體的不可逆退磁問題而導致電機報廢。因此需要對小型高速電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，從而提高其散熱能力。

在現(xiàn)有技術(shù)中，高速電機轉(zhuǎn)子通風結(jié)構(gòu)通常是在軸向上開平行與轉(zhuǎn)軸的通風通道以及在轉(zhuǎn)子端部集成離心式風刺，在電機工作時，外界空氣由通風通道進入轉(zhuǎn)子內(nèi)從而進行熱傳遞，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子的通風冷卻。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題：首先，電機轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)過程中，會改變空氣的流動方向，如果通風通道始終平行于轉(zhuǎn)軸，會使空氣很難進入轉(zhuǎn)子內(nèi)部，導致電機內(nèi)部熱量無法快速地傳遞出去；其次，如果在端部僅集成離心式風刺，空氣進入電機內(nèi)部后，會在風刺的作用下離心發(fā)散，將會減少進入轉(zhuǎn)子內(nèi)部的風量；再者，由于電機軸向中部位置熱量通常會很高，如果不對其轉(zhuǎn)子軸向中部位置通風結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，會引起溫升過高的問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種小型高速電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，是一種自散熱式結(jié)構(gòu)，不需要外界設備來進行冷卻，從而節(jié)約了資源。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種小型高速電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括：轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)子鐵芯，還包括：

通風通道，從所述轉(zhuǎn)子鐵芯的一個端面往轉(zhuǎn)子鐵芯的另一個端面貫穿設置所述轉(zhuǎn)子鐵芯；

第一風刺，設置在轉(zhuǎn)子鐵芯的一端，由既具有離心作用、又具有軸流作用的葉片組成；

第二風刺，設置在轉(zhuǎn)子鐵芯的中部，由具有離心作用的葉片組成；

第三風刺，設置在轉(zhuǎn)子鐵芯的另一端，由既具有離心作用、又具有軸流的葉片組成；

所述第一風刺和第三風刺的軸流方向均為沿軸向由電機外部指向電機內(nèi)部的所述通風通道；

第一軸流風扇，安裝在轉(zhuǎn)軸上位于所述第一風刺的前端，且正對所述通風通道設置；

第二軸流風扇，安裝在轉(zhuǎn)軸上位于所述第三風刺的后端，且正對所述通風通道設置。

所述通風通道的軸線方向與轉(zhuǎn)軸的軸線方向之間具有夾角α。

所述夾角α的角度為5°~20°。

所有風刺均與轉(zhuǎn)子鐵芯上的通風通道交錯分布。

所述第一風刺和第三風刺均由六片相同的，既有離心作用、又有軸流作用的葉片組成。

所述轉(zhuǎn)子鐵芯的中部設有環(huán)槽，所述環(huán)槽內(nèi)設置所述第二風刺，第二風刺由六片相同的、具有離心作用的葉片組成。

所述通風通道包括六個，六個通風通道沿轉(zhuǎn)子鐵芯周向均勻分布。

所述轉(zhuǎn)子鐵芯為銅鑄結(jié)構(gòu)。