CN116667567A - 电机转子及其高速电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及转子技术领域，尤其是涉及一种电机转子及其高速电机，包括转轴及设置在转轴外周面上的磁钢组件，每组所述磁钢组件沿转轴圆周方向的两侧均设置有挡板，所述挡板沿转轴外周面的轴向设置，相邻两所述磁钢组件之间的挡板相互间隔设置并形成用于防止磁路短路的凹槽，所述磁钢组件的外周面上包覆有碳纤维材质的固定套，本在使用时，通过包覆设在磁钢组件上碳纤维材质的固定套，固定套的张紧段与磁钢组件贴合，再由预紧段对张紧段进张紧，保证张紧段贴合磁钢稳定可靠，提高了设备的安全性，避免转子在转动时，磁钢出现脱落造成炸机现象，凹槽防止磁钢组件之间的磁路短路，同时冷却通道可以对电机转子整体进行冷却，保证电机转子运行稳定可靠。

Description

电机转子及其高速电机

技术领域

本发明涉及转子技术领域，尤其是涉及一种电机转子及其高速电机。

背景技术

风机包括定子及设置在定子内的转子，在转子的转轴外围会贴附一些磁钢，为了保证磁钢被固定在转轴上稳定可靠，会在磁钢外用不锈钢的钢套将磁钢限制在转轴上，由于加工和制造工艺的差异，转轴及贴附在转轴上的磁钢，以及钢套本身就会存在一定间隙，在转子运转时，由于转子的转速高达上万转，导致由间隙处的磁钢会出现晃动，长期会导致转轴上的磁钢脱落，严重时出现电机炸机的现象。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决由于加工和制造工艺的差异，转轴及贴附在转轴上的磁钢，以及钢套本身就会存在一定间隙，在转子运转时，由于转子的转速高达上万转，导致由间隙处的磁钢会出现晃动，长期会导致转轴上的磁钢脱落，严重时出现电机炸机的现象的问题，现提供了一种电机转子及其高速电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种电机转子，包括转轴及设置在转轴外周面上的磁钢组件，每组所述磁钢组件沿转轴圆周方向的两侧均设置有挡板，所述挡板沿转轴外周面的轴向设置，相邻两所述磁钢组件之间的挡板相互间隔设置并形成用于防止磁路短路的凹槽，所述磁钢组件的外周面上包覆有碳纤维材质的固定套，所述固定套沿转轴圆周方向具有张紧段和预紧段，所述张紧段为弧形并与磁钢组件贴合，所述预紧段为直线段并设置在相邻两磁钢组件的挡板之间，所述直线段用于对张紧段进行张紧并使张紧段始终贴合磁钢组件，所述凹槽两侧的挡板、与凹槽对应固定套的直线段及转轴之间形成冷却通道，所述冷却通道用于对电机转子冷却。相比于现有技术，本方案通过包覆设在磁钢组件上碳纤维材质的固定套，固定套的张紧段与磁钢组件贴合，再由预紧段对张紧段进张紧，保证张紧段贴合磁钢稳定可靠，提高了设备的安全性，避免转子在转动时，磁钢出现脱落造成炸机现象，凹槽防止磁钢组件之间的磁路短路，同时冷却通道可以对电机转子整体进行冷却，保证电机转子运行稳定可靠。

为了实现固定套的预紧段，优选地一些实施方式，所述挡板与固定套的接触面为平面，所述平面沿转轴的切向设置，相邻两所述磁钢组件之间的挡板与其所对应的磁钢组件的一侧齐平，所述固定套的预紧段与相邻两磁钢组件之间的挡板接触并形成直线段。通过挡板与固定套接触面为平面，实现固定套与两侧的挡板接触时形成直线段的预紧段，直线段的预紧段起到对张紧段的张紧，也就是预紧段对张紧段始终保持拉扯住，实现预紧段与磁钢组件贴合，磁钢组件和预紧段之间不会产生间隙。

为了保证挡板与转轴的连接强度，优选地一些实施方式，所述挡板沿转轴径向由外向内的横截面面积逐渐增加。一方面挡板与转轴连接处的面积大，增加了挡板与连接强度，另一方面降低挡板重量。

为了防止磁钢组件沿转轴轴向位移，优选地一些实施方式，所述转轴上设置有用于限制磁钢组件沿转轴轴向位移的限位组件。通过限位组件将转轴轴向两端对磁钢组件进行限位，保证了磁钢组件固定稳定可靠，也就提高了转子运行时的安全性。

为了实现限位组件，优选地一些实施方式，所述限位组件包括定位块，所述转轴上位于磁钢组件的两端均设置有该定位块。

优选地一些实施方式，所述转轴内开设有中空通道，所述转轴的两端分别设置有与中空通道连通的入风口和出风口。

优选地一些实施方式，所述入风口和出风口均沿中空通道的切向设置，所述入风口的切向和出风口的切向对称设置。通过将入风口的切向和出风口的切向对称设置，实现转轴在转动时转轴一侧出风，另一侧出风并形成循环。

一种高速电机，包括前端盖、后端盖、转子和定子，所述转子设置在定子的内圈，所述定子的内圈上设置有线圈，所述转子和定子之间具有间隙，所述转子的两端分别与前端盖和后端盖转动连接，所述前端盖和后端盖分别固定连接在定子的两端，所述转子采用如上述的电机转子，所述前端盖与定子之间密封设置有第一腔体，所述后端盖与定子之间密封设置有第二腔体，所述入风口与第一腔体连通，所述出风口和第二腔体连通，所述定子上沿其轴向设置有贯穿两端的第一通道和第二通道，所述第一通道和第二通道均位于前端盖及后端盖外，所述第二通道的两端分别与的第一腔体和第二腔体连通，所述第一腔体、第二通道和第二腔体之间串联并形成上通道，所述上通道的两端分别与转子和定子之间的间隙、冷却通道和中空通道之间并联连通并形成循环通道，所述第一通道分别用于对定子和第二通道散热，所述转子上位于其出风口的一端设置有内叶轮，所述内叶轮设置在第一腔体内，所述内叶轮用于将第一腔体内的出风口、转子和定子之间的间隙和冷却通道的一端的热量引入至与第一腔体连通的第二通道内。

优选地一些实施方式，所述前端盖与定子之间设置有第一风罩，所述前端盖、第一风罩和定子之间形成所述第一腔体，所述后端盖与定子之间设置有第二风罩，所述后端盖、第二风罩和定子之间形成所述第二腔体，所述第一风罩上设置有第一管，所述第一管与第二通道一端连通，所述第二风罩上设置有第二管，所述第二管与第二通道另一端连通。

优选地一些实施方式，所述转子上位于入风口的一端设置有外叶轮，所述后端盖位于外叶轮和定子之间。

本发明的有益效果是：本发明电机转子及其高速电机在使用时，通过包覆设在磁钢组件上碳纤维材质的固定套，固定套的张紧段与磁钢组件贴合，再由预紧段对张紧段进张紧，保证张紧段贴合磁钢稳定可靠，提高了设备的安全性，避免转子在转动时，磁钢出现脱落造成炸机现象，凹槽防止磁钢组件之间的磁路短路，同时冷却通道可以对电机转子整体进行冷却，保证电机转子运行稳定可靠，避免了由于加工和制造工艺的差异，转子及贴附在转子上的磁钢，以及钢套本身就会存在一定间隙，在转子运转时，由于转子的转速高达上万转，导致由间隙处的磁钢会出现晃动，长期会导致转子上的磁钢脱落，严重时出现电机炸机的现象的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明中实施例1的三维结构示意图；

图2是本发明中实施例1的主视图；

图3是本发明中实施例1的左视图；

图4图2中A-A剖视图；

图5图2中B-B剖视图；

图6图3中C-C剖视图；

图7图3中D-D剖视图；

图8图3中E-E剖视图；

图9是本发明中实施例1转轴的三维结构示意图；

图10是本发明中实施例1转轴的主视图；

图11是本发明中实施例1转轴的左视图；

图12是本发明实施例2的三维结构示意图；

图13是本发明实施例2的主视图；

图14是图13中F-F剖视图；

图15是图13中G-G剖视图。

图中：1、转轴，2、磁钢组件，3、挡板，4、凹槽，5、固定套，501、张紧段，502、预紧段，6、冷却通道，7、定位块，8、中空通道，9、入风口，10、出风口，11、前端盖，12、后端盖，13、转子，14、定子，15、第一腔体，16、第二腔体，17、第一通道，18、第二通道，19、内叶轮，20、第一风罩，21、第二风罩，22、外叶轮。

具体实施方式

本发明下面结合实施例作进一步详述：

本发明不局限于下列具体实施方式，本领域一般技术人员根据本发明公开的内容，可以采用其他多种具体实施方式实施本发明的，或者凡是采用本发明的设计结构和思路，做简单变化或更改的，都落入本发明的保护范围。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1，由于传统转轴1上磁钢组件2通过圆形结构的固定套5固定，且固定套5为不锈钢材质，圆形结构与磁钢组件2为点接触，由于固定套5的材质和结构，以及磁钢组件2和固定套5加工和制造工艺的差异，导致固定套5和磁钢组件2之间出现间隙，在转轴1出现高速转动时，很容易导致磁钢组件2出现晃动现象，严重时也就发生炸机现象，炸机就是磁钢组件2由于高速旋转的转轴1产生很大的离心力，脱落的磁钢组件2在离心力的作用下飞出并破开固定套5，然后再与定子14碰撞的现象，因此为解决上述固定套5和磁钢组件2之间存在的间隙问题，本实施例1采用如图1-11所示，一种电机转子，包括转轴1，转轴1的外周面上粘接有磁钢组件2，沿转轴1圆周方向上的每组磁钢组件2的两侧均设置有挡板3，挡板3沿转轴1外周面的轴向设置，相邻两磁钢组件2之间的两个挡板3相互间隔设置并形成凹槽4，该凹槽4用于防止磁路短路，磁钢组件2的外周面上包覆有固定套5，固定套5的材质为碳纤维，固定套5沿转轴1圆周方向具有若干组依次连接的张紧段501和预紧段502，张紧段501为弧形并与磁钢组件2贴合，预紧段502为直线段并设置在相邻两张紧段501之间，也就是预紧段502与相邻两磁钢组件2之间的挡板3相对应设置，直线段用于对张紧段501进行张紧并使张紧段501始终贴合磁钢组件2，凹槽4两侧的挡板3、与凹槽4对应固定套5的直线段及转轴1之间形成冷却通道6，冷却通道6用于对电机转子冷却。

本实施例中碳纤维材质的固定套5通过加热固化后与磁钢组件2相互贴合，还可以对固定套5本身的强度的保证。

挡板3与固定套5的接触面为平面，平面沿转轴1的切向设置，相邻两磁钢组件2之间的挡板3与其所对应的磁钢组件2的一侧齐平，固定套5的预紧段502与相邻两磁钢组件2之间的挡板3接触并形成直线段。

为了防止张紧度和预紧段502之间出现应力集中，位于张紧度和预紧段502之间为圆弧过度，也就是张紧度和预紧段502之间的挡板3上设置有圆弧过度角。

为了保证挡板3与转轴1的连接强度，挡板3沿转轴1径向由外向内的横截面面积逐渐增加。

转轴1上设置有限位组件，限位组件包括定位块7，转轴1上位于磁钢组件2的两端均设置有该定位块7，实现限制磁钢组件2沿转轴1轴向位移。

转轴1内开设有中空通道8，转轴1的两端分别设置有与中空通道8连通的入风口9和出风口10，入风口9和出风口10均沿中空通道8的切向设置，入风口9的切向和出风口10的切向对称设置。

实施例2，实施例2为实施例1的一种应用，具体为：如图12-15所示，一种高速电机，包括前端盖11、后端盖12、转子13和定子14，转子13设置在定子14的内圈，定子14的内圈上缠绕有线圈，转子13和定子14之间具有间隙，转子13的两端分别与前端盖11和后端盖12通过轴承转动连接，前端盖11和后端盖12分别固定连接在定子14的两端，本实施例2中的转子13采用如上述实施例1中的电机转子，前端盖11与定子14之间密封设置有第一腔体15，后端盖12与定子14之间密封设置有第二腔体16，转子13上的入风口9与第一腔体15连通，转子13上的出风口10和第二腔体16连通，定子14上沿其轴向设置有贯穿两端的第一通道17和第二通道18，第一通道17和第二通道18均位于前端盖11及后端盖12外，第二通道18位于相邻两第一通道17之间，第二通道18的两端分别与的第一腔体15和第二腔体16连通，第一腔体（15）、第二通道18和第二腔体（16）之间串联并形成上通道，上通道的两端分别与转子13和定子14之间的间隙、冷却通道6和中空通道8之间并联连通并形成循环通道，第一通道17分别用于对定子14和第二通道18散热，转子13上位于其出风口10的一端的转轴1上设置有内叶轮19，内叶轮19设置在第一腔体15内，内叶轮19用于将第一腔体15内的出风口10、转子13和定子14之间的间隙和冷却通道6的一端的热量引入至与第一腔体15连通的第二通道18内。

本实施例中可以理解为前端盖11、定子14和后端盖12之间形成一个密封的腔体，转子13位于密封的腔体内，也就是冷却通道6、转轴1的一部分、磁钢组件2、固定套5和定子14上的线圈等均位于密封的腔体内。

前端盖11与定子14之间安装有第一风罩20，前端盖11、第一风罩20和定子14之间形成上述的第一腔体15，后端盖12与定子14之间安装有第二风罩21，后端盖12、第二风罩21和定子14之间形成上述第二腔体16，第一风罩20上设置有与第二通道18相对应设置的第一管，第一管与第二通道18一端连通，第二风罩21上设置有与第二通道18相对应设置的第二管，第二管与第二通道18另一端连通。

转子13上位于入风口9的一端的转轴1上设置有外叶轮22，后端盖12位于外叶轮22和定子14之间。

上述电机转子及其高速电机在使用时，定子14上的线圈通电并使转子13转动，同时一方面由于内叶轮19的作用，使定子14和转子13之间的间隙之间的热量、转轴1上中空通道8内的热量和冷却通道6的热量均向内叶轮19方向位移，内叶轮19将热量汇聚至第一腔体15内并将热量输送至第二通道18内，热量通过第二通道18的一端向另一端输送，同时第一通道17对第二通道18进行热交换，并对第二通道18进行冷却，热交换后的空气通过第二通道18进入至第二腔体16内，再由第二腔体16分别进入至定子14和转子13之间的间隙、转轴1上中空通道8内和冷却通道6内，而形成内循环通道，实现对转子13的冷却，由于转子13的转动，转轴1上的外叶轮22带动冷空气对第二腔体16及定子14进行吹风冷却，冷却空气通过第一通道17的一端进入，热交换后的空气由第一通道17的另一端排出。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种电机转子，包括转轴（1）及设置在转轴（1）外周面上的磁钢组件（2），其特征在于：每组所述磁钢组件（2）沿转轴（1）圆周方向的两侧均设置有挡板（3），所述挡板（3）沿转轴（1）外周面的轴向设置，相邻两所述磁钢组件（2）之间的挡板（3）相互间隔设置并形成用于防止磁路短路的凹槽（4），所述磁钢组件（2）的外周面上包覆有碳纤维材质的固定套（5），所述固定套（5）沿转轴（1）圆周方向具有张紧段（501）和预紧段（502），所述张紧段（501）为弧形并与磁钢组件（2）贴合，所述预紧段（502）为直线段并设置在相邻两磁钢组件（2）的挡板（3）之间，所述直线段用于对张紧段（501）进行张紧并使张紧段（501）始终贴合磁钢组件（2），所述凹槽（4）两侧的挡板（3）、与凹槽（4）对应固定套（5）的直线段及转轴（1）之间形成冷却通道（6），所述冷却通道（6）用于对电机转子冷却。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于：所述挡板（3）与固定套（5）的接触面为平面，所述平面沿转轴（1）的切向设置，相邻两所述磁钢组件（2）之间的挡板（3）与其所对应的磁钢组件（2）的一侧齐平，所述固定套（5）的预紧段（502）与相邻两磁钢组件（2）之间的挡板（3）接触并形成直线段。

3.根据权利要求1或2所述的电机转子，其特征在于：所述挡板（3）沿转轴（1）径向由外向内的横截面面积逐渐增加。

4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于：所述转轴（1）上设置有用于限制磁钢组件（2）沿转轴（1）轴向位移的限位组件。

5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于：所述限位组件包括定位块（7），所述转轴（1）上位于磁钢组件（2）的两端均设置有该定位块（7）。

6.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于：所述转轴（1）内开设有中空通道（8），所述转轴（1）的两端分别设置有与中空通道（8）连通的入风口（9）和出风口（10）。

7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于：所述入风口（9）和出风口（10）均沿中空通道（8）的切向设置，所述入风口（9）的切向和出风口（10）的切向对称设置。

8.一种高速电机，包括前端盖（11）、后端盖（12）、转子（13）和定子（14），所述转子（13）设置在定子（14）的内圈，所述定子（14）的内圈上设置有线圈，所述转子（13）和定子（14）之间具有间隙，所述转子（13）的两端分别与前端盖（11）和后端盖（12）转动连接，所述前端盖（11）和后端盖（12）分别固定连接在定子（14）的两端，其特征在于：所述转子（13）采用如权利要求1-7任一项所述的电机转子，所述前端盖（11）与定子（14）之间密封设置有第一腔体（15），所述后端盖（12）与定子（14）之间密封设置有第二腔体（16），所述入风口（9）与第一腔体（15）连通，所述出风口（10）和第二腔体（16）连通，所述定子（14）上沿其轴向设置有贯穿两端的第一通道（17）和第二通道（18），所述第一通道（17）和第二通道（18）均位于前端盖（11）及后端盖（12）外，所述第二通道（18）的两端分别与的第一腔体（15）和第二腔体（16）连通，所述第一腔体（15）、第二通道（18）和第二腔体（16）之间串联并形成上通道，所述上通道的两端分别与转子（13）和定子（14）之间的间隙、冷却通道（6）和中空通道（8）之间并联连通并形成循环通道，所述第一通道（17）分别用于对定子（14）和第二通道（18）散热，所述转子（13）上位于其出风口（10）的一端设置有内叶轮（19），所述内叶轮（19）设置在第一腔体（15）内，所述内叶轮（19）用于将第一腔体（15）内的出风口（10）、转子（13）和定子（14）之间的间隙和冷却通道（6）的一端的热量引入至与第一腔体（15）连通的第二通道（18）内。

9.根据权利要求8所述的高速电机，其特征在于：所述前端盖（11）与定子（14）之间设置有第一风罩（20），所述前端盖（11）、第一风罩（20）和定子（14）之间形成所述第一腔体（15），所述后端盖（12）与定子（14）之间设置有第二风罩（21），所述后端盖（12）、第二风罩（21）和定子（14）之间形成所述第二腔体（16），所述第一风罩（20）上设置有第一管，所述第一管与第二通道（18）一端连通，所述第二风罩（21）上设置有第二管，所述第二管与第二通道（18）另一端连通。

10.根据权利要求9所述的高速电机，其特征在于：所述转子（13）上位于入风口（9）的一端设置有外叶轮（22），所述后端盖（12）位于外叶轮（22）和定子（14）之间。