CN108110925B - 一种永磁电动机 - Google Patents

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Abstract

一种永磁电动机，包括定子和以气隙与其隔开的永磁转子；所述永磁转子包括转子铁芯和固定于铁芯的永磁体；其特征在于：永磁转子位于气隙的圆柱面加工为多线螺纹。该设计明显降低永磁转子表面温升，但可保持电磁性能。

Description

一种永磁电动机
技术领域
本发明涉及一种永磁电动机，尤其涉及其永磁转子结构，IPC分类属于H02K1/27。
背景技术
电动机冷却结构的传统设计可见《电机设计》(西安交通大学陈世坤，机械工业出版社1982年北京第1版)，其冷却效果对于转子温度限值较低的永磁转子电动机欠理想。主要是永磁电机的永磁转子表面运转发热量严重，且难以如定子铁心一样以热传导散出，或者以常规的通风方式在狭窄的气隙中达到足够的风速散出。
有关术语和公知常识，还可见国家标准GB/T 2900.25《电工术语旋转电机》和《机械设计基础》(高等教育出版社1989年3月第5版)、《电机工程手册》和《机械工程手册》。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提出一种永磁电动机，可比传统设计明显降低转子的温升，且散热结构比较简单，可靠性较好和效率较高。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，一种永磁电动机，包括定子和以气隙与其隔开的永磁转子；所述永磁转子包括转子铁芯和固定于铁芯的永磁体；
其特征在于：永磁转子位于气隙的圆柱面加工为多线螺纹。
转子圆柱面加工为螺纹可显著增加转子表面与气隙空气的热交换面积且在转子旋转时产生轴向气流将气隙中的热空气排出，尤其多线螺纹具有大升角且可充分利用转子圆柱面，在电动机运转时，对气隙中的空气以较短的流程产生高效泵送而形成较大轴向排风量和达到较高的螺旋风速，更有利于转子表面的散热。实验表明，多线螺纹明显降低永磁转子表面温升，因而可使用较浅的螺纹深度，减少其对气隙的占用以保持电磁性能。
该技术方案的典型设计之一是：所述螺纹的升角为45°±10°。螺纹的升角在该范围可达到对气隙中的空气有较高的泵送效率。
该技术方案的典型设计之二是：所述螺纹的螺距不大于气隙长度的5倍。该设计可达到足够的冷却效果而对磁路影响较小。
该技术方案的典型设计之三是：所述螺纹的导程为转子长度0.4～2倍，且为所述螺纹线数和螺距的乘积。该设计达到完全利用所述转子圆柱面，因而在同等条件下产生更大的轴向排风量达到更高的螺旋风速。
该技术方案的进一步设计为：
——所述定子位于气隙的圆柱面加工为与永磁转子同样螺距、导程和线数的多线螺纹，可进一步加强螺旋风速和轴向排风量；
——所述螺纹的旋进方向与电动机内沿轴线的固有气流方向一致。
本发明技术方案及其典型设计将在具体实施方式中进一步说明。
附图说明
图1是本发明实施例1电动机结构主剖视示意图。
图2是图1结构A-A截面剖视示意图。
图3是本发明实施例1转子装配外形示意图。
具体实施方式
本发明实施例1电动机在类似如《电机设计》中图8-3所示封闭式电动机传统结构的基础上改进而成，如图1所示。该电动机沿用现有技术一电动车主驱动永磁电动机的设计包括：
——机座5；
——覆盖机座5轴向二端的端盖71、72；
——固定于机座5内腔的定子10，定子10包括定子铁芯101和定子绕组102；
——固定于转轴6的转子12，转子12包括转子铁芯3和位于其二端用于压紧铁芯或兼导电的端环4，转轴6经轴承支承于端盖71、72；
——转子12的外圆和与定子10的铁芯内圆之间具有气隙32；
——机座5内柱面与定子10的铁芯外柱面间形成多条轴向通风道21；
——机座5的壳体设置依次串联的8条轴向水冷通道8，并经管接头连通至机外水循环系统(图中未示出)；
——转子12为永磁转子，其叠片铁心3内镶入16条即8对极的永磁体13，并开有8条轴向通风道31；
——转子12右端轴向伸出叶片121，左端以轴流式叶片99固定于转轴6构成轴流式叶轮。转子12转动时，形成如图1中所示方向的内循环气流，其中流经气隙32的气流方向为自右至左。
设计修改主要是：
——转子铁芯外圆表面整长机加工为多线外螺纹50，螺纹形状为三角形，螺距为1～4mm、导程约为转子长度的1/2，按电动机额定转向向左旋进。此时，按常用的转子长度，螺纹线数为30～70；按常用的转子直径，螺纹的升角为45°±10°。
——定子铁心内圆表面均机加工为与转子多线螺纹50参数一致的多线内螺纹60。
本实施例可有以下设计改动：
——仅转子铁芯外圆表面加工螺纹，而定子铁心内圆表面不加工螺纹，虽然效果稍差，但工艺可显著简化；
——螺纹形状在螺纹较浅时为梯形螺纹，也可以改为矩形螺纹，达到较大的换热面积和对磁路影响较小。
此外，实施例1为内转子电动机，但基本原理也适用外转子电动机，只是其中的术语转子指外转子，术语“转子铁芯外圆”改为“转子铁芯内圆”，“定子铁心内圆”改为“定子铁心外圆”。

Claims (1)

1.一种永磁电动机，包括定子和以气隙与其隔开的永磁转子；所述永磁转子包括转子铁芯和固定于铁芯的永磁体；其特征在于：永磁转子位于气隙的圆柱面加工为多线螺纹；并且，所述螺纹的升角为45°±10°；所述螺纹的螺距不大于气隙长度的5倍；所述螺纹的旋进方向与电动机内沿轴线的固有气流方向一致；所述定子铁芯内圆表面机加工为与转子多线螺纹参数一致的多线内螺纹；并且，所述螺纹形状为三角形，螺距为1～4mm、导程约为转子长度的1/2，按电动机额定转向向左旋进，螺纹线数为30～70；并且，所述定子的铁芯外柱面与固定定子的机座内柱面间形成多条轴向通风道；所述转子开有多条轴向通风道，转子右端轴向伸出叶片，左端以轴流式叶片固定于转轴构成轴流式叶轮，转子转动时，形成并列流经所述转子的通风道和气隙后经所述定子与机座内柱面间的通风道返回的循环气流，其中流经气隙的气流方向为自右至左。
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