CN114759702A - 一种新型转子结构的高速永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型转子结构的高速永磁电机结构，属于电机结构技术领域，本发明提出新型结构来提高电机工作效率，优化电机性能。其技术方案采用内置式“V”型电机设计，在主隔磁桥侧位磁肋、辅隔磁桥位分别嵌入“H”型加强筋，减小漏磁的同时使主、辅隔磁桥位置能满足机械强度与电磁性能，最大化变薄；在转子表面套入由碳纤维材料制成的护套，将此护套内表面通过打磨的方式，使护套与转子更好的贴合，同时将此护套外进行喷淋镀层，防止护套老化损耗，使护套的寿命得以延续；本发明所述的一种新型转子结构，保证电机运行的稳定性，提高了电机运行性能，同时实现了对转子的保护，进而达到新型结构对高速永磁电机所优化的目的。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，尤其是涉及一种新型转子结构的高速永磁电机。
背景技术
高速永磁电机由于效率高、功率较大、功率因数高、可靠性高和便于维护等优点，逐渐成为工业制造行业内电机种类的首选，考虑高速永磁电机中内置式转子结构，应用其现有技术将主隔磁桥位置尺寸尽可能变薄，以此提升电机性能，但在高速旋转时产生的巨大离心力，如果没有保护措施，转子将因主隔磁桥位置变薄而裂纹破坏等现象发生，为避免此类情况，在机械强度方面需要用护套对转子进行保护。目前比较常用于高速电机的护套材料是碳纤维护套，碳纤维材料由于抗拉强度较大的优点，得到了广泛的应用，通过护套与转子之间过盈配合来考虑护套厚度，同时在电机高速转动的情况下引起的铁芯损耗、风磨损耗，部件老化，耐热、寿命等问题，对护套本身进行一定的考量，减小上述提出的问题概率，同时对转子设计有了更考究的选取方案。
另外，对于内置式高速永磁电机转子来说，转子应力最大的部分是主、辅助隔磁桥处，就大型电机来说，为满足应力，在设计中不可避免增加辅助隔磁桥宽度，然而此种做法可以提高机械强度但会增大漏磁，传统加强筋的形状不足以满足辅助隔磁桥较宽时，对其强度的削弱，同时漏磁也没有没明显的减少。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种新型转子结构的高速永磁电机的结构，该结构解决了内置式电机通过最大化改变隔磁桥厚度来提升运行性能的问题，使电机运行性能达到一个新的高度。
技术方案：本发明提供了一种新型转子结构的高速永磁电机结构，其特征在于，通过在隔磁桥两侧加入加强筋的形式，并在转子表面套入护套的方法共同来保护转子，同时考虑装配工艺及寿命问题，对护套进行修整、打磨和喷淋镀层的工艺。
上述技术方案中，永磁体为4极(2对极)，同时在主隔磁桥侧磁肋、辅隔磁桥位置处嵌入“H”型加强筋，改变传统的在内置式电机中所用加强筋形状，做成“H”型，优点在于大面积覆盖隔磁桥位置，有效减小隔磁桥间产生的漏磁，用量少，强度大的结构可以更加充分地分担隔磁桥位置的应力。
上述技术方案中，护套采用碳纤维材料，采用套入式紧贴转子表面，护套厚度选取的尺寸应根据隔磁桥位置厚度进行范围性选取，后根据仿真数据来确定护套厚度。
上述技术方案中，将护套内侧与转子不紧密贴合处，进行对护套的修整，后采用套入方式紧贴转子表面。
上述技术方案中，护套外侧采用喷淋镀层的方式，在护套表面形成一层保护膜，保护膜厚度应按照护套厚度进行选择。
通过采用上述技术方案，高速永磁电机的运行特性得到了优化，在两个隔磁桥侧嵌入加强筋不仅可以使隔磁桥处的漏磁减少，还可以保护因隔磁桥厚度变薄的永磁体，使其在高速运转的情况下，永磁体机械强度得以满足；在护套的作用下不仅保护了隔磁桥变薄后转子结构的合理性，有效地减小了高速转动的情况下因强大离心力所造成的转子涡流损耗，以及裂纹现象的发生，同时也降低了转动过程中永磁体被甩出的风险，使电机结构更加紧密。本发明结构简单，设计灵活，应用范围广泛，具有较实际的可靠性。
附图说明
图1是本发明的转子径向结构示意图；
图1中：1、转子铁芯，2、永磁体，3、主隔磁桥侧磁肋、辅隔磁桥处“H”型加强筋，4、护套，5、护套镀层；
图2是本发明的转子整体结构示意图；
图3是本发明的转子结构等效应力云图：
图4是本发明的护套结构等效应力云图；
图5是本发明的加强筋结构等效应力云图；
具体实施方式
为实现本发明的技术方法，使其目的及性能易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述发明。
参见说明附图1和附图2，一种新型的转子结构的高速同步永磁电机，其特征在于：主隔磁桥侧磁肋、辅隔磁桥隔磁桥处嵌入“H”型加强筋3，碳纤维材料护套4紧贴内置式电机转子表面。
本实施中，永磁体为4极(2对极)，同时在主隔磁桥侧磁肋、辅隔磁桥位置处嵌入“H”型加强筋3，改变传统的在内置式电机中所用加强筋形状，做成“H”型，优点在于当隔磁桥宽度为满足结构设计很宽时，“H”型加强筋3可以更好地减小隔磁桥间产生的漏磁，同时用量少，强度大，更加充分地分担隔磁桥位置的应力。
本实施中，护套4采用碳纤维材料，采用套入式紧贴转子表面，护套厚度选取的尺寸应根据隔磁桥位置厚度进行范围性选取，后根据仿真数据来确定护套厚度。
本实施中，将护套4内侧与转子不紧密贴合处，进行对护套4的修整，后采用套入方式紧贴转子表面。
本实施中，护套4外侧采用喷淋镀层的方式，在护套表面形成一层保护膜5，保护膜厚度应按照护套厚度进行选择。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。
Claims (6)
1.一种新型转子结构的高速永磁电机结构，其特征在于，包括转子铁芯(1)、永磁体(2)、加强筋(3)、转子护套(4)、护套镀层(5)；所述的永磁体采用“V”型结构，所述的加强筋(3)嵌入在主隔磁桥侧位磁肋和辅隔磁桥位置，所述的转子护套(4)紧贴至转子表面，所述的护套表面镀层(5)在护套外表面。
2.如权利要求1所述的一种新型转子结构的高速永磁电机结构，其特征在于：转子为内置式结构，永磁体(2)采用“V”型结构。
3.如权利要求1所述的一种新型转子结构的高速永磁电机结构，其特征在于：加强筋(3)选用强度大的材料，嵌入在主隔磁桥侧位磁肋和辅隔磁桥位置，采用“H”型。
4.如权利要求1所述的一种新型转子结构的高速永磁电机结构，其特征在于：转子表面护套(4)采用碳纤维材料。
5.如权利要求1所述的一种新型转子结构的高速永磁电机结构，其特征在于：护套(4)内表面打磨修整。
6.如权利要求1所述的一种新型转子结构的高速永磁电机结构，其特征在于：护套外表面进行喷淋镀层(5)。
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