CN213402612U - 一种高速永磁同步电机的转子结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高速永磁同步电机的转子结构，包括第一轴段、第二轴段和磁钢，第一轴段包括磁钢套筒段，在磁钢套筒段的一端面开始轴向挖出一空心槽，整个柱状磁钢嵌装在空心槽里；第二轴段包括轴端安装段和从轴端安装段一端面上凸出设置的定位凸台段，定位凸台段也嵌装在空心槽里并位于磁钢的一侧，轴端安装段封住空心槽的开口且贴在磁钢套筒段的端面上并在接合处焊接起来，该设计结构简单，零件数少，安装步骤简单，可有效缩短安装时间，提高生产效率，另外，磁钢嵌装在第一轴段的空心槽里，使第一轴段集成有保护套功能，免去在磁钢表面缠绕碳纤维带的工序，可有效缩短电机转子的制作过时间，降低制造成本，提高生产效益。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种高速永磁同步电机的转子结构。
背景技术：
氢燃料电池车用空气供应来源于空压机，空压的形式有多种，市场上的主流压缩机形式有两种：罗茨式空压机及离心式空压机，相比罗茨式空压机而言，离心式空压机能到更高的空气质量流量，相应的转速要求也比罗茨式空压机的高；离心式空压机一般由高速永磁同步电机驱动，如图1和图2所示，目前的高速永磁同步电机转子一般包含转轴1A、转子端板2A、磁钢3A及磁钢保护套4A，该电机转子需要把磁钢3A粘接在转轴1A表面，再通过磁钢保护套4A将磁钢压装在转轴1A表面，使磁钢3A的安装得到进一步加固，以防止磁钢3A在高速旋转下脱落。同时，在转轴上还套设有两转子端板2A，两转子端板2A之间形成一个限制空间，磁钢3A安装在该限制空间里，以确保高速旋转过程中磁钢3A和转轴1A不会发生相对的轴向滑动，而现有的磁钢保护套4A一般由高性能的碳纤维带缠绕而成；该设计结构简单，但在安装时，由于零件数多，使安装步骤繁琐，安装效率低；另外，由于磁钢粘贴在转轴表面，在转子制造过程中，磁钢表面需要缠绕若干层碳纤维带以形式形成一定的厚度的磁钢保护套固定磁钢，但碳纤维缠绕工艺特殊，使转子的制作过程耗费时间长，制造成本高，生产效益低。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种高速永磁同步电机的转子结构，能解决现有技术中高速永磁同步电机转子零件数多，安装步骤繁琐，安装时间长，生产效率低，且还需要额外在磁钢表面绕碳纤维带，使电机转子的制作过程耗费时间长，制造成本高，生产效益低的技术问题。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的。
本实用新型的目的是提供一种高速永磁同步电机的转子结构，包括第一轴段、第二轴段和磁钢，第一轴段包括磁钢套筒段，在磁钢套筒段的一端面开始轴向挖出一空心槽，整个柱状磁钢嵌装在空心槽里；第二轴段包括轴端安装段和从轴端安装段一端面上凸出设置的定位凸台段，定位凸台段也嵌装在空心槽里并位于磁钢的一侧，轴端安装段封住空心槽的开口且贴在磁钢套筒段的端面上并在接合处焊接起来。
优选地，磁钢是圆柱形，空心槽也是圆柱形，磁钢的外壁与空心槽的内壁过盈配合，且定位凸台段的外壁与空心槽的内壁过盈配合。
优选地，磁钢的一端面抵在空心槽的槽底面上，磁钢的另一端面抵在定位凸台段的底面上，以限制磁钢的轴向移动。
优选地，第一轴段与第二轴段均是台阶轴设计。
优选地，第一轴段还包括从磁钢套筒段另一端部凸出设置的第一凸台，第一凸台的轴径小于磁钢套筒段的轴径；第二轴段还包括从轴端安装段另一端面上凸出设置的第二凸台，定位凸台段的轴径和第二凸台的轴径均小于轴端安装段的轴径，轴端安装段的轴径与磁钢套筒段的轴径相等。
优选地，在第一凸台端部上开设有第一螺孔和若干第二螺孔，第一螺孔位于第一凸台的中心位置，若干第二螺孔周向间隔分布在第一螺孔的周围。
优选地，在第一凸台上还开设有第一通孔，第一通孔与第一螺孔对应设置，第一螺孔通过第一通孔与空心槽连通。
优选地，第二凸台的端部的中心位置开设有第三螺孔；在定位凸台段的端部往第二凸台的方向开设有第二通孔，该第二通孔与第三螺孔对应设置，且第二通孔与第三螺孔连通。
优选地，第一轴段和第二轴段均采用高强度的非导磁材料制成。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
1)一种高速永磁同步电机的转子结构，包括第一轴段、第二轴段和磁钢，第一轴段包括磁钢套筒段，在磁钢套筒段的一端面开始轴向挖出一空心槽，整个柱状磁钢嵌装在空心槽里；第二轴段包括轴端安装段和从轴端安装段一端面上凸出设置的定位凸台段，定位凸台段也嵌装在空心槽里并位于磁钢的一侧，轴端安装段封住空心槽的开口且贴在磁钢套筒段的端面上并在接合处焊接起来，该设计结构简单，零件数少，安装步骤简单，可有效缩短安装时间，提高生产效率，另外，磁钢嵌装在第一轴段的空心槽里，使第一轴段集成有保护套功能，免去在磁钢表面缠绕碳纤维带的工序，可有效缩短电机转子的制作过时间，降低制造成本，提高生产效益。
2)本实用新型的其它优点在实施例部分展开详细描述。
附图说明：
图1是为现有技术提供的电机转子的立体图(不带磁钢保护套)；
图2是为现有技术提供的电机转子的磁钢保护套缠绕状的结构态示意体图；
图3是为本实用新型提供的转子结构的立体图；
图4是为本实用新型提供的转子结构的分解图；
图5是为本实用新型提供的转子结构的截面图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
如图3至图5所示，本实施例提供的是本实用新型的目的是提供一种高速永磁同步电机的转子结构，包括第一轴段1、第二轴段2和磁钢3，磁钢3呈柱状设计，第一轴段1包括磁钢套筒段11，在磁钢套筒段11的一端面开始轴向挖出一空心槽111，整个柱状磁钢3嵌装在空心槽111里；第二轴段2包括轴端安装段21和从轴端安装段21一端面上凸出设置的定位凸台段22，定位凸台段22也嵌装在空心槽111里并位于磁钢3的一侧，轴端安装段21封住空心槽111的开口且贴在磁钢套筒段11的端面上，轴端安装段21与磁钢套筒段11的接合处通过冷焊工艺焊接起来，且在其接合处形成焊缝100，所述冷焊工艺可以是激光焊接或者电子束焊，该设计结构简单，零件数少，安装步骤简单，可有效缩短安装时间，提高生产效率，另外，磁钢3嵌装在第一轴段1的空心槽111里，使第一轴段1集成有保护套功能，免去在磁钢3表面缠绕碳纤维带的工序，可有效缩短电机转子的制作过时间，降低制造成本，提高生产效益。
磁钢3是圆柱形，空心槽111也是圆柱形，磁钢3的外壁与空心槽111的内壁过盈配合，以限制磁钢3在空心槽111的周向转动；定位凸台段22的外壁与空心槽111的内壁也是过盈配合的。
磁钢3的一端面抵在空心槽111的槽底面上，磁钢3的另一端面抵在定位凸台段22的底面上，以限制磁钢3的轴向移动。
第一轴段1与第二轴段2均是台阶轴设计，具体地，第一轴段1还包括从磁钢套筒段11一端部突出设置的第一凸台12，第一凸台12的轴径小于磁钢套筒段11的轴径，磁钢3嵌装在空心槽111里且与空心槽111过盈配合，以确保转子在高速旋转过程中磁钢3和转轴不会发生相对的转动；第二轴段2还包括从轴端安装段21另一端面上凸出设置的第二凸台23，定位凸台段22的轴径和第二凸台23的轴径均小于轴端安装段21的轴径，轴端安装段21的轴径与磁钢套筒段11的轴径相等。
在第一凸台12端部上开设有第一螺孔121和若干第二螺孔122，第一螺孔121位于第一凸台12的中心位置，若干第二螺孔122周向间隔分布在第一螺孔121的周围，在第一凸台12上还开设有第一通孔123，第一通孔123与第一螺孔121对应设置，第一螺孔121通过第一通孔123与空心槽111连通，第一通孔123的孔径小于第一螺孔121的内径，在本实施例中，第一螺孔121和若干第二螺孔122的设计是为了方便第一轴段1可通过螺钉与其他零件实现安装，而第一通孔123的设计可以用作定位孔，即其他零件在安装时可起到一个定位作用又或者在校准转轴的动平衡时，起到一个中心点定位作用。
第二凸台23的端部的中心位置开设有第三螺孔231；在定位凸台段22的端部往第二凸台23的方向开设有第二通孔232，该第二通孔232与第三螺孔231对应设置，且第二通孔232与第三螺孔231连通，第二通孔232的孔径小于第三螺孔231的内径，在本实施例中，第三螺孔231的设计是为了方便第二轴段2可通过螺钉与其他零件实现安装，而第二通孔232的设计可以用作定位孔，即其他零件在安装时可起到一个定位作用又或者在转子在校准转轴的动平衡时，起到一个中心点定位作用。
第一轴段1和第二轴段2均采用高强度的非导磁材料制成，非导磁材料如合金结构钢，其具有较高的结构强度，能够有效实现对磁钢3的高强度保护作用。
以上实施例为本实用新型的较佳实施方式，但本实用新型的实施方式不限于此，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高速永磁同步电机的转子结构，其特征在于：包括第一轴段(1)、第二轴段(2)和磁钢(3)，第一轴段(1)包括磁钢套筒段(11)，在磁钢套筒段(11)的一端面开始轴向挖出一空心槽(111)，整个柱状磁钢(3)嵌装在空心槽(111)里；第二轴段(2)包括轴端安装段(21)和从轴端安装段(21)一端面上凸出设置的定位凸台段(22)，定位凸台段(22)也嵌装在空心槽(111)里并位于磁钢(3)的一侧，轴端安装段(21)封住空心槽(111)的开口且贴在磁钢套筒段(11)的端面上并在接合处焊接起来。
2.根据权利要求1所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其特征在于：磁钢(3)是圆柱形，空心槽(111)也是圆柱形，磁钢(3)的外壁与空心槽(111)的内壁过盈配合，且定位凸台段(22)的外壁与空心槽(111)的内壁过盈配合。
3.根据权利要求1或2所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其特征在于：磁钢(3)的一端面抵在空心槽(111)的槽底面上，磁钢(3)的另一端面抵在定位凸台段(22)的底面上，以限制磁钢(3)的轴向移动。
4.根据权利要求3所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其特征在于：第一轴段(1)与第二轴段(2)均是台阶轴设计。
5.根据权利要求4所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其特征在于：第一轴段(1)还包括从磁钢套筒段(11)另一端部凸出设置的第一凸台(12)，第一凸台(12)的轴径小于磁钢套筒段(11)的轴径；第二轴段(2)还包括从轴端安装段(21)另一端面上凸出设置的第二凸台(23)，定位凸台段(22)的轴径和第二凸台(23)的轴径均小于轴端安装段(21)的轴径，轴端安装段(21)的轴径与磁钢套筒段(11)的轴径相等。
6.根据权利要求5所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其特征在于：在第一凸台(12)端部上开设有第一螺孔(121)和若干第二螺孔(122)，第一螺孔(121)位于第一凸台(12)的中心位置，若干第二螺孔(122)周向间隔分布在第一螺孔(121)的周围。
7.根据权利要求6所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其特征在于：在第一凸台(12)上还开设有第一通孔(123)，第一通孔(123)与第一螺孔(121)对应设置，第一螺孔(121)通过第一通孔(123)与空心槽(111)连通。
8.根据权利要求5所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其特征在于：第二凸台(23)的端部的中心位置开设有第三螺孔(231)；在定位凸台段(22)的端部往第二凸台(23)的方向开设有第二通孔(232)，该第二通孔(232)与第三螺孔(231)对应设置，且第二通孔(232)与第三螺孔(231)连通。
9.根据权利要求4所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其特征在于：第一轴段(1)和第二轴段(2)均采用高强度的非导磁材料制成。
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| WO2023279588A1 (zh) * | 2021-07-07 | 2023-01-12 | 鑫磊压缩机股份有限公司 | 一种电机转子、磁钢组装工装及方法和氢能源压缩机 |
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