CN107070027A - 一种高速永磁电机转子结构及电机 - Google Patents

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李纯清
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Abstract

本发明涉及一种高速永磁电机转子结构，其包括转子铁芯、永磁体、转子护套、转子风扇、限位导条，转子铁芯沿圆周方向均布一层V形永磁体安装槽，V形永磁体安装槽的开口面向定子，转子铁芯轴向两端设有端板Ⅰ和端板Ⅱ，在转子铁芯一侧的端板Ⅰ外侧设有转子风扇，转子端板Ⅰ和端板Ⅱ的材质为不导磁的不锈钢或其他高强度不导磁材料。本发明通过在V型磁极两端设有不导磁的限位导条，起到了限定永磁体在槽内位置的作用；永磁体沿轴向和径向分为多块，减少了永磁体上涡流的产生，同时也降低了永磁体在槽内受到的应力；通过设置减重孔和风扇，不但减少了转子的重量，同时增加了空气冷却通道。本发明还涉及一种包括这种高速永磁电机转子结构的电机。

Description

一种高速永磁电机转子结构及电机
技术领域
本发明涉及电机领域，具体涉及一种高速永磁电机转子结构及电机。
背景技术
随着环境与能源危机等问题的日益严重，高效节能的电气设备成为发展趋势，由此极大的促进了高功率密度、高效率的稀土永磁同步电机的发展。而在车载领域，由于空间和重量的限制,要求永磁电机的外形尺寸小、重量轻，因此越来越多的车载永磁电机开始采用高速永磁电机，高速永磁电机与普通永磁电机的本质区别就在于转子结构。申请号为CN201510267300.0的《一种表贴式高速永磁电机的永磁体固定结构》公开了一种表贴式转子结构，包括转子铁芯、永磁体、转子护套、转轴，所述的永磁体为瓦片形式，安装在转子铁芯表面，转子护套热套在永磁体表面。该方案的永磁体为瓦片形，不适用于加工性能较差的钐钴永磁体，转子工作温度不能很高；该方案的转子铁芯采用与转轴为一体的实心转子，高频运行时容易产生较大的涡流损耗，提高转子温升。
申请号为CN201510968846.9的《组合磁极式内置径向V型永磁同步电机》公开了一种转子结构，转子磁极为一层或多层嵌入式V型永磁体结构；转子磁极包括两个稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极，V型永磁体安装槽每条斜坡通道内均嵌入1个稀土永磁磁极和1个铁氧体永磁磁极；同一斜坡通道内的两个磁极均为与该斜坡通道垂直方向的平行充磁，且充磁方向相同；充磁方向同时向V字型内部或同时向V字型外部。此方案需要安装两种永磁体，每个磁极需要开两组V形槽，结构复杂，工艺性差；其中由于铁氧体的剩磁较小使得气隙磁密的幅值变小，使电机的输出能力下降；另外，该方案中的转子外面没有护套，当采用硅钢片铁芯时，高速运行时的转子强度无法保证。
发明内容
本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种转子温升低、磁极结构简单的高速永磁电机转子结构及电机。
本发明的技术方案是：一种高速永磁电机转子结构，其包括转子铁芯、永磁体、转子护套，转子护套设置在转子铁芯外圆，还包括转子风扇、限位导条，转子铁芯沿圆周方向均布一层V形永磁体安装槽，V形永磁体安装槽的开口面向定子，所述V形永磁体安装槽截面为梯形，所述永磁体为矩形，安装在V形状永磁体安装槽内，在V形永磁体安装槽内的永磁体两端的三角形区域均设有限位导条用于限定永磁体在安装槽内的位置，转子铁芯轴向两端设有端板Ⅰ和端板Ⅱ，在转子铁芯一侧的端板Ⅰ外侧设有转子风扇，所述转子端板Ⅰ和端板Ⅱ的材质为不导磁的不锈钢或其他高强度不导磁材料。
优选的，所述转子铁芯沿轴向设有减重孔，减重孔的位置和形状是依据磁场的分布来设置的。
优选的，为了降低永磁体的涡流损耗和永磁体受到的应力，所述永磁体沿轴向分为两段或两段以上。
优选的，为了降低永磁体的涡流损耗和永磁体受到的应力，所述永磁体沿径向分为两段或两段以上。
优选的，为了降低永磁体的涡流损耗和永磁体受到的应力，所述永磁体沿轴向和径向均分为两段或两段以上。
优选的，还包括端部塞块，在转子风扇侧的转子端板Ⅰ上设有与V形状永磁体安装槽相匹配塞块安装槽，所述端部塞块设置在塞块安装槽内。
优选的，所述塞块是通过高强度胶粘牢在塞块安装槽内，且风扇叶片将塞块轴向压紧。
优选的，所述端板Ⅰ和端板Ⅱ还设有与转子铁芯减重孔相一致的减重孔。
为了便于转子浸漆，所述限位导条沿轴向在接触永磁体的一面设有浸漆孔，所述限位块也设有与限位导条浸漆孔相匹配的浸漆孔。
所述转子风扇的叶片数量为转子磁极数量的2倍。
所述转子铁芯内部的间隙采用真空压力浸漆的方式用高温漆将磁钢的间隙填满。
本发明还涉及一种电机，其包括高速永磁电机转子结构，所述高速永磁电机转子结构为上述所述的高速永磁电机转子结构。
本发明的有益技术效果是，通过在V型磁极两端设有不导磁的限位导条，起到了限定永磁体在槽内位置的作用；永磁体沿轴向和径向分为多块，减少了永磁体上涡流的产生，同时也降低了永磁体在槽内受到的应力，防止永磁体破碎；通过设置减重孔和风扇，不但减少了转子的重量，同时增加了空气冷却通道，大大降低了转子的温升。
附图说明
图1为本发明实施例结构示意图；
图2为本发明实施例的A-A剖视图；
图3为限位导条径向结构示意图；
图4为限位导条轴向结构示意图；
图5为转子风扇径向结构示意图；
图6为转子风扇轴向结构示意图；
图7为塞块径向结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照附图，一种高速永磁电机转子结构，其包括转子铁芯4、永磁体6、转子护套5，转子护套5设置在转子铁芯4外圆，还包括转子风扇1、限位导条10，转子铁芯沿圆周方向均布一层V形永磁体安装槽，V形永磁体安装槽的开口面向定子，所述V形永磁体安装槽截面为梯形，所述永磁体6为矩形，安装在V形状永磁体安装槽内，在V形永磁体安装槽内的永磁体6两端的三角形区域均设有限位导条10用于限定永磁体6在安装槽内的位置，转子铁芯4轴向两端设有端板Ⅰ3和端板Ⅱ7，在转子铁芯4一侧的端板Ⅰ3外侧设有转子风扇1，所述转子端板Ⅰ3和端板Ⅱ7的材质为不导磁的不锈钢或其他高强度不导磁材料，所述转子铁芯4沿轴向设有减重孔11，减重孔11的位置和形状是依据磁场的分布来设置的，为了降低永磁体6的涡流损耗和永磁体6受到的应力，所述永磁体6沿轴向分为五段以上，沿径向分为四段，该电机转子结构还包括拉紧螺杆8、转轴9、端部塞块2，在转子风扇1侧的转子端板Ⅰ3上设有与V形状永磁体安装槽相匹配塞块安装槽，所述端部塞块2设置在塞块安装槽内，所述塞块2是通过高强度胶粘牢在塞块安装槽内，且风扇叶片将塞块2轴向压紧，所述端板Ⅰ3和端板Ⅱ7还设有与转子铁芯4的减重孔11相一致的减重孔。
本发明为了便于转子浸漆，所述限位导条10沿轴向在接触永磁体6的一面设有浸漆孔，所述限位块也设有与限位导条10浸漆孔相匹配的浸漆孔，所述转子风扇1的叶片数量为转子磁极数量的2倍，所述转子铁芯内部的间隙采用真空压力浸漆的方式用高温漆将磁钢的间隙填满。
本发明在V型磁极两端设有不导磁的限位导条10，起到了限定永磁体6在槽内位置的作用；永磁体6沿轴向和径向分为多块，减少了永磁体6上涡流的产生，同时也降低了永磁体6在槽内受到的应力，防止永磁体6破碎；通过设置减重孔11和转子风扇1，不但减少了转子的重量，同时增加了空气冷却通道，大大降低了转子的温升。
以上只是本发明的一种实施方式，一个优选示范例。本发明申请请求保护的范围并不只限于所述实施方式。凡与本实施例等效的技术方案均属于本发明的保护范围。
本发明还涉及一种电机，其包括高速永磁电机转子结构，所述高速永磁电机转子结构为上述所述的高速永磁电机转子结构。

Claims (19)

1.一种高速永磁电机转子结构，其包括转子铁芯、永磁体、转子护套，转子护套设置在转子铁芯外圆，其特征在于，还包括转子风扇、限位导条，转子铁芯沿圆周方向均布一层V形永磁体安装槽，V形永磁体安装槽的开口面向定子，所述V形永磁体安装槽截面为梯形，所述永磁体为矩形，安装在V形状永磁体安装槽内，在V形永磁体安装槽内的永磁体两端的三角形区域均设有限位导条用于限定永磁体在安装槽内的位置，转子铁芯轴向两端设有端板Ⅰ和端板Ⅱ，在转子铁芯一侧的端板Ⅰ外侧设有转子风扇，所述转子端板Ⅰ和端板Ⅱ的材质为不导磁的不锈钢或其他高强度不导磁材料。
2.根据权利要求1所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述转子铁芯沿轴向设有减重孔，减重孔的位置和形状是依据磁场的分布来设置的。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述永磁体沿轴向分为两段或两段以上。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述永磁体沿径向分为两段或两段以上。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述永磁体沿轴向和径向均分为两段或两段以上。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，还包括端部塞块，在转子风扇侧的转子端板Ⅰ上设有与V形状永磁体安装槽相匹配塞块安装槽，所述端部塞块设置在塞块安装槽内。
7.根据权利要求5所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，还包括端部塞块，在转子风扇侧的转子端板Ⅰ上设有与V形状永磁体安装槽相匹配塞块安装槽，所述端部塞块设置在塞块安装槽内。
8.根据权利要求6所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述塞块是通过高强度胶粘牢在塞块安装槽内，且风扇叶片将塞块轴向压紧。
9.根据权利要求7所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述塞块是通过高强度胶粘牢在塞块安装槽内，且风扇叶片将塞块轴向压紧。
10.根据权利要求8所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述端板Ⅰ和端板Ⅱ还设有与转子铁芯减重孔相一致的减重孔。
11.根据权利要求9所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述端板Ⅰ和端板Ⅱ还设有与转子铁芯减重孔相一致的减重孔。
12.根据权利要求10所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述限位导条沿轴向在接触永磁体的一面设有浸漆孔，所述限位块也设有与限位导条浸漆孔相匹配的浸漆孔。
13.根据权利要求11所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述限位导条沿轴向在接触永磁体的一面设有浸漆孔，所述限位块也设有与限位导条浸漆孔相匹配的浸漆孔。
14.根据权利要求1或权利要求2所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述转子风扇的叶片数量为转子磁极数量的2倍。
15.根据权利要求13所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述转子风扇的叶片数量为转子磁极数量的2倍。
16.根据权利要求14所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述转子风扇的叶片数量为转子磁极数量的2倍。
17.根据权利要求15所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述转子铁芯内部的间隙采用真空压力浸漆的方式用高温漆将磁钢的间隙填满。
18.根据权利要求16所述的一种高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述转子铁芯内部的间隙采用真空压力浸漆的方式用高温漆将磁钢的间隙填满。
19.一种电机，其包括高速永磁电机转子结构，所述高速永磁电机转子结构为上述任一权利要求所述的高速永磁电机转子结构。
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