CN208386264U - 高速永磁同步电机转子、电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高速永磁同步电机转子、电机。该高速永磁同步电机转子包括转子铁芯，所述转子铁芯的两端分别设有第一端环、第二端环，所述第一端环与所述第二端环之间连接有多个槽楔，多个所述槽楔穿行于所述转子铁芯具有的楔槽中，所述槽楔采用金属非磁性材料制成。根据本实用新型的一种高速永磁同步电机转子、电机，采用金属非磁性材料的槽楔与端环连接，提高电机转子的连接可靠性和机械强度，并能在电机负载不平衡或电机出现三相不对称短路时，对电机转子进行保护，降低电机转子的发热量，杜绝电机转子中的磁钢发生不可逆退磁现象。

Description

高速永磁同步电机转子、电机

技术领域

本实用新型属于电机制造技术领域，具体涉及一种高速永磁同步电机转子、电机。

背景技术

目前，高速永磁同步电机发展迅速，并广泛用于暖通设备的离心机等工况下，由于电机转速高(一般都有10000rpm以上)，转子的转动惯量大，因此转子结构一般都采用冲片外径小，叠厚大的细长型转子铁芯(内嵌磁钢5’)，图1给出了目前的电机转子的侧视图，图2给出了图1结构的电机转子的剖视图，该剖视图显示了目前高速永磁同步电机转子冲片6’的通常结构，其中的四个小圆孔1’可以用于冷却通风，八个长槽2’用于装设磁钢5’(内嵌)，每两个长槽2’为1极，共4极(如图2中N、S)，也可以根据实际需要，设计为一槽1极或三槽1极。为了尽可能的将所述磁极(N极、S极)隔开，以减少短路漏磁，在长槽2’的相应位置(楔槽)设置有槽楔3’，槽楔3’采用非金属绝缘材料制作，对磁钢与转子之间的空隙进行填充，一方面能够起到前述的分离磁极的作用，另一方面也能够减少电机高速旋转时对转子的机械损伤，转子铁芯的两端采用非磁性材料制作的端环4’压紧转子铁芯，以控制叠压系数满足技术图纸要求，并能够阻止磁钢沿转子轴向的移动。

而由于现有的槽楔3’多采用非金属绝缘材料，端环4’则是金属非磁性材料，因此二者结构上是无法连接到一起，转子连接稳定可靠性不高，另外，当电机负载不平衡或电机出现三相不对称短路时，转子会出现短时的轴向流动电流，此电流频率为2倍逆变电流频率的感应电流，感应电流将会使转子发热，极有可能造成磁钢的不可逆退磁，也即现有的槽楔结构在电机运行出现的异常情况下不能起到对转子起到保护作用。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种高速永磁同步电机转子、电机，采用金属非磁性材料的槽楔与端环连接，提高电机转子的连接可靠性和机械强度，并能在电机负载不平衡或电机出现三相不对称短路时，对电机转子进行保护，降低电机转子的发热量，杜绝电机转子中的磁钢发生不可逆退磁现象。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种高速永磁同步电机转子，包括转子铁芯，所述转子铁芯的两端分别设有第一端环、第二端环，所述第一端环与所述第二端环之间连接有多个槽楔，多个所述槽楔穿行于所述转子铁芯具有的楔槽中，所述槽楔采用金属非磁性材料制成。

优选地，所述第一端环的材质与所述槽楔的材质相同，和/或，所述第二端环的材质与所述槽楔的材质相同。

优选地，所述金属非磁性材料为铝或铜中的一种。

优选地，所述多个槽楔与所述第一端环、第二端环形成鼠笼结构，当所述金属非磁性材料为铝时，所述鼠笼结构采用铸造成型。

优选地，当所述金属非磁性材料为铜时，所述槽楔的两端分别与所述第一端环、第二端环焊接。

优选地，所述电机转子的极数为2极、4极、6极、8极中的一种。

优选地，所述槽楔的数量为所述电机转子极数的倍。

本实用新型还提供一种电机，包括上述高速永磁同步电机转子。

本实用新型提供的一种高速永磁同步电机转子、电机，将采用金属非磁性材料制成的槽楔的两端与所述第一端环、第二端环连接从而形成鼠笼结构，能够明显防止处于所述楔槽中的磁钢在转子轴向的窜动，同时由于采用了前述的整体式鼠笼结构，能够明显提高所述电机转子的连接可靠性和结构整体性，并能够通过所述槽楔对所述磁钢形成支撑，提高所述磁钢在所述楔槽中的位置稳定性，有效防止高速旋转中转子的机械损伤；另外，需要特别指出的是，前述的鼠笼结构中所述的槽楔采用金属非磁性材料制成，而现有技术中的端环也为金属非磁性材料，这从而使在所述电机不对称运转时可能产生的轴向电流能够在所述鼠笼结构中短接，另外，金属非磁性材料能够减少短路漏磁和，更进一步的讲，在电机正常运行时，所述鼠笼结构的支撑及连接稳定性作用更突出，而当电机运行异常时，例如电机负载不平衡或电机出现不对称短路时，转子会出现短时轴向电流，该电流频率往往为2倍逆变电流频率的感应电流，而此感应电流将会导致转子(铁芯)急剧发热，急剧发热的转子既有可能造成所述磁钢的不可逆退磁，而采用该技术方案的鼠笼结构后，则可以引导前述的倍频率的感应电流主要从所述槽楔中流过，并与所述第一端环、第二端环形成闭环回路，且相互抵消，这样能够防止高速永磁同步电机的电机转子发热量过大，甚至避免电机烧坏现象的发生。该电机转子尤其适用于转子包括细长型的高速永磁同步电机的转子铁芯的情形下。

附图说明

图1为现有技术中的高速永磁同步电机转子的结构示意图；

图2为图1中A-A的局部剖面示意图；

图3为本实用新型实施例的高速永磁同步电机转子中的鼠笼结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的高速永磁同步电机转子中的转子铁芯的结构示意图。

附图标记表示为：

1、冲片；2、转子铁芯；21、楔槽；22、转轴安装孔；23、磁钢槽；3、鼠笼结构；31、第一端环；32、第二端环；33、槽楔；1’、小圆孔；2’、长槽；3’、槽楔；4’、端环；5’、磁钢；6’、转子冲片。

具体实施方式

结合参见图1至4所示，根据本实用新型的实施例，提供一种高速永磁同步电机转子，尤其是一种内嵌式径向磁钢的永磁转子，包括由多个冲片1叠装而成的转子铁芯2，所述转子铁芯2的两端分别设有第一端环31、第二端环32，所述第一端环31与所述第二端环32之间连接有多个槽楔33，多个所述槽楔33穿行于所述转子铁芯2具有的楔槽21中，所述冲片1具有与所述楔槽21对应的磁钢槽23，所述槽楔33采用金属非磁性材料制成，当所述槽楔33穿入所述楔槽21后，所述槽楔33能够固定位于所述磁钢槽23中的磁钢。该技术方案中，将采用金属非磁性材料制成的槽楔33的两端与所述第一端环31、第二端环32连接从而形成鼠笼结构3，能够明显防止处于所述楔槽21中的磁钢在转子轴向的窜动，同时由于采用了前述的整体式鼠笼结构3，能够明显提高所述电机转子的连接可靠性和结构整体性，并能够通过所述槽楔33对所述磁钢形成支撑，提高所述磁钢在所述楔槽21中的位置稳定性，有效防止高速旋转中转子的机械损伤；由于所述槽楔33采用金属非磁性材料制成，能够有效隔离相邻的磁钢或磁钢组之间的磁路。

处于对所述第一端环31、第二端环32及槽楔33在连接工艺方面的便利性，优选地，所述第一端环31的材质与所述槽楔33的材质相同，和/或，所述第二端环32的材质与所述槽楔33的材质相同，材质相同连接件在连接的时候可以采用焊接等方式进行，当然也可以采用其他方式，如栓接，在材质相同的情况下采用栓接等可拆卸方式，能够有效保证连接件之间可能存在相对移动对彼此的磨损加剧现象产生。采用该技术方案，使所述电机运转时可能产生的轴向电流能够在所述鼠笼结构3中短接，能够减少短路漏磁，更进一步的讲，在电机正常运行时，所述鼠笼结构3的支撑及连接稳定性、结构整体性作用更突出，转子能够承受更高的转速，而当电机运行异常时，例如电机负载不平衡或电机出现不对称短路时，转子会出现短时轴向电流，该电流频率往往为2倍逆变电流频率的感应电流，而此感应电流将会导致转子(铁芯)急剧发热，急剧发热的转子既有可能造成所述磁钢的不可逆退磁，而采用该技术方案的鼠笼结构3后，则可以引导前述的2倍频率的感应电流主要从所述槽楔33中流过，并与所述第一端环31、第二端环32形成闭环回路，且相互抵消，这样能够防止高速永磁同步电机的电机转子发热量过大，甚至避免电机烧坏现象的发生。该电机转子尤其适用于转子包括细长型的高速永磁同步电机的转子铁芯的情形下。所述金属非磁性材料例如可以为铝或铜中的一种。

进一步地，当所述金属非磁性材料为铝时，所述鼠笼结构3采用铸造成型；当所述金属非磁性材料为铜时，所述槽楔33的两端分别与所述第一端环31、第二端环32焊接，根据所述金属非磁性材料的不同选择不同成型工艺或者连接工艺，更加符合于材料的不同特性。当然，在具体的装配方面，会由于成型工艺或者连接工艺不同，导致安装所述磁钢的顺序有所不同。例如，当采用前述的铸造成型工艺时，需要在铸造成型之后再所述转子铁芯中的磁钢充磁，以防在铸造过程中所述磁钢发生高温退磁现象；当采用焊接连接工艺时，磁钢的充磁则可以在所述鼠笼结构3成型前或者成型后。

为了保证所述电机转子中鼠笼结构3在所述电机转子中起到上述的技术效果，并能够与传统的采用鼠笼转子异步起动的永磁同步电机进行区别，优选地，所述电机转子的极数为2极、4极、6极、8极中的一种。为了使问题更加明确，需要强调的是，上述的鼠笼结构3类似于现有技术中采用鼠笼绕组的异步起动永磁同步电机的转子铁芯，但并不完全一样，作用也完全不同。异步起动的永磁同步电机，其异步起动作用的导条槽一般采用开口槽，而且和安装磁钢的槽是分开的，数量也比较多，否则就没有异步起动的作用。而本技术方案中所述的金属非磁性槽楔33与磁钢紧密接触在一起，并界于相邻二极之间，其数量总是等于转子极数的2倍，且主要适用于径向内嵌式磁钢结构的高速永磁同步电机的转子铁芯，正常状态下，起加强结构的作用和隔磁作用，异常状态下，还能够防止电机转子发热量过大的功能，如上所述由于高速永磁同步电机一般转子采用2极、4极或6极比较多，因此所述槽楔33的数量也比较少，其异步起动作用可以忽略不计。

由上述可知，在所述电机转子的组装方面，由于该技术方案中采用了整体式的鼠笼结构3，从而使所述转子铁芯2与其转轴的组装更加灵活，例如，可以先将所述鼠笼结构3与所述转子铁芯2组装为一个整体(比如通过上述的铸造或者焊接)，然后在将转轴插入所述转子铁芯2的转轴安装孔22中之前，可以先对所述的转轴安装孔22进行磨削处理，这有利于转轴与转子铁芯之间的安装，比目前的转子总成装配工艺更合理，可靠性更高，因此本实用新型还提供一种上述高速永磁同步电机转子的装配方法，包括如下步骤：

磨削转子铁芯2的转轴安装孔22；

插装转轴。

其他的步骤较为惯常，此处不再赘述。

本实用新型还提供一种电机，包括上述高速永磁同步电机转子，采用金属非磁性材料的槽楔与端环连接，增加所述电机转子的连接可靠性和结构整体性，并能在电机负载不平衡或电机出现不对称短路时，对电机转子进行保护，降低电机转子的发热量，杜绝电机转子中的磁钢发生不可逆退磁现象的产生。

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。

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

Claims (8)

1.一种高速永磁同步电机转子，其特征在于，包括转子铁芯(2)，所述转子铁芯(2)的两端分别设有第一端环(31)、第二端环(32)，所述第一端环(31)与所述第二端环(32)之间连接有多个槽楔(33)，多个所述槽楔(33)穿行于所述转子铁芯(2)具有的楔槽(21)中，所述槽楔(33)采用金属非磁性材料制成。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一端环(31)的材质与所述槽楔(33)的材质相同，和/或，所述第二端环(32)的材质与所述槽楔(33)的材质相同。

3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述金属非磁性材料为铝或铜中的一种。

4.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述多个槽楔(33)与所述第一端环(31)、第二端环(32)形成鼠笼结构(3)，当所述金属非磁性材料为铝时，所述鼠笼结构(3)采用铸造成型。

5.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，当所述金属非磁性材料为铜时，所述槽楔(33)的两端分别与所述第一端环(31)、第二端环(32)焊接。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机转子，其特征在于，所述电机转子的极数为2极、4极、6极、8极中的一种。

7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述槽楔(33)的数量为所述电机转子极数的2倍。

8.一种电机，包括电机转子，其特征在于，所述电机转子为权利要求1至7中任一项所述的高速永磁同步电机转子。