[發(fā)明專利]一種應用于高溫環(huán)境下的超高速永磁同步電機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110077628.1
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN112865461B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設計）人: 褚?guī)浘?/a>;梁得亮;賈少峰;梁陽;王浩
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K1/14;H02K1/272;H02K1/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 馬貴香

本發(fā)明公開了一種應用于高溫環(huán)境下的超高速永磁同步電機。該電機采用內爪極定子拓撲結構，由多個爪極定子單元模塊構成。該結構在每一個定子鐵心單元模塊的中間開設有腔體，腔體的截面沿著轉軸的軸向逐漸改變，因為該定子鐵心單元模塊結構的特殊性，本發(fā)明采用了軟磁復合材料(SMC)，SMC是一種由粉末冶金技術制造，主要組成部分為表面包裹絕緣材料的純鐵顆粒的新型軟磁材料，經過模具壓制后再進行熱處理可以制造出所需形狀，制造工藝簡單、加工成本低，適用于本發(fā)明的特殊腔體結構，本發(fā)明提供了一種能在極端環(huán)境下長期可靠運行的超高速永磁電機，包括新型的定子結構型式、環(huán)形繞組結構型式等，拓寬超高速永磁電機的結構型式以及應用領域。

【技術領域】

本發(fā)明屬于高速永磁電機技術領域，具體涉及一種應用于高溫環(huán)境下的超高速永磁同步電機。

【背景技術】

高速永磁電機具有高功率密度、高效率、轉速范圍寬以及體積小等優(yōu)點，廣泛應用于微型燃氣輪機、離心式空氣壓縮機、飛輪儲能、新能源分布式發(fā)電等領域。

此外，隨著國家航空航天技術、國防科技、極地深海探測等領域的快速發(fā)展，高速永磁電機以其優(yōu)異的特性同樣扮演著非常重要的角色。然而，這些工作場合要求電機具備在高溫、低溫或真空等惡劣環(huán)境下長期可靠運行的能力。

因此，極端的環(huán)境溫度和有限的空間尺寸等給高速永磁電機的設計研究工作提出了極大的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內容】

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種應用于高溫環(huán)境下的超高速永磁同步電機，以解決現(xiàn)有技術中的永磁同步電機難以適應高溫、低溫或真空等惡劣環(huán)境的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案予以實現(xiàn)：

一種應用于高溫環(huán)境下的超高速永磁同步電機，包括轉軸，所述轉軸上環(huán)繞有三個定子鐵心單元模塊，每一個定子鐵心單元模塊中開設有腔體，所述腔體的截面沿著轉軸的軸向逐漸改變，所述腔體內設置有環(huán)形繞組；

所述定子鐵心單元模塊和轉軸之間設置有永磁體；所述定子鐵心單元模塊的材料為軟磁復合材料；

所述定子鐵心單元包括環(huán)形主體，環(huán)形主體內側壁上設置有兩個凸出部分，兩個凸出部分沿著環(huán)形主體的周向等分，且相對設置；

每一個凸出部分包括一個徑向凸出部分和一個軸向凸出部分，徑向凸出部分沿著環(huán)形主體的內壁設置，徑向部分的外弧邊和環(huán)形主體的內壁一體連接，徑向凸出部分的內弧邊和軸向凸出部分的底部一體連接，軸向凸出部分沿著環(huán)形主體的軸線凸出，軸向凸出部分的上表面分為三部分，中間部分的高度高于兩邊部分的高度。

本發(fā)明的進一步改進在于：

優(yōu)選的，所述定子鐵心單元模塊為爪極型式。

優(yōu)選的，所述永磁體分為三部分，每一個部分的永磁體和一個定子鐵心單元模塊對應。

優(yōu)選的，每一部分的永磁體粘貼在轉軸上。

優(yōu)選的，相鄰部分的永磁體之間設置有第二隔磁材料。

優(yōu)選的，所述永磁體和定子鐵心單元模塊之間設置有護套。

優(yōu)選的，每一個定子鐵心單元模塊相對于其相鄰的定子鐵心單元模塊，沿轉軸的周向旋轉120°。

優(yōu)選的，相鄰的定子鐵心單元模塊之間設置有第一隔磁材料。

優(yōu)選的，所述環(huán)形繞組為全局環(huán)形繞組。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：