CN110601401A - 电机转子组件、电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机转子组件、电机。其中一种电机转子组件，包括转轴，所述转轴具有导磁轴段，所述导磁轴段上固定连接有永磁体，还包括温度检测部件，所述温度检测部件的感温头接触所述永磁体的表面。本发明的一种电机转子组件、电机，温度检测部件与永磁体表面直接接触，能够实时且精准地监测永磁体在转子组件旋转时的温度。

Description

电机转子组件、电机

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，具体涉及一种电机转子组件、电机。

背景技术

电机的温升是衡量电机性能的重要指标之一，它与电机的使用寿命有着直接的关系，若电机温升过高极易引起电机损坏。尤其对高速永磁电机而言，因其具有体积小、功率密度高等特点，同时高频谐波会在转子铁芯和永磁体表面产生较大的涡流损耗，使得转子运行在较高温度下，很容易造成永磁体退磁现象。故而，检测电机转子，特别是永磁体的温度显得尤为重要，另外，转子的温度测量数据，对于高速电机结构设计优化同样也是必不可少的基础数据。

然而由于高速电机转子高速运行的特点，导致测量转子温度非常困难。有限的数种检测手段或缺乏实时性、准确性，或实施方法复杂，难以实际应用。传统的高速永磁电机转子测量方法主要有以下两种，一种是电机停机断电后立即接上检测装置，直接对转子表面温度进行测量，然而从停机到接设备检测存在时间差，且测量的为转子静止后的温度，无法准确获取转子高速运行时其表面温度情况；另一种是在转子表面涂抹不可逆示温涂料，依据涂料颜色变化来测定转子运行时的温度分布情况，但是颜色变化对应温度梯度较大，同时各种颜色之间的差异并不明显，使得测量转子温度误差非常大；还有的是采用将测温传感器例如红外传感器安装于电机定子与永磁体相邻的位置处直接测量的方式，但这些方式对永磁体温度的测量都仅是表面温度，而很多情况下，永磁体(例如永磁体)都埋置在转子铁芯内部，对转子表面温度的测量并不能直接反应永磁体的温度变化。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电机转子组件、电机，温度检测部件与永磁体表面直接接触，能够实时且精准地监测永磁体在转子组件旋转时的温度。

为了解决上述问题，本发明提供一种电机转子组件，包括转轴，所述转轴具有导磁轴段，所述导磁轴段上固定连接有永磁体，还包括温度检测部件，所述温度检测部件的感温头接触所述永磁体的表面。

优选地，所述导磁轴段上构造有第一容纳槽，所述温度检测部件装设于所述第一容纳槽中。

优选地，所述转轴上构造有信号传输通道，以将所述温度检测部件的检测结果信号传输至信号接收装置。

优选地，所述温度检测部件包括无线温度传感器。

优选地，所述温度检测部件还包括自供电模块，用于给所述无线温度传感器供电。

优选地，所述自供电模块包括压电材料。

优选地，所述第一容纳槽具有多个，多个所述第一容纳槽沿着所述转轴的轴向间隔设置。

优选地，所述导磁轴段的轴向两端分别具有轴向限位轴段，所述轴向限位轴段与所述导磁轴段同轴设置。

优选地，所述轴向限位轴段朝向所述永磁体的一侧构造有第二容纳槽，所述第二容纳槽中装设有所述温度检测部件。

优选地，所述电机转子组件还包括防护套，所述防护套套装于所述永磁体的外周侧。

优选地，所述防护套与所述永磁体的外周侧之间为过盈配合。

优选地，所述防护套朝向所述永磁体的一侧构造有第三容纳槽，所述第三容纳槽中装设有所述温度检测部件。

优选地，所述永磁体为瓦片状，且所述永磁体具有多个；和或，所述永磁体与所述导磁轴段粘接。

优选地，所述感温头接触所述永磁体的内表面。

本发明还提供一种电机，包括上述的电机转子组件。

优选地，所述电机还包括信号接收装置，用于接收所述温度检测部件发出的检测结果信号。

优选地，所述信号接收装置设置于电机具有的端盖，和/或，定子，和/或，壳体上。

本发明提供的一种电机转子组件、电机，将所述温度检测部件的感温头与所述永磁体的表面直接接触，从而实现了对转子组件在运转过程中永磁体的温度的直接检测，从而能够实时且精准地监测永磁体在转子组件旋转时的温度。

附图说明

图1为本发明实施例的电机转子组件中的转轴的立体结构示意图；

图2为图1的剖面图；

图3为本发明另一实施例的电机的内部结构示意图。

附图标记表示为：

1、转轴；11、导磁轴段；111、第一容纳槽；12、轴向限位轴段；121、第二容纳槽；2、防护套；3、永磁体；4、温度检测部件；5、信号传输通道；6、信号接收装置；7、定子；8、端盖；9、壳体。

具体实施方式

结合参见图1至图3所示，根据本发明的实施例，提供一种电机转子组件，尤其适用于高速电机中，包括转轴1，所述转轴1具有导磁轴段11，所述导磁轴段11上固定连接有永磁体3，例如所述永磁体3采用专用的永磁体胶粘接于所述导磁轴段11的外侧周壁上，还包括温度检测部件4，所述温度检测部件4的感温头接触所述永磁体3的表面。该技术方案中，将所述温度检测部件4的感温头与所述永磁体3的表面直接接触，从而实现了对转子组件在运转过程中永磁体3的温度的直接检测，从而能够实时且精准地监测永磁体3在转子组件旋转时的温度。所述温度检测部件4的感温头例如可以接触于所述永磁体4的外周立壁(例如厚度方向)上，在一些情况下亦可以接触所述永磁体4的外侧壁(也即朝向定子一侧的表面)，而最好的是，所述感温头接触所述永磁体3的内表面也即与所述导磁轴段11相接触配合的一面，从而能够精确检测永磁体3内侧的温度，这样能够最为准确的反应转子的温度总体情况。所述导磁轴段11的材料可以选择40CrNiMoA、42CrMo等。

可以理解的，所述导磁轴段11上构造有第一容纳槽111，所述温度检测部件4装设于所述第一容纳槽111中，所述温度检测部件4的感温头通过所述第一容纳槽111的开口位置与所述永磁体3的内表面接触，从而使所述转子组件的结构简单紧凑，且所述温度检测部件4的安装可靠性更高，有效防止所述温度检测部件4相对于所述永磁体3之间的位置变动。

所述温度检测部件4例如可以采用传统的有线传输的温度传感器，此时，需要对转轴1与静止件之间设置相应的滑环对相应的检测结果信号进行不间断传输，但是这种滑环结构在应用于高速电机中时磨损较大，可靠性不能保证；因此，优选的是，所述温度检测部件4采用无线温度传感器，此时在所述转轴1上构造有信号传输通道5，以将所述温度检测部件4的检测结果信号传输至信号接收装置6，所述信号接收装置6的装设位置则可以是多样的，将在下文中叙述。

进一步地，所述温度检测部件4还包括自供电模块，用于给所述无线温度传感器供电，所述自供电模块是指能够无需与外部供电设备通过线缆连接而使无线温度传感器能够得电运转的一类模块或者部件的总称，例如可以采用传统的纽扣电池，但这种供电方式受电池容量的限制，使所述温度检测部件4的使用寿命偏短，且在更换其时存在较大难度，例如需要将位于其外侧的永磁体3拆卸下来，基于这种不足，优选地，所述自供电模块包括压电材料，当然所述自供电模块还包括相应的电路转换模块(例如相应的电路芯片)，而这些是现有技术中常被采用的技术，本发明不再赘述，值得说明的是，所述压电材料是一类发生形变时会在自身内部产生电能的特殊性质材料，本申请意欲巧妙的采用压电材料的这一特性，将其应用在电机转轴上并利用转轴1在运转时所产生的微小形变以及离心力实现压电材料的发电作用，也即本发明并非意图对压电材料的具体结构进行特别限定。

所述第一容纳槽111具有多个，多个所述第一容纳槽111沿着所述转轴1的轴向间隔设置，由此可以实现对所述永磁体3多个位置的温度检测获取，而进一步地，则可以通过外部的数据处理单元对获取的温度结果进行分析，以更加全面的了解电机的运行状况。

优选地，所述导磁轴段11的轴向两端分别具有轴向限位轴段12，所述轴向限位轴段12与所述导磁轴段11同轴设置且两者的轴径差为D，所述永磁体3的厚度为H，D＝2H，该技术方案中，所述轴向限位轴段12的设计目的在于能够将永磁体3限制于两者所形成凹槽之中，并能够对所述永磁体3的轴向实现有效定位，保证所述永磁体3与所述转轴1之间的连接可靠性，而D＝2H则保证了当所述永磁体3粘接于所述导磁轴段111中时，永磁体3的外周壁能够与所述轴向限位轴段12的外周侧平齐。此时最好的，所述电机转子组件还包括防护套2，所述防护套2套装于所述永磁体3的外周侧，进一步地，所述防护套2与所述永磁体3的外周侧之间为过盈配合，此时，所述防护套2能够给予所述永磁体3朝向所述转轴1的轴心方向强力支撑，有效防止所述永磁体3与所述转轴1脱离连接。进一步地，所述防护套2可以为一个圆筒体，在材料的选择是最好选择非导磁且不隔磁的材料例如钛合金、镍基合金等，而不选择导磁材料，防止采用导磁材料内部形成的铁损现象发生，同时选用非导磁材料也相当于是增大电机定转子间的物理气隙，可有效改善电机其它方面的性能。

进一步的，所述轴向限位轴段12朝向所述永磁体3的一侧构造有第二容纳槽121，所述第二容纳槽121中装设有所述温度检测部件4，所述防护套2朝向所述永磁体3的一侧构造有第三容纳槽，所述第三容纳槽中装设有所述温度检测部件4，而可以理解的是所述第二容纳槽121、第三容纳槽的相应位置上亦设置有与之分别连通的所述信号传输通道5。

为了便于所述永磁体3与所述转轴1之间的组装连接过程，优选地，所述永磁体3为瓦片状，且所述永磁体3具有多个，例如2个极性相反的瓦片状永磁体3彼此对称的表贴于所述导磁轴段11的周向上，如图3所示，当然，还可以是其他的偶数个。

根据本发明的实施例，还提供一种电机，尤其是一种高速电机，包括上述的电机转子组件。所述电机包括壳体9以及处于所述壳体9内的定子7，而所述电机转子组件则处于所述定子7的定子孔内，还包括设置于所述壳体9轴向两端的端盖8，所述电机还包括信号接收装置6，用于接收所述温度检测部件4发出的检测结果信号，所述信号接收装置6设置于电机具有的定子7，和/或，端盖8，和/或，壳体9上。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种电机转子组件，其特征在于，包括转轴(1)，所述转轴(1)具有导磁轴段(11)，所述导磁轴段(11)上固定连接有永磁体(3)，还包括温度检测部件(4)，所述温度检测部件(4)的感温头接触所述永磁体(3)的表面。

2.根据权利要求1所述的电机转子组件，其特征在于，所述导磁轴段(11)上构造有第一容纳槽(111)，所述温度检测部件(4)装设于所述第一容纳槽(111)中。

3.根据权利要求2所述的电机转子组件，其特征在于，所述转轴(1)上构造有信号传输通道(5)，以将所述温度检测部件(4)的检测结果信号传输至信号接收装置(6)。

4.根据权利要求2所述的电机转子组件，其特征在于，所述温度检测部件(4)包括无线温度传感器。

5.根据权利要求4所述的电机转子组件，所述温度检测部件(4)还包括自供电模块，用于给所述无线温度传感器供电。

6.根据权利要求5所述的电机转子组件，其特征在于，所述自供电模块包括压电材料。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电机转子组件，其特征在于，所述第一容纳槽(111)具有多个，多个所述第一容纳槽(111)沿着所述转轴(1)的轴向间隔设置。

8.根据权利要求1所述的电机转子组件，其特征在于，所述导磁轴段(11)的轴向两端分别具有轴向限位轴段(12)，所述轴向限位轴段(12)与所述导磁轴段(11)同轴设置。

9.根据权利要求8所述的电机转子组件，其特征在于，所述轴向限位轴段(12)朝向所述永磁体(3)的一侧构造有第二容纳槽(121)，所述第二容纳槽(121)中装设有所述温度检测部件(4)。

10.根据权利要求8所述的电机转子组件，其特征在于，还包括防护套(2)，所述防护套(2)套装于所述永磁体(3)的外周侧。

11.根据权利要求10所述的电机转子组件，其特征在于，所述防护套(2)与所述永磁体(3)的外周侧之间为过盈配合。

12.根据权利要求10所述的电机转子组件，其特征在于，所述防护套(2)朝向所述永磁体(3)的一侧构造有第三容纳槽，所述第三容纳槽中装设有所述温度检测部件(4)。

13.根据权利要求1所述的电机转子组件，其特征在于，所述永磁体(3)为瓦片状，且所述永磁体(3)具有多个；和或，所述永磁体(3)与所述导磁轴段(11)粘接。

14.根据权利要求1所述的电机转子组件，其特征在于，所述感温头接触所述永磁体(3)的内表面。

15.一种电机，包括电机转子组件，其特征在于，所述电机转子组件为权利要求1至14中任一项所述的电机转子组件。

16.根据权利要求15所述的电机，其特征在于，还包括信号接收装置(6)，用于接收所述温度检测部件(4)发出的检测结果信号。

17.根据权利要求16所述的电机，其特征在于，所述信号接收装置(6)设置于电机具有的端盖(8)，和/或，定子(7)，和/或，壳体(9)上。