CN101330232A - 一种高速电机叠片式转子 - Google Patents

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CN101330232A CNA2008100319609A CN200810031960A CN101330232A CN 101330232 A CN101330232 A CN 101330232A CN A2008100319609 A CNA2008100319609 A CN A2008100319609A CN 200810031960 A CN200810031960 A CN 200810031960A CN 101330232 A CN101330232 A CN 101330232A
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胡国恒
陈震林
陈雷
陈建锋
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Abstract

一种高速电机叠片式转子，其包括由导磁材料硅钢片或导磁性钢板制成的叠片，空心或实心的转轴，叠片两端设有压板，叠片和压板通过拉杆拉紧成一体，叠片和压板设有轴向通风孔，其外圆设有嵌放绕组或导体用的槽，绕组端部通过无纬带或钢箍固定；叠片内孔和转轴外径采用无键过盈配合，压板内孔和转轴外径也采用无键过盈配合，过盈量通过具体的配合和应力计算确定，不同规格的产品有不同的数值。本发明使叠片转子的线速度可达200m/s以上，既降低了转子的铁损耗，又提高了电机的转速，也就是提高了电机的功率密度；同时，与实心转子相比，叠片转子的制造工时和成本亦大大下降。本发明既可适用于高速异步电机，也适用于高速隐极同步电机，无换向器的直流电机。

Description

一种高速电机叠片式转子
技术领域
本发明涉及一种高速电机叠片式转子，尤其是涉及一种适用于变频调速异步电机、高速隐极同步电机或无换向器直流电机叠片式转子。
背景技术
由电机的相关理论可知，在功率不变的情况下，电机的体积与转速几乎成反比例关系，因此，提高电机转速是提高电机功率和减小电机体积的有效途径。然而，由于转子机械强度的限制，电机的极限转速也受到制约，以往电机叠片转子线线速度一般在100m/s以内。当然，也有采用实心整锻转子结构来提高电机转速的(如汽轮发电机)，但实心转子铁损耗(或转子表面损耗)较大，且加工制造工时(特别是齿槽的加工)和成本较叠片转子大大提高，因此，设计高速叠片转子就成了研制高速高性能电机的关键问题；而叠片内孔切向应力往往是限制转速进一步提高的重要因素；此外，转子上其他构件如绕组端部，槽楔等在高速下的应力也得认真考虑。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加工制造较为简单，制造成本较低，铁损耗或转子表面损耗较小的高速电机叠片式转子。
本发明的技术方案是：其包括由导磁材料硅钢片或导磁性钢板制成的叠片，空心或实心的转轴，叠片两端设有压板，叠片和压板通过拉杆拉紧成一体，其外圆设有嵌放绕组或导体用的槽，绕组端部通过无纬带或钢箍固定；叠片内孔和转轴外径采用无键过盈配合，压板内孔和转轴外径也采用无键过盈配合。
叠片内孔和转轴外径过盈量的大小，宜满足热态且过速时叠片孔与转轴配合压力产生的切向应力大于10MP，压板内孔和转轴外径过盈量，要充分利用该材料许用的强度极限，保障热态时压板内孔与转轴的过盈配合在额定转速下能传递电机要求的最大转矩，压板内孔与转轴的分离速度必须超过转子极限转速的1.2倍，冷态极限转速下压板内圆的切向应力不能超过该材料许用的强度极限。具体过盈量通过公知应力计算公式确定。转子临界转速的计算，计算的临界转速宜偏离其额定工作转速15％以上。
叠片和压板可以设有轴向通风孔。
所述压板宜选用高强度钢板制造。
本发明通过叠片内孔和转轴外径采用无键过盈配合，压板内孔和转轴外径也采用无键过盈配合，确定叠片内孔和转轴外径适当的过盈量，使叠片内孔切向应力尽可能降低，解决了叠片材料强度不够的问题；选用高强度压板，且尽可能充分利用该材料许用的强度极限，使其内孔与转轴紧密配合来传递扭矩。
本发明使叠片转子的线速度大大提高，可达200m/s以上，既降低了转子的铁损耗(相对于实心整锻转子而言)，又提高了电机的转速，也就是提高了电机的功率密度；同时，比起实心转子来，叠片转子的制造工时和成本亦大大下降，很适合规模化生产。而电机速度的提高，将使电机的比功率进一步提高，电机的体积重量和成本进一步下降，这种高比功率的电机，在车船航空等移动设施特别是军用设施中应用有着相当重要的意义。
本发明既可适用于高速异步电机，特别是变频调速电机转子，同样也适用于高速隐极同步电机，无换向器(或换向器本身高速问题已解决)的直流电机。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
参照附图，本实施例包括由导磁材料硅钢片或导磁性钢板制成的叠片1，空心或实心的转轴2，叠片1两端设有压板4，叠片1和压板4通过拉杆3拉紧成一体，叠片1和压板4设有轴向通风孔和安装导条用的槽，绕组端部通过无纬带5固定；叠片1内孔和转轴2外径过盈配合，其过盈量为0.030～0.033mm，压板1内孔和转轴2外径也采用过盈配合，其过盈量为0.045～0.048mm，绕组端部无纬带5的厚度为10mm。上述实施例的外圆线速度可达180m/s，电机功率可达2000kW。

Claims (5)

1.一种高速电机叠片式转子，包括由导磁材料硅钢片或导磁性钢板制成的叠片，空心或实心的转轴，叠片两端设有压板，叠片和压板通过拉杆拉紧成一体，其外圆设有嵌放绕组或导体用的槽，绕组端部通过无纬带或钢箍固定，其特征在于，叠片内孔和转轴外径采用无键过盈配合，压板内孔和转轴外径也采用无键过盈配合。
2.如权利要求1所述的高速电机叠片式转子，其特征在于，叠片内孔和转轴外径过盈量的大小满足热态且过速时叠片孔与转轴配合压力产生的切向应力大于10MP，压板内孔和转轴外径过盈量，要利用该材料许用的强度极限，保障热态时压板内孔与转轴的过盈配合在额定转速下能传递电机要求的最大转矩，压板内孔与转轴的分离速度超过转子极限转速的1.2倍，冷态极限转速下压板内圆的切向应力不能超过该材料许用的强度极限。
3.如权利要求1或2所述的高速电机叠片式转子，其特征在于，叠片内孔和转轴外径过盈量0.030～0.033mm，压板内孔和转轴外径过盈量为0.045～0.048mm。
4.如权利要求1或2所述的高速电机叠片式转子，其特征在于，叠片和压板设有轴向通风孔。
5.如权利要求1或2所述的高速电机叠片式转子，其特征在于，转子临界转速的计算，计算的临界转速宜偏离其额定工作转速15％以上。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20081224