高速永磁电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种高速永磁电机。

背景技术：

高速永磁电机广泛应用于造纸、制药、化工、制冷、食品等行业，相比传统电机，高速永磁电机具有功率密度高、体积小、效率高、可靠性高、运行成本低的特点，具有广阔的应用前景和发展潜力。

高速永磁电机在运行时，其转子要承受高转速带来的离心力，同时会因为风摩损耗、涡流损耗产生较大的温升。现有典型的高速永磁电机中不具有对转子进行降温的结构，而转子温升高会直接导致永磁体退磁。

因此，如何有效降低转子的温度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种高速永磁电机，转子能够被有效降温。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种高速永磁电机，包括电机转轴、固定套设于所述电机转轴上的转子、转动套设于所述转子外的定子和罩设于所述定子和所述转子外的机座，所述电机转轴转动连接于所述机座，所述转子与所述定子之间的间隔构成气隙轴向风道；所述机座内设有闭环风道且所述气隙轴向风道为所述闭环风道的一部分，所述电机转轴上固定有风扇，所述风扇设于所述闭环风道上以带动所述闭环风道上的空气循环流动。

优选地，所述机座中还设有用于进行水冷的水道，所述机座上设有与所述水道连通的进水口和出水口。

优选地，所述机座包括环形的固定套设于所述定子外侧的安装壳、分别固定于所述安装壳轴向上两端的第一端板和导流罩；所述安装壳、所述导流罩和所述第一端板构成所述高速永磁电机的外壳，所述外壳具有导热能力；

所述闭环风道由轴向贯穿所述安装壳的安装壳风道、所述导流罩中的导流风道、所述导流罩与所述气隙轴向风道之间的第一空间、所述气隙轴向风道、所述气隙轴向风道与所述第一端板之间的第二空间依次首尾连通构成。

优选地，所述外壳内还设有第二端板，以将所述第一空间分隔为所述第二端板与所述导流罩之间的第三空间和所述第二端板与所述气隙轴向风道之间的第四空间，所述第二端板上轴向贯穿有端板孔以连通所述第三空间和所述第四空间；所述电机转轴转动连接于所述第一端板和所述第二端板，所述电机转轴伸入所述第三空间中且伸入部分固定连接所述风扇，所述风扇设于所述第三空间中。

优选地，所述导流罩包括内导流板和扣设于所述内导流板上的外导流板，所述内导流板位于所述第二端板与所述外导流板之间，所述内导流板和所述外导流板之间形成所述导流风道，所述内导流板上轴向贯穿有导流板孔以连通所述第三空间和所述导流风道，所述第三空间中设有固定于所述内导流板的挡风板，且所述挡风板套设于所述导流板孔外。

优选地，在径向上，所述端板孔位于所述导流板孔的外侧，以使风能够在所述端板孔与所述导流板孔之间径向流动。

优选地，所述水道设于所述安装壳上，且所述水道位于所述定子与所述安装壳风道之间。

优选地，所述安装壳风道中设有散热筋。

优选地，所述风扇为后倾风扇。

优选地，所述水道为螺旋水道或折返水道。

本发明提供的高速永磁电机，包括电机转轴、固定套设于电机转轴上的转子、转动套设于转子外的定子和罩设于定子和转子外的机座，电机转轴转动连接于机座，转子与定子之间的间隔构成气隙轴向风道；机座内设有闭环风道且气隙轴向风道为闭环风道的一部分，电机转轴上固定有风扇，风扇设于闭环风道上以带动闭环风道上的空气循环流动。

在闭环风道中，电机转轴转动时，风扇会同步转动，从而带动闭环风道中的空气流动起来，风会在气隙轴向风道与闭环风道中的其他位置之间循环流动，将气隙轴向风道处由转子产生的高温空气带到其他位置，使相对较冷的风能够流至气隙轴向风道处，实现对转子的风冷。另外，闭环风道中的空气可以向机座外侧散热。

该电机中，在电机转轴上直接固定风扇，电机转轴转动的同时风扇也会转动，另外，该风扇设置在闭环风道上，形成全封闭自循环通风冷却系统，该闭环风道途径转子，风扇带动闭环风道中空气循环流动以对转子进行风冷，能够有效对转子进行降温，提高了电机整体运行的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供高速永磁电机的剖视图，箭头指示风的流向。

附图标记：

1-第一空间，2-第二空间，3-第三空间，4-第四空间，5-导流风道，6-安装壳风道，7-安装壳，8-水道，9-第二端孔，10-第二端板，11-内导流板，12-外导流板，13-挡风板，14-导流板孔，15-风扇，16-第二轴承，17-端板孔，18-转子，19-气隙轴向风道，20-电机转轴，21-第一轴承，22-第一端孔，23-散热筋，24-第一端板，25-导流罩，26-定子。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种高速永磁电机，转子能够被有效降温。

在本发明的描述中，第一、第二、第三、第四仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外，基于便于描述的目的，本申请中的轴向、周向和径向以电机转轴的旋转中心线为基准，该旋转中心线沿轴向延伸。

本发明所提供高速永磁电机的一种具体实施例中，请参考图1，包括电机转轴20、固定套设于电机转轴20上的转子18、转动套设于转子18外的定子26和罩设于定子26和转子18外的机座。其中，转子18具体可以为贴片式或者内嵌式。电机转轴20转动连接于机座，转子18与定子26之间的间隔构成气隙轴向风道19。其中，电机转轴20具体可以通过空气轴承、滚动轴承、滑动轴承、磁浮轴承或者其他轴承转动连接于机座。

机座内设有闭环风道且气隙轴向风道19为闭环风道的一部分，电机转轴20上固定有风扇15，风扇15设于闭环风道上以带动闭环风道上的空气循环流动。

在闭环风道中，电机转轴20转动时，风扇15会同步转动，从而带动闭环风道中的空气流动起来，风会在气隙轴向风道19与闭环风道中的其他位置之间循环流动，将气隙轴向风道19处由转子18产生的高温空气带到其他位置，使相对较冷的风能够流至气隙轴向风道19处，实现对转子18的风冷。另外，闭环风道中的空气可以向机座外侧散热。

本实施例中，在电机转轴20上直接固定风扇15，电机转轴20转动的同时风扇15也会转动，另外，该风扇15设置在闭环风道上，形成全封闭自循环通风冷却系统，该闭环风道途径转子18，风扇15带动闭环风道中空气循环流动以对转子18进行风冷，能够有效对转子18进行降温，提高了电机整体运行的可靠性。

进一步地，机座中还设有用于进行水冷的水道8，机座上设有与水道8连通的进水口和出水口。

其中，进水口与出水口分别用于外界向水道8的进水和水道8向外界的出水。优选地，在机座的外侧可以设置水箱、水泵以及用于冷却水箱中的水的冷却装置，水箱、水泵、冷却装置、进水口、水道8与出水口构成闭环水道，从而可以保证水道8中的水为相对低温的水，保证水冷效果。

本实施例中，空气进行初级冷却，再通过水道8对机座内的空气进行冷却，通过水冷与风冷的有效结合，可以进一步提高对转子18的冷却效果，有效将机座中的热量散出。

进一步地，机座包括环形的固定套设于定子26外侧的安装壳7、分别固定于安装壳7轴向上两端的第一端板24和导流罩25。安装壳7、导流罩25和第一端板24构成高速永磁电机的外壳，即，安装壳7、导流罩25和第一端板24构成高速永磁电机构成的壳体的外表面是与空气直接接触的。其中，该外壳具体可以为密封式外壳。外壳具有导热能力，优选地，安装壳7、导流罩25和第一端板24为金属材质制成，以保证导热效果。

同时，闭环风道由轴向贯穿安装壳7的安装壳风道6、导流罩25中的导流风道5、导流罩25与气隙轴向风道19之间的第一空间1、气隙轴向风道19、气隙轴向风道19与第一端板24之间的第二空间2依次首尾连通构成。

本实施例中，由于外壳具有导热能力，且安装壳风道6、导流风道5与第二空间2中的空气与外界空气之间的距离较近，能够较快速地与外界空气进行热交换。

进一步地，外壳内还设有第二端板10，以将第一空间1分隔为第二端板10与导流罩25之间的第三空间3和第二端板10与气隙轴向风道19之间的第四空间4。具体地，如图1所示，第二端板10固定在安装壳7上与导流罩25同一端的轴向端部。第二端板10上轴向贯穿有端板孔17，以连通第三空间3和第四空间4。电机转轴20转动连接于第一端板24和第二端板10，电机转轴20伸入第三空间3中且伸入部分固定连接风扇15，风扇15设于第三空间3中。

其中，对于第一端板24、第二端板10与安装罩构成的壳体，除了端盖孔等因功能需要加工的功能性孔之外，该壳体其余部分为密封结构。

本实施例中，第二端板10将外壳内部的空间分隔为两个空间，在轴向上，转子18、定子26位于第一端板24与第二端板10之间的空间中，风扇15位于第二端板10与导流罩25之间的空间中，可以避免因加工误差导致的风扇15与定子26之间产生的撞击等损伤，同时，在拆装风扇15时，仅拆卸导流罩25即可，第二端板10可以对转子18与定子26进行防护。

进一步地，导流罩25包括内导流板11和扣设于内导流板11上的外导流板12，内导流板11位于第二端板10与外导流板12之间，内导流板11和外导流板12之间形成导流风道5。如图1所示，内导流板11固定于第二端板10，外导流板12固定于安装壳7。内导流板11上轴向贯穿有导流板孔14以连通第三空间3和导流风道5，第三空间3中设有固定于内导流板11的挡风板13，且挡风板13套设于导流板孔14外。

本实施例中，从安装壳风道6流出的风进入导流风道5后，经导流板孔14进入第三空间3中，而由于风扇15设置在第三空间3中，挡风板13的设置可以避免流进第三空间3的风在风扇15处打转，使风能够顺利前行，有利于避免风扇15出现短路现象。

进一步地，在径向上，端板孔17位于导流板孔14的外侧，以使风能够在端板孔17与导流板孔14之间径向流动。

本实施例中，通过端板孔17与导流板孔14位置关系设置对第三空间3中的风流进行导向，能够进一步保证第三空间3中风流动的顺畅性。

进一步地，水道8设于安装壳7上，且水道8位于定子26与安装壳风道6之间。

本实施例中，由于水道8设置在定子26与安装壳风道6之间，可以对第四空间4、第一空间1与安装壳风道6中的空气进行冷却，能够极大提高冷却效果。

进一步地，安装壳风道6中设有散热筋23，以增加散热面积，提高散热效果。其中，散热筋23上可以轴向贯穿有通孔以供风轴向流动。其中，如图1所示，安装壳风道6可以由第一端孔22、中部空间与第二端孔9连通构成，散热筋23设置在中间空间中。另外，第一端孔22、第二端孔9与端板孔17垂直于轴向的截面可以为圆形、椭圆形和方形。

进一步地，风扇15为后倾风扇，能够有效降低机械损耗，噪音较小。当然，在其他实施例中，风扇15还可以为前倾风扇。

进一步地，水道8为螺旋水道或折返水道。其中，螺旋水道形成螺旋的中心线位置以及折返水道的折返方向可以根据实际需要进行设置。

进一步地，水道8、安装壳风道6、端板孔17可以为套在电机转轴20外的环形结构。又或者，水道8、安装壳风道6、端板孔17可以为并列设置在电机转轴20径向一侧的条形结构，且水道8、安装壳风道6、端板孔17可以分别设置为一个或者至少两个。

本实施例提供的高速永磁电机，通过合理设计冷却风道，提高了转子18的冷却效果，避免电机运行时转子18温升高导致的磁钢退磁现象，并且全封闭的冷却系统提高了电机的防护等级，降低了对使用环境的要求，提高了电机使用寿命，适用于多种转子18结构类型与轴承类型的高速永磁电机。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的高速永磁电机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。