CN110707847A - 一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，属于永磁电机转子领域，一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，可以通过错位限位层的设置，在高速转动过程中可以对转子轴和铁芯起到锁紧的作用，有效提高本转子的稳定性，有效避免在离心力作用下因移位造成的不均匀磨损现象，当转子轴和铁芯之间发生轻微相对位移时，在停止工作即离心力消失时，双螺旋的弹性钢片可以修复该相对位移，进而提高本转子的稳定性和使用寿命，当转子轴和铁芯发生较大相对位移后，在错位限位层内穿刺和即时定位球的作用下，可以迅速将选择隐形槽和即时定位球进行粘接定位，有效避免相对位移的继续扩大，进而有效提高本转子在高温低压环境下的使用寿命。

Description

一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子

技术领域

本发明涉及永磁电机转子领域，更具体地说，涉及一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子。

背景技术

转子指由轴承支撑的旋转体。光盘等自身没有旋转子轴的物体，当它采用刚性连接或附加轴时，可视为一个转子。电机转子通俗的说就是电机中旋转的部分。电机转子也是电机中的旋转部件。电机由转子和定子两部分组成，它是用来实现电能与机械能和机械能与电能的转换装置。电机转子分为电动机转子和发电机转子。

近些年，由于永磁电机具有高转矩密度、高效率，被广泛应用于家电、电动汽车、风力发电和航空航天等场合。高能量密度的稀土永磁材料在永磁电机的设计和产品化中备受青睐。由于内置式永磁电机的永磁体置于转子铁心的内部，当电机转子运行在比较高的转速时，仍然能够保证电机转子的安全性。而且，内置式永磁电机的转子铁心中插入永磁体，永磁体的形状可以根据不同的性能要求设计成不同的形状，转子铁心空间被有效的利用。

电机转子在转动过程中会发生很大的离心力，为了保证转子轴和铁芯的正常工作，需要克服离心力，尽量减小二者之间的相对移动，现有的克服二者之间相对移动的方式多为在铁芯和转子轴相互接触的一端利用卡扣和卡槽进行固定，但是在转子高速转动过程中，在巨大离心力作用下，卡扣和卡槽处受到的力较大，使得导致受力不均匀，导致转子轴表面和铁芯内壁的不均匀磨损，随着使用时间延长，磨损越来越大严重后，转子轴和铁芯之间的稳定性变差，同时在高温低压环境下，磨损部位很容易发生氧化被锈蚀，导致永磁电机转子的使用寿命缩短。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，它可以通过错位限位层的设置，当本转子在高速转动过程中可以对转子轴和铁芯起到锁紧的作用，有效提高本转子的稳定性，有效避免在离心力作用下因移位造成的不均匀磨损现象，当转子轴和铁芯之间发生轻微相对位移时，在停止工作即离心力消失时，在双螺旋的弹性钢片作用下可以修复该相对位移，进而提高本转子的稳定性，以及使用寿命，当转子轴和铁芯发生较大相对位移后，在错位限位层内穿刺和即时定位球的作用下，可以迅速将选择隐形槽和即时定位球进行粘接定位，有效避免相对位移的继续扩大，进而有效提高本转子在高温低压环境下的使用寿命。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，包括转子轴，所述转子轴外端套设有铁芯，所述铁芯外端固定连接有多个均匀分布的限位扣，每两个所述限位扣之间均卡接有永磁体，所述永磁体外端套设有保护套，所述保护套与永磁体之前填充有环氧树脂，所述保护套两端与转子轴之间均连接有端盖，位于所述端盖内的转子轴外端设有微修复层，所述微修复层外端固定连接有夹层，所述夹层与铁芯相互靠近的一端设有错位限位层，可以通过错位限位层的设置，当本转子在高速转动过程中可以对转子轴和铁芯起到锁紧的作用，有效提高本转子的稳定性，有效避免在离心力作用下因移位造成的不均匀磨损现象，当转子轴和铁芯之间发生轻微相对位移时，在停止工作即离心力消失时，在双螺旋的弹性钢片作用下可以修复该相对位移，进而提高本转子的稳定性，以及使用寿命，当转子轴和铁芯发生较大相对位移后，在错位限位层内穿刺和即时定位球的作用下，可以迅速将选择隐形槽和即时定位球进行粘接定位，有效避免相对位移的继续扩大，进而有效提高本转子在高温低压环境下的使用寿命。

进一步的，所述限位扣为等腰梯形结构，且限位扣较短的一边与铁芯固定连接，使得相邻两个限位扣之间形成的空隙呈现相反的梯形结构，进而有效保证卡接的永磁体不易脱落，提高本转子的稳定性。

进一步的，所述错位限位层包括与铁芯固定连接的多个均匀分布的内限位齿以及与夹层固定连接的多个均匀分布的外限位齿，所述内限位齿和外限位齿相互错位匹配，内限位齿和外限位齿均匀分布且相互匹配，使得内限位齿和外限位齿之间不存在明显空隙，当转子在高速转动时，可以有效确保多个内限位齿和外限位齿处均受力均匀，并且在转动过程中很难发生相对移位现象。

进一步的，所述内限位齿和外限位齿均为三角形结构，且内限位齿和外限位齿相互靠近的一侧均为最长斜面，当内限位齿和外限位齿相互卡接匹配时，三角形结构可以起到锁紧的作用，进而使其在转动过程中不易发生移位，有效提高本转子的稳定性，有效避免在离心力作用下因移位造成的不均匀磨损现象。

进一步的，相互匹配的所述内限位齿和外限位齿相互靠近的一端均开凿有相互对应的选择隐形槽，两个所述选择隐形槽围成的空间内填充有多个即时定位球，所述选择隐形槽槽口处设有穿刺。

进一步的，所述即时定位球为中空结构，所述即时定位球内填充有速粘胶，长期使用后，当转子轴和铁芯之间发生一定的相对位移后，两个选择隐形槽移位，使得穿刺露出，在离心力作用下，即时定位球会发生移动并与穿刺端面接触被戳破，流出的速粘胶进而可以迅速将选择隐形槽和即时定位球进行粘接定位，有效避免相对位移的继续扩大。

进一步的，所述选择隐形槽槽口处设置有斜面，所述穿刺连接在斜面上，所述穿刺包括两个分别与内限位齿和外限位齿固定连接的隐性楔形尖刺，在初始状态下，即转子轴和铁芯未发生相对位移时，两个隐性楔形尖刺重合，当发生相对位移后，两者错位，其中一个隐性楔形尖刺的端部会进入到两个选择隐形槽围成的空间内，在离心力作用下，即时定位球碰到隐性楔形尖刺时可以被戳破。

进一步的，所述微修复层包括弹性钢片和修复基层，所述弹性钢片镶嵌在修复基层内。

进一步的，所述弹性钢片呈双螺旋结构，一方面可以提高微修复层的强度和稳定性，使其在受到离心力时，不易发生大的形变，另一方面可以提供一定的缓冲力，降低在离心力作用下，转子轴和铁芯之间的磨损，且弹性钢片呈现压缩状态，有效消除转子轴和铁芯之间的空隙，进而降低相对位移，同时在修复基层作用下，即使在转动过程中发生一定轻微的相对位移，当离心力消失时，也能被修复，使得转子轴和铁芯恢复原位，进而提高本转子的稳定性，以及使用寿命。

进一步的，所述修复基层为硅橡胶材质，且微修复层的整体厚度为3-5mm，整体厚度过厚，在离心力作用下，其因微修复层的弹力缓冲会导致相对位移过大，厚度过小容易导致其对于转子轴和铁芯轻微相对位移的修复作用不明显。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本方案可以通过错位限位层的设置，当本转子在高速转动过程中可以对转子轴和铁芯起到锁紧的作用，有效提高本转子的稳定性，有效避免在离心力作用下因移位造成的不均匀磨损现象，当转子轴和铁芯之间发生轻微相对位移时，在停止工作即离心力消失时，在双螺旋的弹性钢片作用下可以修复该相对位移，进而提高本转子的稳定性，以及使用寿命，当转子轴和铁芯发生较大相对位移后，在错位限位层内穿刺和即时定位球的作用下，可以迅速将选择隐形槽和即时定位球进行粘接定位，有效避免相对位移的继续扩大，进而有效提高本转子在高温低压环境下的使用寿命。

(2)限位扣为等腰梯形结构，且限位扣较短的一边与铁芯固定连接，使得相邻两个限位扣之间形成的空隙呈现相反的梯形结构，进而有效保证卡接的永磁体不易脱落，提高本转子的稳定性。

(3)错位限位层包括与铁芯固定连接的多个均匀分布的内限位齿以及与夹层固定连接的多个均匀分布的外限位齿，内限位齿和外限位齿相互错位匹配，内限位齿和外限位齿均匀分布且相互匹配，使得内限位齿和外限位齿之间不存在明显空隙，当转子在高速转动时，可以有效确保多个内限位齿和外限位齿处均受力均匀，并且在转动过程中很难发生相对移位现象。

(4)内限位齿和外限位齿均为三角形结构，且内限位齿和外限位齿相互靠近的一侧均为最长斜面，当内限位齿和外限位齿相互卡接匹配时，三角形结构可以起到锁紧的作用，进而使其在转动过程中不易发生移位，有效提高本转子的稳定性，有效避免在离心力作用下因移位造成的不均匀磨损现象。

(5)相互匹配的内限位齿和外限位齿相互靠近的一端均开凿有相互对应的选择隐形槽，两个选择隐形槽围成的空间内填充有多个即时定位球，选择隐形槽槽口处设有穿刺。

(6)即时定位球为中空结构，即时定位球内填充有速粘胶，长期使用后，当转子轴和铁芯之间发生一定的相对位移后，两个选择隐形槽移位，使得穿刺露出，在离心力作用下，即时定位球会发生移动并与穿刺端面接触被戳破，流出的速粘胶进而可以迅速将选择隐形槽和即时定位球进行粘接定位，有效避免相对位移的继续扩大。

(7)选择隐形槽槽口处设置有斜面，穿刺连接在斜面上，穿刺包括两个分别与内限位齿和外限位齿固定连接的隐性楔形尖刺，在初始状态下，即转子轴和铁芯未发生相对位移时，两个隐性楔形尖刺重合，当发生相对位移后，两者错位，其中一个隐性楔形尖刺的端部会进入到两个选择隐形槽围成的空间内，在离心力作用下，即时定位球碰到隐性楔形尖刺时可以被戳破。

(8)微修复层包括弹性钢片和修复基层，弹性钢片镶嵌在修复基层内。

(9)弹性钢片呈双螺旋结构，一方面可以提高微修复层的强度和稳定性，使其在受到离心力时，不易发生大的形变，另一方面可以提供一定的缓冲力，降低在离心力作用下，转子轴和铁芯之间的磨损，且弹性钢片呈现压缩状态，有效消除转子轴和铁芯之间的空隙，进而降低相对位移，同时在修复基层作用下，即使在转动过程中发生一定轻微的相对位移，当离心力消失时，也能被修复，使得转子轴和铁芯恢复原位，进而提高本转子的稳定性，以及使用寿命。

(10)修复基层为硅橡胶材质，且微修复层的整体厚度为3-5mm，整体厚度过厚，在离心力作用下，其因微修复层的弹力缓冲会导致相对位移过大，厚度过小容易导致其对于转子轴和铁芯轻微相对位移的修复作用不明显。

附图说明

图1为本发明的截面的结构示意图；

图2为本发明的正面的结构示意图；

图3为本发明的转子轴和铁芯处的结构示意图；

图4为图3中A处的结构示意图；

图5为本发明的转子轴立体的结构示意图；

图6为本发明的铁芯的结构示意图；

图7为本发明的错位限位层部分的结构示意图；

图8为图7中B处结构示意图。

图中标号说明：

1转子轴、2铁芯、3限位扣、4永磁体、5环氧树脂、6保护套、7端盖、8错位限位层、81内限位齿、82外限位齿、9微修复层、91修复基层、92弹性钢片、10夹层、11选择隐形槽、12即时定位球、13隐性楔形尖刺。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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：

请参阅图1-2，一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，包括转子轴1，转子轴1外端套设有铁芯2，铁芯2外端固定连接有多个均匀分布的限位扣3，每两个限位扣3之间均卡接有永磁体4，永磁体4外端套设有保护套6，保护套6与永磁体4之前填充有环氧树脂5，保护套6两端与转子轴1之间均连接有端盖7，限位扣3为等腰梯形结构，且限位扣3较短的一边与铁芯2固定连接，使得相邻两个限位扣3之间形成的空隙呈现相反的梯形结构，进而有效保证卡接的永磁体4不易脱落，提高本转子的稳定性。

请参阅图3，位于端盖7内的转子轴1外端设有微修复层9，微修复层9外端固定连接有夹层10，夹层10与铁芯2相互靠近的一端设有错位限位层8，请参阅图5-6，错位限位层8包括与铁芯2固定连接的多个均匀分布的内限位齿81以及与夹层10固定连接的多个均匀分布的外限位齿82，内限位齿81和外限位齿82相互错位匹配，内限位齿81和外限位齿82均匀分布且相互匹配，使得内限位齿81和外限位齿82之间不存在明显空隙，当转子在高速转动时，可以有效确保多个内限位齿81和外限位齿82处均受力均匀，并且在转动过程中很难发生相对移位现象。

请参阅图3-4，微修复层9包括弹性钢片92和修复基层91，弹性钢片92镶嵌在修复基层91内，弹性钢片92呈双螺旋结构，一方面可以提高微修复层9的强度和稳定性，使其在受到离心力时，不易发生大的形变，另一方面可以提供一定的缓冲力，降低在离心力作用下，转子轴1和铁芯2之间的磨损，且弹性钢片92呈现压缩状态，有效消除转子轴1和铁芯2之间的空隙，进而降低相对位移，同时在修复基层91作用下，即使在转动过程中发生一定轻微的相对位移，当离心力消失时，也能被修复，使得转子轴1和铁芯2恢复原位，进而提高本转子的稳定性，以及使用寿命，修复基层91为硅橡胶材质，且微修复层9的整体厚度为3-5mm，整体厚度过厚，在离心力作用下，其因微修复层9的弹力缓冲会导致相对位移过大，厚度过小容易导致其对于转子轴1和铁芯2轻微相对位移的修复作用不明显。

请参阅图7，内限位齿81和外限位齿82均为三角形结构，且内限位齿81和外限位齿82相互靠近的一侧均为最长斜面，当内限位齿81和外限位齿82相互卡接匹配时，三角形结构可以起到锁紧的作用，进而使其在转动过程中不易发生移位，有效提高本转子的稳定性，有效避免在离心力作用下因移位造成的不均匀磨损现象，相互匹配的内限位齿81和外限位齿82相互靠近的一端均开凿有相互对应的选择隐形槽11，两个选择隐形槽11围成的空间内填充有多个即时定位球12，即时定位球12为中空结构，即时定位球12内填充有速粘胶，长期使用后，当转子轴1和铁芯2之间发生一定的相对位移后，两个选择隐形槽11移位，使得穿刺露出，在离心力作用下，即时定位球12会发生移动并与穿刺端面接触被戳破，流出的速粘胶进而可以迅速将选择隐形槽11和即时定位球12进行粘接定位，有效避免相对位移的继续扩大；

请参阅图8，选择隐形槽11槽口处设有穿刺,，选择隐形槽11槽口处设置有斜面，穿刺连接在斜面上，穿刺包括两个分别与内限位齿81和外限位齿82固定连接的隐性楔形尖刺13，在初始状态下，即转子轴1和铁芯2未发生相对位移时，两个隐性楔形尖刺13重合，当发生相对位移后，两者错位，其中一个隐性楔形尖刺13的端部会进入到两个选择隐形槽11围成的空间内，在离心力作用下，即时定位球12碰到隐性楔形尖刺13时可以被戳破。

可以实现错位限位层8的设置，当本转子在高速转动过程中可以对转子轴1和铁芯2起到锁紧的作用，有效提高本转子的稳定性，有效避免在离心力作用下因移位造成的不均匀磨损现象，当转子轴1和铁芯2之间发生轻微相对位移时，在停止工作即离心力消失时，在双螺旋的弹性钢片92作用下可以修复该相对位移，进而提高本转子的稳定性，以及使用寿命，当转子轴1和铁芯2发生较大相对位移后，在错位限位层8内穿刺和即时定位球12的作用下，可以迅速将选择隐形槽11和即时定位球12进行粘接定位，有效避免相对位移的继续扩大，进而有效提高本转子在高温低压环境下的使用寿命。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，包括转子轴(1)，其特征在于：所述转子轴(1)外端套设有铁芯(2)，所述铁芯(2)外端固定连接有多个均匀分布的限位扣(3)，每两个所述限位扣(3)之间均卡接有永磁体(4)，所述永磁体(4)外端套设有保护套(6)，所述保护套(6)与永磁体(4)之前填充有环氧树脂(5)，所述保护套(6)两端与转子轴(1)之间均连接有端盖(7)，位于所述端盖(7)内的转子轴(1)外端设有微修复层(9)，所述微修复层(9)外端固定连接有夹层(10)，所述夹层(10)与铁芯(2)相互靠近的一端设有错位限位层(8)。

2.根据权利要求1所述的一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，其特征在于：所述限位扣(3)为等腰梯形结构，且限位扣(3)较短的一边与铁芯(2)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，其特征在于：所述错位限位层(8)包括与铁芯(2)固定连接的多个均匀分布的内限位齿(81)以及与夹层(10)固定连接的多个均匀分布的外限位齿(82)，所述内限位齿(81)和外限位齿(82)相互错位匹配。

4.根据权利要求1所述的一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，其特征在于：所述内限位齿(81)和外限位齿(82)均为三角形结构，且内限位齿(81)和外限位齿(82)相互靠近的一侧均为最长斜面。

5.根据权利要求3所述的一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，其特征在于：相互匹配的所述内限位齿(81)和外限位齿(82)相互靠近的一端均开凿有相互对应的选择隐形槽(11)，两个所述选择隐形槽(11)围成的空间内填充有多个即时定位球(12)，所述选择隐形槽(11)槽口处设有穿刺。

6.根据权利要求5所述的一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，其特征在于：所述即时定位球(12)为中空结构，所述即时定位球(12)内填充有速粘胶。

7.根据权利要求5所述的一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，其特征在于：所述选择隐形槽(11)槽口处设置有斜面，所述穿刺连接在斜面上，所述穿刺包括两个分别与内限位齿(81)和外限位齿(82)固定连接的隐性楔形尖刺(13)。

8.根据权利要求1所述的一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，其特征在于：所述微修复层(9)包括弹性钢片(92)和修复基层(91)，所述弹性钢片(92)镶嵌在修复基层(91)内。

9.根据权利要求8所述的一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，其特征在于：所述弹性钢片(92)呈双螺旋结构，且弹性钢片(92)呈现压缩状态。

10.根据权利要求9所述的一种应用于高温低气压环境的永磁电机转子，其特征在于：所述修复基层(91)为硅橡胶材质，且微修复层(9)的整体厚度为3-5mm。

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