[發(fā)明專利]一種磁懸浮高速異步電機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110504658.6
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN113315301A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鐘仁志;袁軍
• 申請（專利權(quán)）人: 鑫磊壓縮機股份有限公司
• 主分類號: H02K7/00
• 分類號: H02K7/00;H02K7/09;H02N15/00;H02K17/32;F16C3/02
• 代理公司: 杭州恒翌專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33298
• 代理人: 王從友

本發(fā)明涉及磁懸浮電機領(lǐng)域，尤其涉及一種磁懸浮高速異步電機。該電機包括機殼、定子、電機軸、徑向軸承和軸向軸承；電機軸包括第一軸段、分別位于第一軸段兩端外側(cè)的兩個第二軸段和分別位于第二軸段兩端外側(cè)的兩個第三軸段；第一軸段內(nèi)部設(shè)置有永磁體，第一軸段表面設(shè)置有覆銅層，并且第一軸段與定子驅(qū)動端相銜接；第二軸段和第三軸段分別與軸向軸承支撐端和徑向軸承支撐端相銜接。該電機通過在轉(zhuǎn)子表面設(shè)置覆銅層而不需要設(shè)置護套，提高高速電機轉(zhuǎn)速和功率、電機的散熱性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁懸浮電機領(lǐng)域，尤其涉及一種磁懸浮高速異步電機。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)的需求，磁懸浮高速電機已成為國際電工領(lǐng)域研究的熱點之一。由于磁懸浮高速電機具有能量密度高、結(jié)構(gòu)尺寸小、效率高等優(yōu)點，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于微型燃氣輪機、高速離心壓縮機、分子泵、高速加工中心、飛輪儲能等工業(yè)領(lǐng)域，并且其應(yīng)用范圍仍在不斷擴大。磁懸浮電機在工作過程中，電機轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性是保證電機平穩(wěn)、高效運行的關(guān)鍵。電機轉(zhuǎn)子的永磁體的磁性能、轉(zhuǎn)子本身的動平衡性都直接影響磁懸浮電機的工作性能。

中國發(fā)明專利申請（公開號CN108988534B，公開日：20200619）公開了一種高速永磁電機轉(zhuǎn)子及其加工方法，包括轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸由左至右包括第一軸體，第二軸體和第三軸體，所述第一軸體和第三軸體上均熱套且緊密配合有磁浮軸承傳感器轉(zhuǎn)子組裝件、磁浮軸承傳感器轉(zhuǎn)子硅鋼片、磁浮軸承轉(zhuǎn)子組裝件和磁浮軸承轉(zhuǎn)子硅鋼片，第二軸體上套設(shè)有轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯外周設(shè)置有表貼式永磁體，所述永磁體的外周包覆有碳纖維護套。本發(fā)明所述轉(zhuǎn)子整體結(jié)構(gòu)緊密、可靠；抗徑向拉力和切向應(yīng)力能力強；有效地保護永磁電機中的永磁體；散熱能力強；本發(fā)明所述的加工方法能通過不同步驟間的緊密配合可以合理高效得實現(xiàn)對高質(zhì)量的高速永磁電機轉(zhuǎn)子的加工。

現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：傳統(tǒng)高速電機為永磁電機，磁鋼外表需要護套，在高轉(zhuǎn)速大功率的軸系內(nèi)會受力學(xué)性能限制。護套的材料普遍采用碳纖維和鎳基合金，導(dǎo)熱性能一般，磁鋼在護套內(nèi)部工作溫度難以導(dǎo)出，降低磁鋼的使用壽命。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：針對上述問題，提出通過在轉(zhuǎn)子表面設(shè)置覆銅層而不需要設(shè)置護套，提高高速電機轉(zhuǎn)速和功率、電機的散熱性能的一種磁懸浮高速異步電機覆銅轉(zhuǎn)子。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案：

一種磁懸浮高速異步電機，該電機包括機殼、定子、電機軸、徑向軸承和軸向軸承；電機軸包括第一軸段、分別位于第一軸段兩端外側(cè)的兩個第二軸段和分別位于第二軸段兩端外側(cè)的兩個第三軸段；第一軸段內(nèi)部設(shè)置有永磁體，第一軸段表面設(shè)置有覆銅層，并且第一軸段與定子驅(qū)動端相銜接；第二軸段和第三軸段分別與軸向軸承支撐端和徑向軸承支撐端相銜接。

作為優(yōu)選，兩個第二軸段和兩個第三軸段都沿著第一軸段軸向?qū)ΨQ分布。

作為優(yōu)選，覆銅層包括位于中部的下凹部和位于兩側(cè)的凸起部，下凹部與定子驅(qū)動端寬度相同。

作為優(yōu)選，第二軸段圓柱直徑小于第一軸段圓柱直徑，在第二軸段與第一軸段連接位置的第一軸段外端面形成第一軸肩；第三軸段圓柱直徑小于第二軸段圓柱直徑，在第三軸段與第二軸段連接位置的第二軸段外端面形成第二軸肩；第一軸肩和第二軸肩都為導(dǎo)磁面，并且第一軸肩和第二軸肩分別與軸向軸承的定子磁路支撐端相銜接。

作為優(yōu)選，第二軸段與第三軸段之間通過斜面過渡連接。

作為優(yōu)選，第三軸段外表面設(shè)置有徑向磁軸承轉(zhuǎn)子組件，徑向磁軸承轉(zhuǎn)子組件與徑向軸承的磁路支撐端相銜接。

作為優(yōu)選，電機軸還包括第四軸段，兩個第四軸段分別位于兩個第三軸段外側(cè)；第四軸段外表面熱套有軸向相互堆疊貼合的沖片，并且第四軸段上的沖片與軸向傳感器感應(yīng)端相銜接。

作為優(yōu)選，電機軸還包括第五軸段，兩個第五軸段分別位于兩個第四軸段外側(cè)，并且第五軸段外表面與非磁徑向軸承內(nèi)圈相配合。