CN110571959A - 高速大功率永磁同步电机转子 - Google Patents

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Abstract

高速大功率永磁同步电机转子，属于电机技术领域。解决了现有高速大功率永磁同步电机存在的转子护套套装困难、以及预应力无法根据需要进行调节的问题。主要包括转轴、主永磁体、辅助永磁体、定位键、预紧楔形片、预紧螺母和护套；利用预紧螺母对锥形或楔形器件进行轴向挤压，从而根据转子直径和转速大小径向灵活调整作用于永磁体上的预应力。本发明主要应用于电机领域。

Description

高速大功率永磁同步电机转子
技术领域
本发明属于电机技术领域。
背景技术
由于高速电机的转速高、功率密度大，因此电机的几何尺寸远小于同功率的中低速电机，成为电机领域的研究热点。目前，高速电机的应用领域越来越广泛，如高速磨床及其它加工机床、高速飞轮储能系统、高速离心压缩机、鼓风机以及用于分布式供电系统的微型燃气轮机驱动高速发电机等。而永磁同步电机由于其具有结构简单、效率与功率密度高和无励磁损耗等优点，最适合用于高速电机。
传统的高速大功率永磁同步电机在高速旋转的条件下，转子会产生很大的离心力，考虑转子上永磁材料的抗压强度较大，而抗拉强度有限(一般≤80MPa)，主要通过在永磁体外表面安装护套，对永磁体施加预应力的方法来抵消高速离心力作用，对永磁体进行保护。
保护永磁体的方法之一，是在永磁体外面加一高强度非磁性金属护套，永磁体与护套间采用过盈配合，采用高强度非磁性金属护套时，利用热胀冷缩的原理，通常需要将护套高温加热，使护套直径增大，然后套在永磁体外面，当温度降低时，护套直径减小，箍在永磁体上，产生预应力，此种装配方法护套套装困难，且这种方法永磁体容易产生高温退磁；另外一种保护方法是采用碳纤维绑扎永磁体。而碳纤维绑扎需要一边在永磁体外表面缠绕碳纤维，一边施加一定的预紧力，这种方法产生的预应力小，不能抵消高速离心力作用，无法根据需要对预应力进行调节。以上两种方法都存在缺陷，亟需解决。
发明内容
本发明是为了解决现有高速大功率永磁同步电机存在的转子护套套装困难、以及预应力无法根据需要进行调节的问题，本发明提供了高速大功率永磁同步电机转子，并且提供了九种高速大功率永磁同步电机转子的具体结构。
第一种结构：
高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴、锥形主永磁体、锥形辅助永磁体、预紧螺母和护套；
转轴为两端渐缩的柱体，且转轴两端设有外螺纹；
锥形主永磁体和锥形辅助永磁体内表面的锥度均与转轴轴身的锥度相同；
所有的锥形主永磁体和所有的锥形辅助永磁体布设在转轴的外表面，并形成合围转轴轴身的筒形结构，且沿圆周方向上，共形成2P列主永磁体队列，每列主永磁体队列中包括2k块锥形主永磁体，沿圆周方向上，相邻两个锥形主永磁体之间布设有一个锥形辅助永磁体；其中，P为电机的极对数，k为正整数；
护套套在所有锥形主永磁体与所有锥形辅助永磁体的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体和锥形辅助永磁体的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体和所有锥形辅助永磁体的径向预紧。
优选的是，锥形辅助永磁体为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
优选的是，转轴轴身、主永磁体表面、辅助永磁体表面、护套内表面均涂有高强度粘接胶。
优选的是，锥形主永磁体为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
优选的是，主永磁体的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体的充磁方向为切向充磁。
优选的是，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
第二种结构：
高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴、锥形主永磁体、辅助永磁体、预紧螺母和护套；
转轴为圆柱形结构，且其两端设有外螺纹，圆周方向上转轴的轴身均匀开设有P个轴向槽，每个轴向槽包括两个主永磁体嵌放槽，两个主永磁体嵌放槽以轴身长度的中垂面呈镜像对称设置，且每个主永磁体嵌放槽的深度由该中垂面向轴身端部方向逐渐变大，使得转轴轴身在向其两端方向上渐缩；P为电机的极对数；
锥形主永磁体内表面的锥度与转轴轴身上主永磁体嵌放槽的锥度相同；
每个主永磁体嵌放槽中沿轴向布设2k块锥形主永磁体，沿圆周方向上，相邻两个锥形主永磁体之间布设有一个辅助永磁体，且该辅助永磁体设置在相邻两个主永磁体嵌放槽中间的齿上，所有的锥形主永磁体和所有辅助永磁体将转轴轴身包裹，并合围成筒形结构， k为正整数；
护套套在所有锥形主永磁体与所有辅助永磁体的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体的径向预紧。
优选的是，转轴轴身、主永磁体表面、辅助永磁体表面、护套内表面均涂有高强度粘接胶。
优选的是，锥形主永磁体为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
优选的是，主永磁体的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体的充磁方向为切向充磁。
优选的是，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
第三种结构：
高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴、锥形主永磁体、辅助永磁体、定位键、预紧螺母和护套；
转轴为两端渐缩的柱体，且转轴两端设有外螺纹，在转轴轴身上沿轴向开有2P个定位键槽，P为电机的极对数；
锥形主永磁体内表面的锥度与转轴轴身的锥度相同；
每个定位键槽内嵌放一个定位键，在相邻的两个定位键之间的转轴轴身上，沿轴向布设为2k块锥形主永磁体，k为正整数；
辅助永磁体设置在定位键上方，且夹固在圆周方向相邻的两个锥形主永磁体之间，所有的辅助永磁体和所有的锥形主永磁体完全包裹转轴轴身，且所有的辅助永磁体和所有的锥形主永磁体的外表面合围成圆柱面；
护套套在所有锥形主永磁体与所有辅助永磁体的外表面上；两个预紧螺母分别旋拧在转轴两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体的径向预紧。
优选的是，转轴轴身、主永磁体表面、辅助永磁体表面、护套内表面均涂有高强度粘接胶。
优选的是，锥形主永磁体为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
优选的是，主永磁体的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体的充磁方向为切向充磁。
优选的是，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
第四种结构：
高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴、锥形主永磁体、辅助永磁体、间隔条、预紧螺母和护套；
转轴为两端渐缩的柱体，且转轴两端设有外螺纹；
锥形主永磁体内表面的锥度与转轴轴身的锥度相同；
4kP块锥形主永磁体布置在转轴轴身的外表面上，并在其外表面的圆周方向上形成 2P列永磁体队列，每列永磁体队列中包括2k块锥形主永磁体；其中，P为电机的极对数，k为正整数；
每相邻两列永磁体队列间，轴向布设两个间隔条，其中，间隔条用于对圆周向方向上相邻的两块锥形主永磁体进行间隔；
辅助永磁体布置在间隔条上方，且夹固在圆周方向相邻的两个锥形主永磁体之间，所有的辅助永磁体和所有的锥形主永磁体完全包裹转轴轴身，且所有的辅助永磁体和所有的锥形主永磁体的外表面合围成圆柱面；
护套套在所有锥形主永磁体与所有辅助永磁体的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体的径向预紧。
优选的是，锥形主永磁体为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
优选的是，转轴轴身、主永磁体表面、辅助永磁体表面、护套内表面均涂有高强度粘接胶。
优选的是，主永磁体的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体的充磁方向为切向充磁。
优选的是，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
第五种结构：
高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴、主永磁体、辅助永磁体、定位键、锥形预紧楔形片、预紧螺母和护套；
转轴为两端渐缩的柱体，且转轴两端设有外螺纹，在转轴轴身上沿轴向开有2P个定位键槽，P为电机的极对数；
锥形预紧楔形片内表面的锥度与转轴轴身的锥度相同；
每个定位键槽内嵌放一个定位键，在相邻的两个定位键之间的转轴轴身上，沿轴向布设两片锥形预紧楔形片；
锥形预紧楔形片的总片数为4P，4P片锥形预紧楔形片的外表面形成圆柱面；
主永磁体为瓦片形结构，主永磁体的总块数为2kP，2kP块主永磁体布设在4P片锥形预紧楔形片上，且在相邻的两个定位键之间的锥形预紧楔形片上，沿轴向布设k块主永磁体，k为正整数；
辅助永磁体设置在定位键上方，且夹固在圆周方向相邻的两个主永磁体之间，所有的辅助永磁体和所有的主永磁体完全包裹转轴轴身，且所有的辅助永磁体和所有的主永磁体的外表面合围成圆柱面；
护套套在所有主永磁体与所有辅助永磁体的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形预紧楔形片的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有主永磁体的径向预紧。
优选的是，锥形预紧楔形片为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
优选的是，主永磁体的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体的充磁方向为切向充磁。
优选的是，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
优选的是，转轴轴身、主永磁体表面、辅助永磁体表面、预紧楔形片表面和护套内表面均涂有高强度粘接胶。
第六种结构：
高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴、主永磁体、辅助永磁体、锥形预紧楔形片、预紧螺母和护套；
转轴为圆柱形结构，且其两端设有外螺纹，圆周方向上转轴的轴身均匀开设有P个轴向槽，每个轴向槽包括两个主永磁体嵌放槽，两个主永磁体嵌放槽以轴身长度的中垂面呈镜像对称设置，且每个主永磁体嵌放槽的深度由该中垂面向轴身端部方向逐渐变大，使得转轴轴身在向其两端方向上渐缩；P为电机的极对数；
主永磁体为瓦片形结构，主永磁体的总块数为2kP；k为正整数；
锥形预紧楔形片内表面的锥度与转轴轴身的锥度相同，锥形预紧楔形片的总片数为 4P；
每个主永磁体嵌放槽中放置两片锥形预紧楔形片，4P片锥形预紧楔形片完全包裹转轴轴身，且所有的锥形预紧楔形片的外表面合围成圆柱面；
每个轴向槽中的四片锥形预紧楔形片上布设有k块主永磁体；沿圆周方向上，相邻两个主永磁体之间布设有一个辅助永磁体，所有的主永磁体和所有辅助永磁体的外表面合围成圆柱面；
护套套在所有主永磁体与所有辅助永磁体的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形预紧楔形片的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有主永磁体的径向预紧。
优选的是，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
优选的是，锥形预紧楔形片为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
优选的是，主永磁体的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体的充磁方向为切向充磁。
优选的是，转轴轴身、主永磁体表面、辅助永磁体表面、预紧楔形片表面和护套内表面均涂有高强度粘接胶。
第七种结构：
高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴、主永磁体、辅助永磁体、角形预紧楔形片、预紧螺母和护套；
转轴为圆柱形结构，其两端设有外螺纹，且在转轴轴身上沿轴向铣有4P个安装主永磁体用的斜面，P为电机的极对数；
角形预紧楔形片为从其一端至另一端渐厚的平板形结构，且平板形结构上下表面均为平面，其平板形结构上下表面之间的角度与转轴轴身斜面的斜度相同；
主永磁体的底面为平面、上表面为弧面的块体，主永磁体的总块数为2kP，k为整数；
每个安装主永磁体用的斜面上布设一片角形预紧楔形片，在每片角形预紧楔形片上，沿轴向布设k块主永磁体，所有的主永磁体覆盖所有的角形预紧楔形片，圆周方向相邻的两个主永磁体之间布设有一块辅助永磁体，所有的主永磁体和所有的辅助永磁体的外表面合围成圆柱面；
护套套在所有主永磁体与所有辅助永磁体的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴轴身两端的外螺纹上，并对其所对应的角形预紧楔形片的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有主永磁体的径向预紧。
优选的是，主永磁体的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体的充磁方向为切向充磁。
优选的是，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
优选的是，转轴轴身、主永磁体表面、辅助永磁体表面、预紧楔形片表面和护套内表面均涂有高强度粘接胶。
本发明带来的有益效果是：
本发明通过巧妙地设计转子上各零件的结构，使得护套的套装容易，利用预紧螺母对锥形或楔形器件进行轴向挤压，从而根据转子直径和转速大小径向灵活调整作用于永磁体上的预应力；通过主永磁体和辅助永磁体的配合，可提高气隙磁场与绕组电动势的正弦度，提高了电机的转矩密度，减小了电机的转矩波动；同时，预紧螺母还可作为转子不平衡时的去重部件，整个转子的结构简单、可靠性高。
本发明的所述的高速大功率永磁同步电机转子可以根据设计灵活调整护套预紧力的大小，转子加工工艺简单、可靠性高，电机的转矩密度大、转矩波动小。
附图说明
图1为实施例1所述的高速大功率永磁同步电机转子的结构示意图；
图2为实施例2所述的高速大功率永磁同步电机转子的相关结构示意图；其中，
图2a为实施例2中转轴的结构示意图；
图2b为实施例2中转轴、锥形主永磁体、辅助永磁体之间的结构关系图；
图2c为实施例2中锥形主永磁体的三维结构示意图；
图2d为图2c的侧视图；
图3为实施例3所述的高速大功率永磁同步电机转子的结构示意图；
图4为实施例4所述的高速大功率永磁同步电机转子的相关结构示意图；其中，
图4a为实施例4中转轴的结构示意图；
图4b为实施例4中转轴、锥形主永磁体、辅助永磁体和间隔条之间的结构关系图；
图4c为图4b主视图；
图5为实施例5所述的高速大功率永磁同步电机转子的相关结构示意图；其中，
图5a为实施例5中转轴的结构示意图；
图5b为实施例5中定位键的分布图；
图5c为实施例5中预紧楔形片的三维结构示意图；
图5d为实施例5c的轴向剖视图；
图5e为图5c的主视图；
图5f为实施例5中锥形预紧楔形片的分布图；
图5g为实施例5中主永磁体和辅助永磁体的分布图；
图5h为实施例5中护套的分布图；
图5i为实施例5所述的高速大功率永磁同步电机转子的相关结构示意图；
图6为实施例6所述的高速大功率永磁同步电机转子的相关结构示意图；其中，
图6a为实施例6中转轴的结构示意图；
图6b为实施例6中锥形预紧楔形片的分布图；
图6c为实施例6中主永磁体和辅助永磁体的分布图；
图6d为实施例6中护套的分布图；
图6e为实施例6所述的高速大功率永磁同步电机转子的三维结构示意图；
图7为实施例7所述的高速大功率永磁同步电机转子的相关结构示意图；其中，
图7a为实施例7中转轴的结构示意图；
图7b为实施例7中角形预紧楔形片的结构示意图；
图7c为实施例7中角形预紧楔形片的分布图；
图7d为实施例7中主永磁体和辅助永磁体的分布图；
图7e为实施例7中护套的分布图；
图7f为实施例7所述的高速大功率永磁同步电机转子的三维结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。
本发明针对现有高速大功率永磁同步电机存在的转子护套套装困难、以及预应力无法根据需要进行调节的问题，通过改变转子护套内各部件的结构及连接关系，使得转子护套套装简单，以及通过锥形或楔形物体的厚度来调节主永磁体预应力的大小，当锥形或楔形物体的厚度加厚时，提高主永磁体预应力，当锥形或楔形物体的厚度减少时，降低主永磁体预应力，具体参见实施例1至7进行具体说明。
实施例1：
参见图1说明本实施例1，本实施例1所述的高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴1、锥形主永磁体2、锥形辅助永磁体3、预紧螺母和护套；
转轴1为两端渐缩的柱体，且转轴1两端设有外螺纹；
锥形主永磁体2和锥形辅助永磁体3内表面的锥度均与转轴1轴身的锥度相同；
所有的锥形主永磁体2和所有的锥形辅助永磁体3布设在转轴1的外表面，并形成合围转轴1轴身的筒形结构，且沿圆周方向上，共形成2P列主永磁体队列，每列主永磁体队列中包括2k块锥形主永磁体2，沿圆周方向上，相邻两个锥形主永磁体2之间布设有一个锥形辅助永磁体3；其中，P为电机的极对数，k为正整数；
护套套在所有锥形主永磁体2与所有锥形辅助永磁体3的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴1两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体2和锥形辅助永磁体3的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体2和所有锥形辅助永磁体3的径向预紧。
本实施例1中，转轴1为两端渐缩的柱体，轴身成圆锥体，锥形主永磁体2和锥形辅助永磁体3内表面的锥度均与转轴1轴身的锥度相同，且锥形主永磁体2和锥形辅助永磁体3包裹轴身，且所有锥形主永磁体2与所有锥形辅助永磁体3的外表面合围成圆柱面，转轴1、锥形主永磁体2、锥形辅助永磁体3三者相互配合，结构紧凑，且护套套在合围成圆柱面外，便于套装，且所有永磁体为锥形，可通过改变锥形主永磁体2和锥形辅助永磁体3的锥形厚度，来对主永磁体径向预应力进行调节。
护套为永磁体提供径向保护，防止其受离心力作用发生径向撕裂。
参见图1说明本实施例1的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形主永磁体2为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构，锥形辅助永磁体3为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
本优选实施方式中，锥形主永磁体2结构简单，便于实现，通过改变瓦片形结构的渐变厚度，来对来对主永磁体径向预应力进行调节。
参见图1说明本实施例1的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形主永磁体2的充磁方向为径向充磁或平行充磁，锥形辅助永磁体3的充磁方向为切向充磁。
本优选实施方式中，这种充磁方向可增大气隙磁密，并改善其波形的正弦性，有利于提高电机转矩密度、降低转矩波动。
参见图1说明本实施例1的优选实施方式，本优选实施方式中，转轴1轴身、锥形主永磁体2、锥形辅助永磁体3、护套内表面均涂有高强度粘接胶。
本优选实施方式中，各器件表面涂有高强度粘接胶，便于各部分的紧密固连，使得电机转子结构更加稳固。
参见图1说明本实施例1的优选实施方式，本优选实施方式中，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
本优选实施方式中，转轴采用具备导磁性能的金属材料可增大气隙磁密，提高电机转矩密度；护套采用分别非磁性金属材料或非金属材料制成，非金属材料也非导磁性材料。
实施例2：
参见图2中的图2a至图2d说明本实施例2，本实施例2所述的高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴1、锥形主永磁体2、辅助永磁体3、预紧螺母和护套；
转轴1为圆柱形结构，且其两端设有外螺纹，圆周方向上转轴1的轴身均匀开设有P个轴向槽，每个轴向槽包括两个主永磁体嵌放槽，两个主永磁体嵌放槽以轴身长度的中垂面呈镜像对称设置，且每个主永磁体嵌放槽的深度由该中垂面向轴身端部方向逐渐变大，使得转轴1轴身在向其两端方向上渐缩；P为电机的极对数；
锥形主永磁体2内表面的锥度与转轴1轴身上主永磁体嵌放槽的锥度相同；
每个主永磁体嵌放槽中沿轴向布设2k块锥形主永磁体2，沿圆周方向上，相邻两个锥形主永磁体2之间布设有一个辅助永磁体3，且该辅助永磁体3设置在相邻两个主永磁体嵌放槽中间的齿上，所有的锥形主永磁体2和所有辅助永磁体3将转轴1轴身包裹，并合围成筒形结构，k为正整数；
护套套在所有锥形主永磁体2与所有辅助永磁体3的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴1两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体2的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体2的径向预紧。
本实施例2中，转轴1为圆柱形结构，并在转轴1轴身上铣主永磁体嵌放槽，锥形主永磁体2内表面的锥度与转轴1轴身上主永磁体嵌放槽的锥度相同，使得电子转子结构紧凑，所有的锥形主永磁体2和所有辅助永磁体3将转轴1轴身包裹，并合围成筒形结构，护套套在永磁体合围成筒形外，便于护套套装，且主永磁体为锥形，可通过改变锥形主永磁体2锥形厚度，来对主永磁体径向预应力进行调节。
护套为永磁体提供径向保护，防止其受离心力作用发生径向撕裂。
参见图2中的图2a至图2d说明本实施例2的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形主永磁体2为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
本优选实施方式中，锥形主永磁体2结构简单，便于实现，通过改变瓦片形结构的渐变厚度，来对来对主永磁体径向预应力进行调节。
参见图2中的图2a至图2d说明本实施例2的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形主永磁体2的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体3的充磁方向为切向充磁。
本优选实施方式中，这种充磁方向可增大气隙磁密，并改善其波形的正弦性，有利于提高电机转矩密度、降低转矩波动。
参见图2中的图2a至图2d说明本实施例2的优选实施方式，本优选实施方式中，转轴1轴身、锥形主永磁体2、辅助永磁体3、护套内表面均涂有高强度粘接胶。
本优选实施方式中，各器件表面涂有高强度粘接胶，便于各部分的紧密固连，使得电机转子结构更加稳固。
参见图2中的图2a至图2d说明本实施例2的优选实施方式，本优选实施方式中，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
本优选实施方式中，转轴采用具备导磁性能的金属材料的作用或效果是可增大气隙磁密，提高电机转矩密度；护套采用分别非磁性金属材料或非金属材料制成，非金属材料也非导磁性材料。
实施例3：
参见图3说明本实施例3，本实施例3所述的高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴1、锥形主永磁体2、辅助永磁体3、定位键4、预紧螺母和护套；
转轴1为两端渐缩的柱体，且转轴1两端设有外螺纹，在转轴1轴身上沿轴向开有2P个定位键槽，P为电机的极对数；
锥形主永磁体2内表面的锥度与转轴1轴身的锥度相同；
每个定位键槽内嵌放一个定位键4，在相邻的两个定位键4之间的转轴1轴身上，沿轴向布设为2k块锥形主永磁体2，k为正整数；
辅助永磁体3设置在定位键4上方，且夹固在圆周方向相邻的两个锥形主永磁体2之间，所有的辅助永磁体3和所有的锥形主永磁体2完全包裹转轴1轴身，且所有的辅助永磁体3和所有的锥形主永磁体2的外表面合围成圆柱面；
护套套在所有锥形主永磁体2与所有辅助永磁体3的外表面上；两个预紧螺母分别旋拧在转轴1两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体2的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体2的径向预紧。
本实施例3中，转轴1为两端渐缩的柱体，在转轴1轴身铣定位键槽，主永磁体为锥形，锥形主永磁体2内表面的锥度与转轴1轴身的锥度相同，使得电子转子结构紧凑，所有的辅助永磁体3和所有的锥形主永磁体2的外表面合围成圆柱面；护套套在永磁体合围成圆柱面外，便于护套套装，且主永磁体为锥形，可通过改变锥形主永磁体2锥形厚度，来对主永磁体径向预应力进行调节。
定位键4上可布设一个块或多块辅助永磁体3，只要满足包裹轴身即可。
通过定位键4间隔周向相邻的两个锥形主永磁体2，在转子装配过程中，定位键4为主永磁体提供周向定位，同时在电机工作时辅助传递电磁扭矩，避免永磁体因直接承受过大周向应力而发生切向裂碎。
护套为永磁体提供径向保护，防止其受离心力作用发生径向撕裂。
参见图3说明本实施例3的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形主永磁体2为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
本优选实施方式中，锥形主永磁体2结构简单，便于实现，通过改变瓦片形结构的渐变厚度，来对来对主永磁体径向预应力进行调节。
参见图3说明本实施例3的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形主永磁体2的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体3的充磁方向为切向充磁。
本优选实施方式中，这种充磁方向可增大气隙磁密，并改善其波形的正弦性，有利于提高电机转矩密度、降低转矩波动。
参见图3说明本实施例3的优选实施方式，本优选实施方式中，转轴1轴身、锥形主永磁体2、辅助永磁体3、护套内表面均涂有高强度粘接胶。
本优选实施方式中，各器件表面涂有高强度粘接胶，便于各部分的紧密固连，使得电机转子结构更加稳固。
参见图3说明本实施例3的优选实施方式，本优选实施方式中，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
本优选实施方式中，转轴采用具备导磁性能的金属材料可增大气隙磁密，提高电机转矩密度；护套采用分别非磁性金属材料或非金属材料制成，非金属材料也非导磁性材料。
实施例4：
参见图4中的图4a至图4c说明本实施例4，本实施例4所述的高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴1、锥形主永磁体2、辅助永磁体3、间隔条4、预紧螺母和护套；
转轴1为两端渐缩的柱体，且转轴1两端设有外螺纹；
锥形主永磁体2内表面的锥度与转轴1轴身的锥度相同；
4kP块锥形主永磁体2布置在转轴1轴身的外表面上，并在其外表面的圆周方向上形成2P列永磁体队列，每列永磁体队列中包括2k块锥形主永磁体2；其中，P为电机的极对数，k为正整数；
每相邻两列永磁体队列间，轴向布设两个间隔条4，其中，间隔条4用于对圆周向方向上相邻的两块锥形主永磁体2进行间隔；
辅助永磁体3布置在间隔条4上方，且夹固在圆周方向相邻的两个锥形主永磁体2之间，所有的辅助永磁体3和所有的锥形主永磁体2完全包裹转轴1轴身，且所有的辅助永磁体3和所有的锥形主永磁体2的外表面合围成圆柱面；
护套套在所有锥形主永磁体2与所有辅助永磁体3的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴1两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体2的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体2的径向预紧。
本实施例4中，锥形主永磁体2内表面的锥度与转轴1轴身的锥度相同；使得电子转子结构紧凑，所有的辅助永磁体3和所有的锥形主永磁体2的外表面合围成圆柱面，使得护套便于套装在该合围成的圆柱面上，便于护套套装，且主永磁体为锥形，可通过改变锥形主永磁体2锥形厚度，来对主永磁体径向预应力进行调节。
通过间隔条4间隔周向相邻的两个锥形主永磁体2，在转子装配过程中，通过间隔条 4为主永磁体提供周向定位。
护套为永磁体提供径向保护，防止其受离心力作用发生径向撕裂。
参见图4中的图4a至图4c说明本实施例4的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形主永磁体2为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
本优选实施方式中，锥形主永磁体2结构简单，便于实现，通过改变瓦片形结构的渐变厚度，来对来对主永磁体径向预应力进行调节。
参见图4中的图4a至图4c说明本实施例4的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形主永磁体2的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体3的充磁方向为切向充磁。
本优选实施方式中，这种充磁方向可增大气隙磁密，并改善其波形的正弦性，有利于提高电机转矩密度、降低转矩波动。
参见图4中的图4a至图4c说明本实施例4的优选实施方式，本优选实施方式中，转轴1轴身、锥形主永磁体2、辅助永磁体3、护套内表面均涂有高强度粘接胶。
本优选实施方式中，各器件表面涂有高强度粘接胶，便于各部分的紧密固连，使得电机转子结构更加稳固。
参见图4中的图4a至图4c说明本实施例4的优选实施方式，本优选实施方式中，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
本优选实施方式中，转轴采用具备导磁性能的金属材料可增大气隙磁密，提高电机转矩密度；护套采用分别非磁性金属材料或非金属材料制成非金属材料非导磁。
实施例5：
参见图5中的图5a至图5i说明本实施例5，本实施例5所述的高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴1、主永磁体2、辅助永磁体3、定位键4、锥形预紧楔形片5、预紧螺母6和护套7；
转轴1为两端渐缩的柱体，且转轴1两端设有外螺纹，在转轴1轴身上沿轴向开有2P个定位键槽1-1，P为电机的极对数；
锥形预紧楔形片5内表面的锥度与转轴1轴身的锥度相同；
每个定位键槽1-1内嵌放一个定位键4，在相邻的两个定位键4之间的转轴1轴身上，沿轴向布设两片锥形预紧楔形片5；
锥形预紧楔形片5的总片数为4P，4P片锥形预紧楔形片5的外表面形成圆柱面；
主永磁体2为瓦片形结构，主永磁体2的总块数为2kP，2kP块主永磁体2布设在4P片锥形预紧楔形片5上，且在相邻的两个定位键4之间的锥形预紧楔形片5上，沿轴向布设k块主永磁体2，k为正整数；
辅助永磁体3设置在定位键4上方，且夹固在圆周方向相邻的两个主永磁体2之间，所有的辅助永磁体3和所有的主永磁体2完全包裹转轴1轴身，且所有的辅助永磁体3 和所有的主永磁体2的外表面合围成圆柱面；
护套7套在所有主永磁体2与所有辅助永磁体3的外表面上；
两个预紧螺母6分别旋拧在转轴1两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形预紧楔形片 5的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有主永磁体2的径向预紧。
本实施例5中，在转轴1轴身上铣定位键槽，定位键槽内设有定位键4，该定位键4的作用是用于对周向方向上相邻的主永磁体2进行间隔，定位键4在转子装配过程中，为主永磁体提供周向定位，同时在电机工作时辅助传递电磁扭矩，避免永磁体因直接承受过大周向应力而发生切向裂碎，主永磁体2为瓦片形结构，瓦片形结构的主永磁体2厚度相同，转轴1为两端渐缩的柱体，预紧楔形片为锥形，锥形预紧楔形片5内表面的锥度与转轴1轴身的锥度相同，二者可紧密贴合，使得转子结构紧凑；所有的辅助永磁体3和所有的主永磁体2的外表面合围成圆柱面，便于护套套装，且预紧楔形片为锥形，可通过改变锥形预紧楔形片5的锥形厚度，来对主永磁体径向预应力进行调节。
护套为永磁体提供径向保护，防止其受离心力作用发生径向撕裂。
参见图5中的图5a至图5i说明本实施例5的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形预紧楔形片5为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
本优选实施方式中，锥形预紧楔形片5结构简单，便于实现，通过改变瓦片形结构的渐变厚度，来对来对主永磁体径向预应力进行调节。
参见图5中的图5a至图5i说明本实施例5的优选实施方式，本优选实施方式中，主永磁体2的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体3的充磁方向为切向充磁。
本优选实施方式中，这种充磁方向可增大气隙磁密，并改善其波形的正弦性，有利于提高电机转矩密度、降低转矩波动。
参见图5中的图5a至图5i说明本实施例5的优选实施方式，本优选实施方式中，转轴1轴身、主永磁体2、辅助永磁体3、锥形预紧楔形片5表面和护套内表面均涂有高强度粘接胶。
本优选实施方式中，各器件表面涂有高强度粘接胶，便于各部分的紧密固连，使得电机转子结构更加稳固。
参见图5中的图5a至图5i说明本实施例5的优选实施方式，本优选实施方式中，护套7采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴1采用具备导磁性能的金属材料制成。
本优选实施方式中，转轴采用具备导磁性能的金属材料可增大气隙磁密，提高电机转矩密度；护套采用分别非磁性金属材料或非金属材料制成，非金属材料非导磁。
实施例6：
参见图6中的图6a至图6e说明本实施例6，本实施例6所述的高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴1、主永磁体2、辅助永磁体3、锥形预紧楔形片4、预紧螺母5和护套6；
转轴1为圆柱形结构，且其两端设有外螺纹，圆周方向上转轴1的轴身均匀开设有P个轴向槽，每个轴向槽包括两个主永磁体嵌放槽，两个主永磁体嵌放槽以轴身长度的中垂面呈镜像对称设置，且每个主永磁体嵌放槽的深度由该中垂面向轴身端部方向逐渐变大，使得转轴1轴身在向其两端方向上渐缩；P为电机的极对数；
主永磁体2为瓦片形结构，主永磁体2的总块数为2kP；k为正整数；
锥形预紧楔形片4内表面的锥度与转轴1轴身的锥度相同，锥形预紧楔形片4的总片数为4P；
每个主永磁体嵌放槽中放置两片锥形预紧楔形片4，4P片锥形预紧楔形片4完全包裹转轴1轴身，且所有的锥形预紧楔形片4的外表面合围成圆柱面；
每个轴向槽中的四片锥形预紧楔形片4上布设有k块主永磁体2；沿圆周方向上，相邻两个主永磁体2之间布设有一个辅助永磁体3，所有的主永磁体2和所有辅助永磁体 3的外表面合围成圆柱面；
护套6套在所有主永磁体2与所有辅助永磁体3的外表面上；
两个预紧螺母5分别旋拧在转轴1两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形预紧楔形片 4的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有主永磁体2的径向预紧。
本实施例6中，转轴1的轴身上铣永磁体槽嵌放槽，主永磁体2为瓦片形结构，，瓦片形结构的主永磁体2厚度相同，每个主永磁体嵌放槽中放置两片锥形预紧楔形片4，锥形预紧楔形片4内表面的锥度与转轴1轴身的锥度相同，二者可紧密贴合，使得转子结构紧凑；所有的主永磁体2和所有辅助永磁体3的外表面合围成圆柱面；便于护套套装，且预紧楔形片为锥形，可通过改变锥形预紧楔形片4的锥形厚度，来对主永磁体径向预应力进行调节。
护套为永磁体提供径向保护，防止其受离心力作用发生径向撕裂。
参见图6中的图6a至图6e说明本实施例6的优选实施方式，本优选实施方式中，锥形预紧楔形片4为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
本优选实施方式中，锥形预紧楔形片4结构简单，便于实现，通过改变瓦片形结构的渐变厚度，来对来对主永磁体径向预应力进行调节。
参见图6中的图6a至图6e说明本实施例6的优选实施方式，本优选实施方式中，主永磁体2的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体3的充磁方向为切向充磁。
本优选实施方式中，这种充磁方向可增大气隙磁密，并改善其波形的正弦性，有利于提高电机转矩密度、降低转矩波动。
参见图6中的图6a至图6e说明本实施例6的优选实施方式，本优选实施方式中，转轴1轴身、主永磁体2、辅助永磁体3、锥形预紧楔形片4表面和护套6内表面均涂有高强度粘接胶。
本优选实施方式中，各器件表面涂有高强度粘接胶，便于各部分的紧密固连，使得电机转子结构更加稳固。
参见图6中的图6a至图6e说明本实施例6的优选实施方式，本优选实施方式中，护套6采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴1采用具备导磁性能的金属材料制成。
本优选实施方式中，转轴采用具备导磁性能的金属材料可增大气隙磁密，提高电机转矩密度；护套采用分别非磁性金属材料或非金属材料制成，非金属材料非导磁。
实施例7：
参见图7中的图7a至图7e说明本实施例7，本实施例7所述的高速大功率永磁同步电机转子，包括转轴1、主永磁体2、辅助永磁体3、角形预紧楔形片4、预紧螺母5和护套6；
转轴1为圆柱形结构，其两端设有外螺纹，且在转轴1轴身上沿轴向铣有4P个安装主永磁体用的斜面，P为电机的极对数；
角形预紧楔形片4为从其一端至另一端渐厚的平板形结构，且平板形结构上下表面均为平面，其平板形结构上下表面之间的角度与转轴1轴身斜面的斜度相同；
主永磁体2的底面为平面、上表面为弧面的块体，主永磁体2的总块数为2kP，k为整数；
每个安装主永磁体用的斜面上布设一片角形预紧楔形片4，在每片角形预紧楔形片4 上，沿轴向布设k块主永磁体2，所有的主永磁体2覆盖所有的角形预紧楔形片4，圆周方向相邻的两个主永磁体2之间布设有一块辅助永磁体3，所有的主永磁体2和所有的辅助永磁体3的外表面合围成圆柱面；
护套6套在所有主永磁体2与所有辅助永磁体3的外表面上；
两个预紧螺母5分别旋拧在转轴1轴身两端的外螺纹上，并对其所对应的角形预紧楔形片4的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有主永磁体2的径向预紧。
本实施例7中，在转轴1轴身上沿轴向铣有安装主永磁体用的斜面，主永磁体2的底面为平面、上表面为弧面的块体，角形预紧楔形片4上下表面之间的角度与转轴1轴身斜面的斜度相同；每个安装主永磁体用的斜面上布设一片角形预紧楔形片4，二者可紧密贴合，使得转子结构紧凑；所有的主永磁体2和所有的辅助永磁体3的外表面合围成圆柱面，便于护套套装，且预紧楔形片为角形，可通过改变角形预紧楔形片4的厚度，来对主永磁体径向预应力进行调节。
护套为永磁体提供径向保护，防止其受离心力作用发生径向撕裂。
参见图7中的图7a至图7e说明本实施例7的优选实施方式，本优选实施方式中，主永磁体2的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体3的充磁方向为切向充磁。
本优选实施方式中，这种充磁方向可增大气隙磁密，并改善其波形的正弦性，有利于提高电机转矩密度、降低转矩波动。
参见图7中的图7a至图7e说明本实施例7的优选实施方式，本优选实施方式中，转轴1轴身、主永磁体2、辅助永磁体3、角形预紧楔形片4表面和护套6内表面均涂有高强度粘接胶。
本优选实施方式中，各器件表面涂有高强度粘接胶，便于各部分的紧密固连，使得电机转子结构更加稳固。
参见图7中的图7a至图7e说明本实施例7的优选实施方式，本优选实施方式中，护套6采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴1采用具备导磁性能的金属材料制成。
本优选实施方式中，转轴采用具备导磁性能的金属材料可增大气隙磁密，提高电机转矩密度；护套采用分别非磁性金属材料或非金属材料制成，非金属材料非导磁。
虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本发明，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本发明的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其它的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本发明的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其它所述实施例。

Claims (14)

1.高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，包括转轴(1)、锥形主永磁体(2)、锥形辅助永磁体(3)、预紧螺母和护套；
转轴(1)为两端渐缩的柱体，且转轴(1)两端设有外螺纹；
锥形主永磁体(2)和锥形辅助永磁体(3)内表面的锥度均与转轴(1)轴身的锥度相同；
所有的锥形主永磁体(2)和所有的锥形辅助永磁体(3)布设在转轴(1)的外表面，并形成合围转轴(1)轴身的筒形结构，且沿圆周方向上，共形成2P列主永磁体队列，每列主永磁体队列中包括2k块锥形主永磁体(2)，沿圆周方向上，相邻两个锥形主永磁体(2)之间布设有一个锥形辅助永磁体(3)；其中，P为电机的极对数，k为正整数；
护套套在所有锥形主永磁体(2)与所有锥形辅助永磁体(3)的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴(1)两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体(2)和锥形辅助永磁体(3)的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体(2)和所有锥形辅助永磁体(3)的径向预紧。
2.高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，包括转轴(1)、锥形主永磁体(2)、辅助永磁体(3)、预紧螺母和护套；
转轴(1)为圆柱形结构，且其两端设有外螺纹，圆周方向上转轴(1)的轴身均匀开设有P个轴向槽，每个轴向槽包括两个主永磁体嵌放槽，两个主永磁体嵌放槽以轴身长度的中垂面呈镜像对称设置，且每个主永磁体嵌放槽的深度由该中垂面向轴身端部方向逐渐变大，使得转轴(1)轴身在向其两端方向上渐缩；P为电机的极对数；
锥形主永磁体(2)内表面的锥度与转轴(1)轴身上主永磁体嵌放槽的锥度相同；
每个主永磁体嵌放槽中沿轴向布设2k块锥形主永磁体(2)，沿圆周方向上，相邻两个锥形主永磁体(2)之间布设有一个辅助永磁体(3)，且该辅助永磁体(3)设置在相邻两个主永磁体嵌放槽中间的齿上，所有的锥形主永磁体(2)和所有辅助永磁体(3)将转轴(1)轴身包裹，并合围成筒形结构，k为正整数；
护套套在所有锥形主永磁体(2)与所有辅助永磁体(3)的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴(1)两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体(2)的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体(2)的径向预紧。
3.高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，包括转轴(1)、锥形主永磁体(2)、辅助永磁体(3)、定位键(4)、预紧螺母和护套；
转轴(1)为两端渐缩的柱体，且转轴(1)两端设有外螺纹，在转轴(1)轴身上沿轴向开有2P个定位键槽，P为电机的极对数；
锥形主永磁体(2)内表面的锥度与转轴(1)轴身的锥度相同；
每个定位键槽内嵌放一个定位键(4)，在相邻的两个定位键(4)之间的转轴(1)轴身上，沿轴向布设为2k块锥形主永磁体(2)，k为正整数；
辅助永磁体(3)设置在定位键(4)上方，且夹固在圆周方向相邻的两个锥形主永磁体(2)之间，所有的辅助永磁体(3)和所有的锥形主永磁体(2)完全包裹转轴(1)轴身，且所有的辅助永磁体(3)和所有的锥形主永磁体(2)的外表面合围成圆柱面；
护套套在所有锥形主永磁体(2)与所有辅助永磁体(3)的外表面上；两个预紧螺母分别旋拧在转轴(1)两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体(2)的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体(2)的径向预紧。
4.高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，包括转轴(1)、锥形主永磁体(2)、辅助永磁体(3)、间隔条(4)、预紧螺母和护套；
转轴(1)为两端渐缩的柱体，且转轴(1)两端设有外螺纹；
锥形主永磁体(2)内表面的锥度与转轴(1)轴身的锥度相同；
4kP块锥形主永磁体(2)布置在转轴(1)轴身的外表面上，并在其外表面的圆周方向上形成2P列永磁体队列，每列永磁体队列中包括2k块锥形主永磁体(2)；其中，P为电机的极对数，k为正整数；
每相邻两列永磁体队列间，轴向布设两个间隔条(4)，其中，间隔条(4)用于对圆周向方向上相邻的两块锥形主永磁体(2)进行间隔；
辅助永磁体(3)布置在间隔条(4)上方，且夹固在圆周方向相邻的两个锥形主永磁体(2)之间，所有的辅助永磁体(3)和所有的锥形主永磁体(2)完全包裹转轴(1)轴身，且所有的辅助永磁体(3)和所有的锥形主永磁体(2)的外表面合围成圆柱面；
护套套在所有锥形主永磁体(2)与所有辅助永磁体(3)的外表面上；
两个预紧螺母分别旋拧在转轴(1)两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形主永磁体(2)的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有锥形主永磁体(2)的径向预紧。
5.根据权利要求1至4之一所述的高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，锥形主永磁体(2)为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
6.根据权利要求1所述的高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，锥形辅助永磁体(3)为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
7.根据权利要求1至4之一所述的高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，转轴(1)轴身、主永磁体表面、辅助永磁体表面、护套内表面均涂有高强度粘接胶。
8.高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，包括转轴(1)、主永磁体(2)、辅助永磁体(3)、定位键(4)、锥形预紧楔形片(5)、预紧螺母(6)和护套(7)；
转轴(1)为两端渐缩的柱体，且转轴(1)两端设有外螺纹，在转轴(1)轴身上沿轴向开有2P个定位键槽(1-1)，P为电机的极对数；
锥形预紧楔形片(5)内表面的锥度与转轴(1)轴身的锥度相同；
每个定位键槽(1-1)内嵌放一个定位键(4)，在相邻的两个定位键(4)之间的转轴(1)轴身上，沿轴向布设两片锥形预紧楔形片(5)；
锥形预紧楔形片(5)的总片数为4P，4P片锥形预紧楔形片(5)的外表面形成圆柱面；
主永磁体(2)为瓦片形结构，主永磁体(2)的总块数为2kP，2kP块主永磁体(2)布设在4P片锥形预紧楔形片(5)上，且在相邻的两个定位键(4)之间的锥形预紧楔形片(5)上，沿轴向布设k块主永磁体(2)，k为正整数；
辅助永磁体(3)设置在定位键(4)上方，且夹固在圆周方向相邻的两个主永磁体(2)之间，所有的辅助永磁体(3)和所有的主永磁体(2)完全包裹转轴(1)轴身，且所有的辅助永磁体(3)和所有的主永磁体(2)的外表面合围成圆柱面；
护套(7)套在所有主永磁体(2)与所有辅助永磁体(3)的外表面上；
两个预紧螺母(6)分别旋拧在转轴(1)两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形预紧楔形片(5)的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有主永磁体(2)的径向预紧。
9.高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，包括转轴(1)、主永磁体(2)、辅助永磁体(3)、锥形预紧楔形片(4)、预紧螺母(5)和护套(6)；
转轴(1)为圆柱形结构，且其两端设有外螺纹，圆周方向上转轴(1)的轴身均匀开设有P个轴向槽，每个轴向槽包括两个主永磁体嵌放槽，两个主永磁体嵌放槽以轴身长度的中垂面呈镜像对称设置，且每个主永磁体嵌放槽的深度由该中垂面向轴身端部方向逐渐变大，使得转轴(1)轴身在向其两端方向上渐缩；P为电机的极对数；
主永磁体(2)为瓦片形结构，主永磁体(2)的总块数为2kP；k为正整数；
锥形预紧楔形片(4)内表面的锥度与转轴(1)轴身的锥度相同，锥形预紧楔形片(4)的总片数为4P；
每个主永磁体嵌放槽中放置两片锥形预紧楔形片(4)，4P片锥形预紧楔形片(4)完全包裹转轴(1)轴身，且所有的锥形预紧楔形片(4)的外表面合围成圆柱面；
每个轴向槽中的四片锥形预紧楔形片(4)上布设有k块主永磁体(2)；沿圆周方向上，相邻两个主永磁体(2)之间布设有一个辅助永磁体(3)，所有的主永磁体(2)和所有辅助永磁体(3)的外表面合围成圆柱面；
护套(6)套在所有主永磁体(2)与所有辅助永磁体(3)的外表面上；
两个预紧螺母(5)分别旋拧在转轴(1)两端的外螺纹上，并对其所对应的锥形预紧楔形片(4)的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有主永磁体(2)的径向预紧。
10.根据权利要求8或9所述的高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，锥形预紧楔形片为从其一端至另一端渐厚的瓦片形结构。
11.高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，包括转轴(1)、主永磁体(2)、辅助永磁体(3)、角形预紧楔形片(4)、预紧螺母(5)和护套(6)；
转轴(1)为圆柱形结构，其两端设有外螺纹，且在转轴(1)轴身上沿轴向铣有4P个安装主永磁体用的斜面，P为电机的极对数；
角形预紧楔形片(4)为从其一端至另一端渐厚的平板形结构，且平板形结构上下表面均为平面，其平板形结构上下表面之间的角度与转轴(1)轴身斜面的斜度相同；
主永磁体(2)的底面为平面、上表面为弧面的块体，主永磁体(2)的总块数为2kP，k为整数；
每个安装主永磁体用的斜面上布设一片角形预紧楔形片(4)，在每片角形预紧楔形片(4)上，沿轴向布设k块主永磁体(2)，所有的主永磁体(2)覆盖所有的角形预紧楔形片(4)，圆周方向相邻的两个主永磁体(2)之间布设有一块辅助永磁体(3)，所有的主永磁体(2)和所有的辅助永磁体(3)的外表面合围成圆柱面；
护套(6)套在所有主永磁体(2)与所有辅助永磁体(3)的外表面上；
两个预紧螺母(5)分别旋拧在转轴(1)轴身两端的外螺纹上，并对其所对应的角形预紧楔形片(4)的外侧端面进行轴向挤压，从而实现对所有主永磁体(2)的径向预紧。
12.根据权利要求1、2、3、4、8、9和11之一所述的高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，主永磁体的充磁方向为径向充磁或平行充磁，辅助永磁体的充磁方向为切向充磁。
13.根据权利要求1、2、3、4、8、9和11之一所述的高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，护套采用非磁性金属材料或非金属材料制成，转轴采用具备导磁性能的金属材料制成。
14.根据权利要求8、9和11之一所述的高速大功率永磁同步电机转子，其特征在于，转轴(1)轴身、主永磁体表面、辅助永磁体表面、预紧楔形片表面和护套内表面均涂有高强度粘接胶。
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