CN107425632A - 高速永磁电机转子及高速永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高速永磁电机转子及高速永磁电机，涉及电机制造技术领域。高速永磁电机转子包括：转子铁心；磁钢，磁钢的数量为多个，多个磁钢沿转子铁心的轴线方向以及周向分段布置于转子铁心的外表面；屏蔽层，包裹于磁钢的外表面且与磁钢过盈配合；保护套外层，包裹于屏蔽层的外表面；和密封部，用于填充磁钢的极间间隙且将处于整个高速永磁电机转子的两端的磁钢的端面密封。高速永磁电机包括定子铁心和上述高速永磁电机转子，高速永磁电机转子安装于定子铁心所围合的空间内。高速永磁电机转子及高速永磁电机解决了一般电机转子具有的涡流损耗大、温升高、散热能力差、刚度低的问题，生产制造更为方便高效，更加能够适应如今的使用需求。
Description
技术领域
本发明涉及电机制造技术领域，具体而言，涉及一种高速永磁电机转子及高速永磁电机。
背景技术
高速电机通常是指转速超过10000r/min的电机，而一般说来，我们所熟悉的鼠笼转子异步电机、实心转子异步电机、线绕转子同步电机、永磁电机、感应子电机、开关磁阻电机等均可应用于高速场合。
其中，高速永磁电机有着效率和功率密度高的优势，应用潜力极大。
在高速永磁电机得到越来越普遍的运用的今天，却存在这样的问题：
电机转子作为高速永磁电机的重要部件，其加工工艺繁琐而费时，不利于电机的生产制造，也就更加无法适应现如今越来越大的高速永磁电机使用需求。
此外，现有的电子转子对永磁体的性能要求高，这就带来了成本的增加，也是不利于生产的，并且生产的产品可能会因为永磁体的问题而导致磁屏蔽性能不佳。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速永磁电机转子，其能够利于提高生产效率，解决一般转子的涡流损耗大、温升高、散热能力差、刚度低的问题。
本发明的另外一个目的在于提供一种高速永磁电机，其包括上述高速永磁电机转子，其具有该高速永磁电机转子的全部特性。
本发明的实施例是这样实现的：
本发明的实施例提供了一种高速永磁电机转子，包括：
转子铁心；
磁钢，所述磁钢的数量为多个，多个所述磁钢沿所述转子铁心的轴线方向以及周向分段布置于所述转子铁心的外表面；
屏蔽层，包裹于所述磁钢的外表面且与所述磁钢过盈配合；
保护套外层，包裹于所述屏蔽层的外表面；和
密封部，用于填充所述磁钢的极间间隙且将处于整个所述高速永磁电机转子的两端的所述磁钢的端面密封。
具体的，高速永磁电机转子以其简单的结构减少了反复的生产安装工序，提高了生产效率。并且以其紧凑的整体配合以及适当的选材，解决了一般转子的涡流损耗大、温升高、散热能力差、刚度低的问题。
另外，根据本发明的实施例提供的高速永磁电机转子，还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的可选实施例中，所述屏蔽层的厚度为0.01-2mm。
在本发明的可选实施例中，所述保护套外层为合金带材，所述保护套外层以缠绕的方式包裹于所述屏蔽层的外表面。
在本发明的可选实施例中，所述密封部包括第一密封部和第二密封部，所述第一密封部填充于所述磁钢的极间间隙且使得多个所述磁钢相互之间固定，所述第二密封部将处于整个所述高速永磁电机转子的两端的所述磁钢的端面密封。
在本发明的可选实施例中，所述第二密封部的厚度为1-5mm。
在本发明的可选实施例中，所述密封部由密封胶构成。
在本发明的可选实施例中，所述屏蔽层为铜材料。
在本发明的可选实施例中，所述屏蔽层为铝材料。
本发明的实施例提供了一种高速永磁电机，包括定子铁心和上述任一项的高速永磁电机转子，所述高速永磁电机转子安装于所述定子铁心所围合的空间内。
具体的，通过使用上述的高速永磁电机转子，高速永磁电机的性能更加优良，并且在制造过程中更加节省时间成本，提高生产效益。
在本发明的可选实施例中，所述高速永磁电机还包括用于降温的水套，所述水套套设于所述定子铁心的外部。
本发明的有益效果是：
综上所述，本发明的高速永磁电机转子，通过简单而实用的结构解决了一般电机转子所具有的涡流损耗大、温升高、散热能力差、刚度低的问题。并且其简单而优良的结构及选材，简化了一般电机转子的保护套结构，减少生产工序，可以使得生产制造更为方便高效，进而提高了采用该高速永磁电机转子的高速永磁电机的生产效率，保质又保量地提高了产能。
同时，高速永磁电机通过使用高速永磁电机转子，结合水套，其整体性能也更加稳定且优异，更加能够适应如今的使用需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明的实施例1提供的高速永磁电机转子的轴向剖视图；
图2为本发明的实施例1提供的高速永磁电机转子的径向示意图；
图3为本发明的实施例2提供的高速永磁电机的示意图；
图4为图3所示的水套的示意图。
图标：100-高速永磁电机转子；10-转子铁心；30-磁钢；50-屏蔽层；70-保护套外层；80-第一密封部；81-第二密封部；200-定子铁心；210-水套；2101-换热通道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“外”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参照图1和图2，本实施例提供了一种高速永磁电机转子100，包括：
转子铁心10；
磁钢30，磁钢30的数量为多个，多个磁钢30沿转子铁心10的轴线方向以及周向分段布置于转子铁心10的外表面；
屏蔽层50，包裹于磁钢30的外表面且与磁钢30过盈配合；
保护套外层70，包裹于屏蔽层50的外表面；和
密封部，用于填充磁钢30的极间间隙且将处于整个高速永磁电机转子100的两端的磁钢30的端面密封。
其中，磁钢30是采用粘贴的方式布置于转子铁心10的外表面。
其中，屏蔽层50的厚度为0.01-2mm。考虑到加工的便利性，本实施例的屏蔽层50的厚度优选为2mm。
在本实施例中，保护套外层70为合金带材，保护套外层70以缠绕的方式包裹于屏蔽层50的外表面。
屏蔽层50可以为铜质也可以为铝质等金属材料。在本实施例中，屏蔽层50的材质优选为铜材料。
详细的，密封部包括第一密封部80和第二密封部81。第一密封部80填充于磁钢30的极间间隙且使得多个磁钢30相互之间固定，第二密封部81将处于整个高速永磁电机转子100的两端的磁钢30的端面密封。
进一步的，第二密封部81的厚度为1-5mm。为了更好地控制尺寸，优选1mm、2mm、3mm、4mm和5mm这样的整数的尺寸来作为第二密封部81的构建时的厚度。
为了实现磁钢30之间的填充以及两端磁钢30的端面密封，本实施例的密封部由密封胶构成，通过灌封的方式完成第一密封部80和第二密封部81的构建。使得构建出来的密封部能够稳定，保障转子的整体结构稳定。
本实施例的原理是：
通过将磁钢30在转子铁心10的外表面分段布置，可以在轴向和径向都起到抑制磁钢30的内部涡流的作用，同时，分段后的磁钢30也能避免在磁钢30内径处造成应力集中的不良影响。
磁钢30的极间间隙间有密封胶填充而成的第一密封部80，这样可以防止磁钢30之间的相互窜动，从而避免磁钢30相互间碰撞引起损伤或者失磁等不良后果，保障整个高速永磁电机转子100的整体结构稳定。
进一步的，在两端的磁钢30的端面灌封密封胶，形成1-5mm厚的第二密封部81。这样一方面可以进一步防止磁钢30窜动，起到轴向固定作用，提高磁钢30与转子铁心10之间的连接的稳定性，一方面还可以将磁钢30与外部隔离，以避免两端的磁钢30在生产过程或者工作过程中受损。
进一步的，屏蔽层50是铜材料，在整个高速永磁电机转子100工作时，高速运转的高速永磁电机转子100在铜质的屏蔽层50产生涡流，而涡流的去磁效应可以实现对磁钢30的保护。
铜质的屏蔽层50还具有良好的导热能力，可以在高速永磁电机转子100工作时结合较高的转速，快速地将热量传导出去，使得高速永磁电机转子100整体的温升不明显。
并且，铜质的屏蔽层50整体结构并不复杂，制造时也更容易量产。铜质的屏蔽层50的质地也相对磁钢30而言更软，采用过盈配合的方式，装配更加快速，还有利于避免在生产装配时损伤磁钢30，这就更利于装配速度的提高，生产的要求更低，而质量却更有保障。
而为了使屏蔽层50能够发挥效用，在屏蔽层50外表面采用合金带材缠绕成了保护套外层70，以免质地较软的铜质屏蔽层50损坏。
考虑到导热性能和本身质地要比磁钢30软，铝材料制作屏蔽层50也是适用的，其他类似特性的金属材料也是能够像铝材料一样作为可选方案，增加屏蔽层50生产的材料选择范围。
本实施例的高速永磁电机转子100，通过在转子铁心10表面分段地布置磁钢30，采用密封胶来构建第一密封部80和第二密封部81，并且在磁钢30表面通过过盈配合的方式安装屏蔽层50，又选择铜材料作为屏蔽层50的制作材料，辅以合金带材来构建屏蔽层50的防护。
使得高速永磁电机转子100的整体结构稳定，工作时的涡流损耗小，抑制永磁体内部涡流，降低永磁体自身损耗，利于消除永磁体内径处的应力集中。良好的散热能力也避免温升过高，提高高速永磁电机高频下的磁屏蔽性能，降低了对于永磁体性能的要求。十分适用于永磁电机以及进一步的高速永磁电机。
实施例2
请参照图3和图4，本实施例提供了一种高速永磁电机，包括定子铁心200和实施例1中的高速永磁电机转子100，高速永磁电机转子100安装于定子铁心200所围合的空间内。
进一步的，高速永磁电机还包括用于降温的水套210，水套210套设于定子铁心200的外部。具体的，可以采用热套连接。
水套210中有换热通道2101，可以通过冷却流体在换热通道2101中的流动来加快高速永磁电机工作时的热量散发，避免温度过高。
水套210两侧有密封圈安装槽，槽内安装的密封圈可以防止换热通道2101中的冷去流体外渗。
本实施例的原理是：
通过使用实施例1中的高速永磁电机转子100来作为部件，本实施例的高速永磁电机工作时能够更加稳定。
结合水套210的作用，还有高速永磁电机转子100自身优良的散热性能，高速永磁电机整体工作时的涡流损耗引起的温升不明显，可以运转地更加良好。
此外，高速永磁电机转子100本身制造更加快速，也能够带动高速永磁电机的生产效率的提升，对于节约生产工时，提高企业效益而言也是具有一定的促进作用。
综上所述，本发明的高速永磁电机转子100，通过简单而实用的结构解决了一般电机转子所具有的涡流损耗大、温升高、散热能力差、刚度低的问题。并且其简单而优良的结构及选材，简化了一般电机转子的保护套结构，减少生产工序，可以使得生产制造更为方便高效，进而提高了采用该高速永磁电机转子100的高速永磁电机的生产效率，保质又保量地提高了产能。
同时，高速永磁电机通过使用高速永磁电机转子100，结合水套210，其整体性能也更加稳定且优异，更加能够适应如今的使用需求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高速永磁电机转子，其特征在于，包括：
转子铁心；
磁钢，所述磁钢的数量为多个，多个所述磁钢沿所述转子铁心的轴线方向以及周向分段布置于所述转子铁心的外表面；
屏蔽层，包裹于所述磁钢的外表面且与所述磁钢过盈配合；
保护套外层，包裹于所述屏蔽层的外表面；和
密封部，用于填充所述磁钢的极间间隙且将处于整个所述高速永磁电机转子的两端的所述磁钢的端面密封。
2.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子，其特征在于，所述屏蔽层的厚度为0.01-2mm。
3.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子，其特征在于，所述保护套外层为合金带材，所述保护套外层以缠绕的方式包裹于所述屏蔽层的外表面。
4.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子，其特征在于，所述密封部包括第一密封部和第二密封部，所述第一密封部填充于所述磁钢的极间间隙且使得多个所述磁钢相互之间固定，所述第二密封部将处于整个所述高速永磁电机转子的两端的所述磁钢的端面密封。
5.根据权利要求4所述的高速永磁电机转子，其特征在于，所述第二密封部的厚度为1-5mm。
6.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子，其特征在于，所述密封部由密封胶构成。
7.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子，其特征在于，所述屏蔽层为铜材料。
8.根据权利要求1所述的高速永磁电机转子，其特征在于，所述屏蔽层为铝材料。
9.一种高速永磁电机，其特征在于，包括定子铁心和权利要求1-8任一项所述的高速永磁电机转子，所述高速永磁电机转子安装于所述定子铁心所围合的空间内。
10.根据权利要求9所述的高速永磁电机，其特征在于，所述高速永磁电机还包括用于降温的水套，所述水套套设于所述定子铁心的外部。
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