CN109274188B - 一种用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构，包括转子轴和液流导流装置，所述转子轴上套设永磁体，所述液流导流装置固定套设在转子轴上，转子轴为中空轴且在中空轴上开设有通孔，液流导流装置与转子轴通过通孔连通。本发明的永磁体套设在转子轴上，转子轴为中空轴且在中空轴上开设有通孔，在转子轴上固定套设有液流导流装置，液流导流装置与转子轴通过通孔连通。电机工作时，液流导流装置能够把冷却液直接引入转子轴的中空轴内部，有效冷却电机转子，降低转子温度，防止因高速永磁电机永磁体过热而产生的不可逆退磁，进而提高电机的可靠性。

Description

一种用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构
技术领域
本发明属于永磁电机领域，具体涉及一种用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构。
背景技术
高速永磁电机在新能源、舰船驱动、航空电源、大型高速加工中学等有诸多的应用需求，但高速永磁电机的工作频率可到(1000)Hz甚至更高，定子绕组磁动势产生的高次空间谐波、齿谐波以及时间谐波均会在对高速电机的转子产生涡流损耗，容易造成高速永磁电机永磁体过热，产生不可逆退磁，影响电机的可靠性。
为降低高速永磁电机的涡流损耗，现有技术通用的是转子复合结构，如转子最外层为转子护套，护套下面为铜屏蔽层，最下层为永磁体。铜屏蔽层起到屏蔽谐波减少永磁体的涡流损耗的作用，转子护套起到保护永磁体的作用。
常规的复合转子结构虽然能够在一定程度上减小了转子的涡流损耗，但是这种复合结构只是降低转子的涡流损耗，并不能直接冷却转子，把转子的涡流损耗所产生的能量带走。因此为直接冷却转子，降低转子温度，提出一种新型的复合转子结构。
发明内容
针对现有技术，本发明要解决的技术问题是提供一种能够直接冷却转子、降低转子温度的用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构。
为解决上述问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构，包括转子轴和液流导流装置，所述转子轴上套设永磁体，所述液流导流装置固定套设在转子轴上，转子轴为中空轴且在中空轴上开设有通孔，液流导流装置与转子轴通过通孔连通。
进一步地，所述液流导流装置为圆盘，圆盘上开设有若干延伸向通孔的弧形通道，弧形通道与通孔连通。
进一步地，所述圆盘与转子轴同轴。
进一步地，所述转子轴的一部分为一端开口的中空轴，另一部分为实心轴，所述永磁体套设在转子轴的中空部分。
进一步地，所述永磁体上套设铜套，所述铜套上套设转子护套。
进一步地，所述转子轴、永磁体、铜套和转子护套同轴。
进一步地，圆盘上开设有四个延伸向通孔的弧形通道。
进一步地，所述铜套与永磁体的长度相同，转子护套与铜套的长度相同。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明的永磁体套设在转子轴上，转子轴为中空轴且在中空轴上开设有通孔，在转子轴上固定套设有液流导流装置，液流导流装置与转子轴通过通孔连通。电机工作时，液流导流装置能够把冷却液直接引入转子轴的中空轴内部，有效冷却电机转子，降低转子温度，防止因高速永磁电机永磁体过热而产生的不可逆退磁，进而提高电机的可靠性。
进一步地，本发明的液流导流装置为圆盘，圆盘上开设有若干延伸向通孔的弧形通道，弧形通道与通孔连通。这样，当转子轴旋转时，圆盘就是一个类似叶片结构，旋转时会产生离心力，因此，固定在转子轴上的圆盘旋转产生吸力，能够使得冷却液通过圆盘上开设的弧形通道从通孔进入中空轴，直接冷却复合转子。
进一步地，本发明的转子轴的一部分为一端开口的中空轴，另一部分为实心轴，永磁体套设在转子轴的中空部分。这样可以高效的利用冷却液，使得进入转子轴中空轴部分的冷却液全部对永磁体进行冷却，进而更加有利于降低转子温度，防止因高速永磁电机永磁体过热而产生的不可逆退磁，进而提高电机的可靠性。
进一步地，本发明的永磁体上套设铜套，铜套上套设转子护套。铜套可以起到屏蔽谐波减少永磁体的涡流损耗的作用，转子护套可以起到保护永磁体的作用，能够在一定程度上减小了转子的涡流损耗。
附图说明
图1是本发明的复合转子的纵剖面构造图；
图2是本发明的复合转子的结构示意图。
图中：1-转子轴；2-液流导流装置；3-永磁体；4-铜套；5-转子护套；6-弧形通道。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施方式，对本发明作详细的解释说明。
如图1和图2所示，本发明包括转子轴1、液流导流装置2、永磁体3、铜套4和转子护套5，转子轴1的一部分为一端开口的中空轴，另一部分为实心轴，在中空轴靠近实心轴的一端上开设有通向转子轴1外壁的通孔。将转子轴1一部分设置成空心轴，另一部分设置成实心轴的目的是，这样可以高效的利用冷却液，使得进入转子轴1中空轴部分的冷却液全部对永磁体3进行冷却，进而更加有利于降低转子温度，防止因高速永磁电机永磁体过热而产生的不可逆退磁，进而提高电机的可靠性。液流导流装置2固定套设在转子轴1中空部分的靠近实心轴的一端上，液流导流装置2为圆盘，圆盘上开设有四个延伸向通孔的弧形通道6，弧形通道6与通孔连通；通过这样的圆盘结构设计，就可将圆盘与转子轴1的中空轴部分进行连通。当转子轴1旋转时，固定在转子轴1上的圆盘也一起旋转产生吸力，能够使得冷却液通过圆盘上开设的弧形通道6从通孔进入中空轴，直接冷却复合转子。
如图1所示，永磁体3套设在转子轴1的中空轴部分上，在永磁体3上套设有铜套4，铜套4上套设有转子护套5，铜套4与永磁体3的长度相同，转子护套5与铜套4的长度相同。铜套4可以起到屏蔽谐波减少永磁体3的涡流损耗的作用，转子护套5可以起到保护永磁体3的作用，能够在一定程度上减小了转子的涡流损耗。为了保证转子在转动的过程中的稳定性，圆盘、转子轴1、永磁体3、铜套4和转子护套5均同轴设置。

Claims (4)

1.一种用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构，其特征在于：包括转子轴(1)和液流导流装置(2)，所述转子轴(1)上套设永磁体(3)，所述液流导流装置(2)固定套设在转子轴(1)上，转子轴(1)为中空轴且在中空轴上开设有通向转子轴(1)外壁的通孔，液流导流装置(2)与转子轴(1)通过通孔连通；
所述液流导流装置(2)为圆盘，圆盘上开设有若干延伸向通孔的弧形通道(6)，弧形通道(6)与通孔连通；
所述转子轴(1)的一部分为一端开口的中空轴，另一部分为实心轴，所述永磁体(3)套设在转子轴(1)的中空部分；
所述永磁体(3)上套设有铜套(4)，所述铜套(4)上套设有转子护套(5)；
圆盘上开设有四个延伸向通孔的弧形通道。
2.根据权利要求1所述的一种用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构，其特征在于：所述圆盘与转子轴(1)同轴。
3.根据权利要求1所述的一种用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构，其特征在于：所述转子轴(1)、永磁体(3)、铜套(4)和转子护套(5)同轴。
4.根据权利要求1所述的一种用于高速永磁电机自冷却的复合转子结构，其特征在于：所述铜套(4)与永磁体(3)的长度相同，转子护套(5)与铜套(4)的长度相同。
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