CN104917318A - 一种高速永磁电机转子的护套 - Google Patents
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Abstract
一种高速永磁电机转子的护套，所述高速永磁电机包括永磁体和转轴，所述永磁体贴于转轴上，所述高速永磁电机转子的护套将所述永磁体紧密地固定在所述转轴上；所述护套的材料为不导磁的合金，所述护套为筒状结构，筒状结构的筒壁上开有均匀分布的凹槽；所述护套用于降低转子的涡流损耗并散热。凹槽一方面减少合金护套体积，一方面阻断大面积涡流的形成，可有效地降低合金护套中的涡流损耗。合金护套跟随永磁转子高速运转时回驱动气隙空气，形成强烈的紊流，直接带走永磁转子产生的热量，改善高速永磁转子的散热条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种高速永磁电机转子的护套。
背景技术
现有技术的永磁电机由于采用磁能积高的稀土永磁材料作励磁，与传统电机相比，高速永磁电机具有更高的功率密度，更高的可靠性，以及更小的尺寸比等优势，近年来引起业界极大兴趣和广泛研究。这种类型的电机有许多工业应用，如压缩机，真空泵，涡轮发电机，飞轮储能系统，钻孔工具，摩擦焊接设备等。在这些高速工业单元中，省去了变速箱中间环节，应用直接与电机的转轴连接，不仅缩小了设备体积，而且提高了设备的传动效率和系统可靠性。考虑到机械制造的困难，高速永磁电机转子通常采用永磁体表贴式磁路结构，为保护永磁体增强永磁转子的机械强度，通常采用高强度合金或者纤维护套结构，与同功率规格传统电机相比，高速永磁电机的转子损耗密度更大，转子冷却散热更困难。纤维护套涡流损耗较小甚至没有但是热的非良导体，合金护套涡流损耗较大但是热的良导体，高导电率的合金护套还对高频磁场起到屏蔽的作用，减少永磁体中的涡流损耗。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提出一种新型高速永磁电机转子合金护套结构，解决高速永磁转子抑制涡流损耗和改善冷却散热方面的需求，推动永磁电机向高速化和高功率密度化方向发展。
本发明提供的技术方案为：
一种高速永磁电机转子的护套，所述高速永磁电机包括永磁体和转轴，所述永磁体贴于转轴上，所述高速永磁电机转子的护套将所述永磁体紧密地固定在所述转轴上；所述护套的材料为不导磁的合金，所述护套为筒状结构，筒状结构的筒壁上开有均匀分布的凹槽；所述护套用于降低转子的涡流损耗并散热。
优选的是，位于筒壁上的凹槽为不通透的凹槽。
优选的是，位于筒壁上的凹槽为通透的凹槽。
优选的是，筒壁上的所述凹槽的分布状况为：相邻的两排或两列的凹槽均位于同一条直线上。
优选的是，筒壁上的所述凹槽的分布状况为：相邻的两排或两列的凹槽错开一段距离。
优选的是，错开的距离为：其中一排或一列的凹槽位于相邻的一排或一列的凹槽的中间。
优选的是，所述护套的材料为Inconel718或钛合金。
优选的是，所述凹槽内涂有环氧树脂胶，使得所述护套具有光滑的表面。
本发明的有益效果：本发明的护套的筒状壁上有凹槽，凹槽一方面减少合金护套体积和面积，一方面阻断大面积涡流的形成，可有效地降低合金护套中的涡流损耗。当凹槽中没有填充物时，合金护套跟随永磁转子高速运转时会驱动气隙空气，形成强烈的紊流，直接带走永磁转子产生的热量，从而改善高速永磁转子的散热条件。当凹槽中有填充物时，转子外部形成稳定的层流，带走转子的热量，用户可根据实际情况和发热量选择相应的结构和凹槽的深度。
附图说明
图1为本发明的转子与护套结合的结构示意图；
图2为本发明的转子与护套结合的剖面图；
图3为本发明的护套结构示意图(凹槽通透呈矩阵式排列)；
图4为本发明的护套结构示意图(凹槽不完全通透呈矩阵式排列)；
图5为本发明的护套结构示意图(凹槽通透呈间隔式排列)
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种高速永磁电机转子的护套，所述高速永磁电机包括永磁体2和转轴1，所述永磁体2贴于转轴1上，所述高速永磁电机转子的护套3将所述永磁体2紧密地固定在所述转轴1上；所述护套3的材料为不导磁的合金，所述护套3为筒状结构，筒状结构的筒壁上开有均匀分布的凹槽4；所述护套3用于降低转子的涡流损耗并散热。位于筒壁上的凹槽可以为不通透的凹槽4，也可以是通透的凹槽4。凹槽均匀分布的原则是：相邻的两排或两列的凹槽4均位于同一条直线上，形成n*m列的矩阵或方阵，或者相邻的两排或两列的凹槽4错开一定的距离，其中一排或一列的凹槽4位于相邻的一排或一列的凹槽的中间，即间隔一排或一列的凹槽4相同，这样的结构使得空气紊流更强烈，冷却效果更好。均匀排列主要是防止产生不平衡的应力进而使定子产生抖动或者造成用于冷却的气流窝风。护套3常用Inconel718和钛合金等高强度和非导磁性的特种合金。
本发明特别适合于表贴式永磁转子磁路结构，永磁体2粘贴在导磁转轴1表面，合金护套3热装在永磁体2上，过盈产生的预紧力可以有效保护永磁体2免受离心损坏。合金护套3可均布凹槽4，凹槽4的形状是多样的，如跑道形、矩形、方形和圆形；凹槽深度可选，如浅槽、深槽或通槽，当凹槽4为非通透的凹槽时可避免永磁体直接暴露在高频电枢磁场作用之下；凹槽4可以是平行分布也可以交叉分布；凹槽4可以选择填充非导电物质如环氧树脂系胶结剂，填充树脂胶使得护套表面更光滑，减少电机的风啸声；凹槽4的存在，一方面减少合金护套体积，一方面阻断大面积涡流的形成，可有效地降低合金护套中的涡流损耗。当凹槽中没有填充物时，合金护套跟随永磁转子高速运转时回驱动气隙空气，形成强烈的紊流，直接带走永磁转子产生的热量，改善高速永磁转子的散热条件。
Claims (8)
1.一种高速永磁电机转子的护套，所述高速永磁电机包括永磁体和转轴，所述永磁体贴于转轴上，其特征在于：
所述高速永磁电机转子的护套将所述永磁体紧密地固定在所述转轴上；
所述护套的材料为不导磁的合金，所述护套为筒状结构，筒状结构的筒壁上开有均匀分布的凹槽；
所述护套用于降低转子的涡流损耗并散热。
2.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子的护套，其特征在于：
位于筒壁上的凹槽为不通透的凹槽。
3.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子的护套，其特征在于：
位于筒壁上的凹槽为通透的凹槽。
4.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子的护套，其特征在于：
筒壁上的所述凹槽的分布状况为：相邻的两排或两列的凹槽均位于同一条直线上。
5.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子的护套，其特征在于：
筒壁上的所述凹槽的分布状况为：相邻的两排或两列的凹槽错开一段距离。
6.根据权利要求5所述的高速永磁电机转子的护套，其特征在于：
错开的距离为：其中一排或一列的凹槽位于相邻的一排或一列的凹槽的中间。
7.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子的护套，其特征在于：
所述护套的材料为Inconel718或钛合金。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的高速永磁电机转子的护套，其特征在于：
所述凹槽内涂有环氧树脂胶，使得所述护套具有光滑的表面。
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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