本实用新型涉及电机的技术领域，尤其是涉及一种大功率高压超高速永磁同步电动机。
背景技术：
随着电力行业的发展，电动机在国内外的应用也越来越广泛，有些负载对转速有较高的要求，然而，增加电机的转速会对电机的性能有较高的要求，现有的电机性能难以达到这么高的要求。
由于相同功率的电机，转速越高电机体积越小，单位体积发热量就越大，散热效果就越差。因此，现有的高速电机存在散热效果太差，考虑到电机温升的问题，现有的高速电机的转速仍不能达到所需的转速；再有，普通电机转子通常用焊接平衡块或者车削平衡盘的方法进行平衡，而高速电机转子线速度最高可达到400m/s，焊接平衡块的焊缝强度无法承受如此高转速产生的离心力，而车削平衡盘会破坏平衡盘的稳定状态，降低平衡盘的疲劳极限，导致平衡盘损坏；此外，大功率高压超高速永磁同步电动机的绕组定子线圈端部过长，占用空间大，需要加长机座，因而轴刚度降低，易振动，且机构不紧凑，用铜量大，增加了成本。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种大功率高压超高速永磁同步电动机，解决了现有技术中存在的电机散热效果差，涡流损耗大、平衡盘已脱离或损坏以及易振动，成本高，体积大的技术问题。
本实用新型提供的大功率高压超高速永磁同步电动机，包括：转子、转子复合保护套、定子铁芯、定子绕组和机座；
所述转子包括转轴和多对永磁体，多对所述永磁体沿所述转轴的周向依次排布，任意相邻的两个所述永磁体之间均固定连接；所述转子复合保护套包括碳纤维层和钢丝层，所述碳纤维层环绕在所述转子外，所述钢丝层环绕在所述碳纤维层外；
所述定子铁芯包括多个定子冲片，且多个所述定子冲片依次层叠成整体；所述定子绕组设置为成型绕组，并设置在所述定子铁芯的侧壁上；
所述机座包括机座夹套，所述机座夹套内部设置导液通道和多根导风管，所述导液通道和所述导风管均排布在所述定子铁芯的外周；通过两根所述导风管的设置使风路呈倒“8”字形；
所述转子的转轴上套设有平衡环，所述平衡环包括平衡盘和平衡柱，所述平衡盘套设在所述转子的转轴上，且所述平衡盘与所述转轴过盈配合；所述平衡盘上开设有与所述平衡柱配合的柱孔。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述导液通道的形状呈“S”型。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述定子铁芯、所述转子、所述定子绕组的端部和所述平衡环上均喷涂有石墨烯散热层。
在上述任一技术方案中，进一步地，还包括接线盒，所述接线盒包括主接线盒和中性点接线盒，所述主接线盒和所述中性点接线盒位于所述机座的两侧。
在上述任一技术方案中，进一步地，还包括驱动端磁轴承和尾端磁轴承，所述驱动端磁轴承和所述尾端磁轴承用于支撑所述转子的两端。
相对于现有技术，本实用新型提供的大功率高压超高速永磁同步电动机具有如下优势：
本实用新型提供的大功率高压超高速永磁同步电动机，包括转子、转子复合保护套、定子铁芯、定子绕组和机座；转子包括转轴和多对永磁体，多对永磁体沿转轴的周向依次排布，任意相邻的两个永磁体之间均固定连接；转子复合保护套包括碳纤维层和钢丝层，碳纤维层环绕在转子外，钢丝层环绕在碳纤维层外；定子铁芯包括多个定子冲片，且多个定子冲片依次层叠成整体；定子绕组包括多组绕组，绕组设置为成型绕组，并设置在定子铁芯的侧壁上；机座包括机座夹套，机座夹套内部设置导液通道和多根导风管，导液通道和导风管均排布在定子铁芯的外周；通过多根导风管的设置使风路呈倒“8”字形；转子的转轴上套设有平衡环，平衡环包括平衡盘和平衡柱，平衡盘套设在转子的转轴上，且平衡盘与转轴过盈配合；平衡盘上开设有与平衡柱配合的柱孔。
分析上述结构的具体连接方式和位置关系可知：任意相邻的两个永磁体之间相互固定连接，以实现相互之间的位置限定，将多对永磁体沿转轴的周向依次排布，能实现平行充磁，使得每个永磁体的外表面会产生面积较小的旋涡，可以有效的降低空间谐波分量在转子中产生的涡流损耗，缓解涡流损耗过大的问题，减少了发热量，提高电动机效率和稳定性；转子复合保护套上的钢丝层能导通高次谐波，进一步缓解了定子产生的高次谐波对转子的影响，减少转子发热产生的热量，碳纤维层能保护永磁体，还有利于转子的散热。
机座夹套的设置，是将定子设于机座夹套内部，冷风从第一组导风管一端进入电机内部，然后进入第二组导风管一端进入，再从第二组导风管的另一端再次进入到电机内部，最好通过第一组导风管的另一端进入即可，实现了对定子的全面冷却，增大了散热面积，提高了对超高速永磁同步电动机的冷却效果。
转轴和平衡盘过盈配合，使得转轴转动时，平衡盘随之转动；当转子不平衡时，即转轴的重心偏离转轴的轴线，例如，转轴的重心相对转轴的轴线向第一方向偏离而产生震动，将平衡盘上的柱孔(或其中一个柱孔)设置于转轴轴线的第二方向(其中，第一方向和第二方向相反)，向柱孔内插设平衡柱，以增加转轴在第二方向的重量，用以平衡转轴中心向第一方向的偏移，实现了转子动平衡，有效缓解了因焊接和车削引起的转子强度降低的问题。
因此，本实用新型提供的提供的大功率高压超高速永磁同步电动机具有散热效果好，涡流损耗小、转子强度更高，成本低和体积小的优势。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的大功率高压超高速永磁同步电动机的剖面图；
图2为本实用新型实施例提供的大功率高压超高速永磁同步电动机的侧视图；
图3为本实用新型实施例提供的大功率高压超高速永磁同步电动机的带有风路的局部放大图；
图4为本实用新型实施例提供的大功率高压超高速永磁同步电动机的导风管的风路图；
图5为本实用新型实施例提供的大功率高压超高速永磁同步电动机的转子的结构示意图；
图6为本实用新型实施例提供的大功率高压超高速永磁同步电动机的定子冲片的结构示意图。
图标：
100-驱动端磁轴承；200-机座；300-定子铁芯；301-定子冲片； 400-永磁体；500-尾端磁轴承；800-导风管；900-导液通道；1000- 转轴。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
在本实用新型的描述中，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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
实施例
如图1-图6所示，本实施例提供的大功率高压超高速永磁同步电动机，包括：转子、转子复合保护套、定子铁芯300、定子绕组和机座200；
转子包括转轴1000和多对永磁体400，多对永磁体400沿转轴 1000的周向依次排布，任意相邻的两个永磁体400之间均固定连接；转子复合保护套包括碳纤维层和钢丝层，碳纤维层环绕在转子外，钢丝层环绕在碳纤维层外；
定子铁芯包括多个定子冲片301，且多个定子冲片301依次层叠成整体；定子绕组设置为成型绕组，并设置在定子铁芯的侧壁上；需要说明的是，定子绕组设置在定子铁芯的背部，形成背绕式绕组(即定子绕组的缠绕方式为穿过定子铁芯的内径再到定子铁芯的外径包饶所述定子铁芯)；
机座200包括机座200夹套，机座200夹套内部设置导液通道 900和多根导风管800，导液通道900和导风管800均位于定子铁芯上方；通过多根导风管800的设置使风路呈倒“8”字形；
转子的转轴1000上套设有平衡环，平衡环包括平衡盘和平衡柱，平衡盘套设在转子的转轴1000上，且平衡盘与转轴1000过盈配合；平衡盘上开设有与平衡柱配合的柱孔。
分析上述结构的具体连接方式和位置关系可知：任意相邻的两个永磁体400之间相互固定连接，以实现相互之间的位置限定，将多对永磁体400沿转轴1000的周向依次排布，能实现平行充磁，使得每个永磁体400的外表面会产生面积较小的旋涡，可以有效的降低空间谐波分量在转子中产生的涡流损耗，缓解涡流损耗过大的问题，减少了发热量，提高电动机效率和稳定性；转子复合保护套上的钢丝层能导通高次谐波，进一步缓解了定子产生的高次谐波对转子的影响，减少转子发热产生的热量，碳纤维层能保护永磁体400，还有利于转子的散热。
机座200夹套的设置，是将定子设于机座200夹套内部，冷风从第一组导风管800一端进入电机内部，然后进入第二组导风管800 一端进入，再从第二组导风管800的另一端再次进入到电机内部，最好通过第一组导风管800的另一端进入即可，实现了对定子的全面冷却，增大了散热面积，提高了对超高速永磁同步电动机的冷却效果。
转轴1000和平衡盘过盈配合，使得转轴1000转动时，平衡盘随之转动；当转子不平衡时，即转轴1000的重心偏离转轴1000的轴线，例如，转轴1000的重心相对转轴1000的轴线向第一方向偏离而产生震动，将平衡盘上的柱孔(或其中一个柱孔)设置于转轴1000轴线的第二方向(其中，第一方向和第二方向相反)，向柱孔内插设平衡柱，以增加转轴1000在第二方向的重量，用以平衡转轴1000中心向第一方向的偏移，实现了转子动平衡，有效缓解了因焊接和车削引起的转子强度降低的问题。
因此，本实用新型提供的提供的大功率高压超高速永磁同步电动机具有散热效果好，涡流损耗小、转子强度更高，成本低和体积小的优势。
具体的，导液通道900的形状呈“S”型；定子铁芯300通过机座200外壁与外接冷却液进行能量交换，为了提高换热能力，采用管道内增加导气管达到增加换热面积的目的，通过合理布置导气管，“S”型导液通道900通外接冷却液，导气管用来流通电机内腔空气，通过空气冷却管壁与冷却液进行能量交换；进一步地提高冷却效果。
本实施例中，定子绕组包括多个定子线圈，定子线圈设置为船式线圈结构，能够沿定子铁芯长度方向插入并贯通定子铁芯的侧壁上；且定子采用双层叠绕组，船式线圈。能够减小定子铁芯300端部的占用空间，增大电机轴向距离，提高转子的临界转速，提高电机的功率密度。
需要说明的是，定子铁芯300、转子、定子绕组的端部和平衡环上均喷涂有石墨烯散热层；石墨烯的导热系数达到3000～5000W/mK，高于碳纳米管和金刚石，是铜的数倍，将石墨烯喷涂在定子铁芯300、转子、定子绕组的端部和平衡环的表面，通过石墨烯的高导热性，将转子和定子铁芯300产生的热量迅速导出，以减少电机发热量，更好地控制电机的温升。
在上述实施例基础之上，进一步地，还包括接线盒，接线盒包括主接线盒和中性点接线盒，主接线盒和中性点接线盒位于机座200 的两侧。
具体的，还包括驱动端磁轴承100和尾端磁轴承500，驱动端磁轴承100和尾端磁轴承500用于支撑转子的两端；以在减小转子转动时受到的摩擦。
综上，本实用新型实施例公开了一种大功率高压超高速永磁同步电动机，其克服了传统电机的诸多技术缺陷。本实用新型实施例提供的大功率高压超高速永磁同步电动机具有散热效果好，涡流损耗小、转子强度更高，成本低和体积小的优势。此时大功率高压超高速永磁同步电动机的电压可达6kV～10kV，转速范围高达4000r/mi n～6000 r/mi n，与传统异步机通过液力耦合器调速相比，高压超高速永磁同步电动机与负载直联取消液力耦合器，大大降低了系统损耗，系统效率比传统异步机结构系统效率提高约15％；大功率高压超高速永磁同步电动机体积仅为传统异步机与液力耦合器总体积的二分之一，大大减少了基建投资。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。