专利名称：一种永磁电机转子散热装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电机的散热装置，尤其是涉及一种电气牵引领域的永磁电机转子散热装置。
背景技术：
永磁电机由于效率高、损耗小，对转子的散热一般不增加散热措施，仅依靠电机内部之间的对流、传导即可降低转子温度。但是应用于电气牵引领域的永磁电机是由变频电源供电驱动的，由于电源中含有丰富的谐波成分，导致永磁电机转子中永磁体的涡流损耗、 硅钢片的铁耗及转子杂散损耗大大增加，转子温度急剧增加，增加永磁体退磁的风险，最终降低电机运行的可靠性。永磁电动机以其具有高功率因数、高效率以及高功率密度等优点在电气牵引领域得到广泛的应用。由于逆变器驱动的永磁电机转子只安装产生磁场的永磁体，没有鼠笼绕组。假设定子输入电源为三相对称正弦电压时，在电机稳态运行时，由于主磁通随转子同步切割定子，转子永磁体上几乎不产生任何损耗，转子仅依靠与定子和机座之间的对流传导即可带走热量，转子温度维持在较低的水平。应用于电气牵引领域的永磁电机通常由变频电源供电，定子绕组中含有丰富时间谐波。时间谐波产生的谐波磁场切割转子，在永磁体上产生涡流损耗，转子硅钢片上产生涡流损耗和磁滞损耗。额外增加的转子损耗，在原有转子散热条件下，转子温度升高，增加永磁体退磁的风险，因此，必须改善转子的散热条件，维持转子温升在一个合理的水平。现有的逆变器供电永磁电机的转子结构如下转子冲片装入永磁体后，冲片两端由转子端板轴向固定后套入轴上。转子端板表面是平整的圆盘，转子旋转时，表面基本没有气流流动，转子仅依靠与定子及机座之间的对流散热，转子散热能力差。特别电机在逆变器供电条件下，由于转子损耗增加，有限的转子散热条件导致转子温升增加。在现有技术中，由林祥钟于2004年01月09日申请，2005年01月09日公告，公告号为C拟672946的中国实用新型专利提出一种带有离心散热结构的永磁电机。它通过在电机转子上设有进气口和出气口，利用转子高速旋转产生的离心力，使转子产生的热量离心散发，实现电机的离心散热。由江苏三江电器集团有限公司于2005年11月10日申请，2007年05月16日公告，公告号为0拟901675的中国实用新型专利涉及到一种电机内部转子带有轴流风扇的散热结构。轴流风扇由轮毂、压力面、压力背面、风扇叶片所组成，安装在转子上。电机工作时，带动与其相连的轴流风扇，风扇以电机给定的速度旋转，从而在叶片的前后产生一定的压力差，驱动叶片周围的空气沿电机轴向运动，形成轴向气流。气流直接吹向绕组端部，降低绕组温升。因此，针对现有技术的永磁电机转子散热结构在转子旋转时，表面基本没有气流流动，转子仅依靠与定子及机座之间的对流散热，转子散热能力差，特别是电机在逆变器供电条件下，由于转子损耗增加，有限的转子散热条件导致转子温升增加的技术问题，研究一种改善转子散热条件，降低转子温升的永磁电机转子散热结构成为亟待解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种永磁电机转子散热装置，该装置使得永磁电机在变频电源供电情况下，通过改善转子散热条件，降低转子温升，大幅提高了永磁电机运行的可靠性。为了实现上述目的，本实用新型具体提供了一种永磁电机转子散热装置的技术方案，一种永磁电机转子散热装置，包括叶片，永磁体，转子和转子端板，转子端板包括转子内端板和转子外端板，永磁体安装在转子的槽内，转子的两端固定有转子内端板和转子外端板，并一起套装在电机的转轴上，转子端板上固定有叶片，在电机旋转时带动叶片旋转， 带走转子表面的热量。作为本实用新型一种永磁电机转子散热装置技术方案的进一步改进，转子，转子内端板和转子外端板上沿电机转轴的安装方向开有通风孔，形成转子轴向通风管道。作为本实用新型一种永磁电机转子散热装置技术方案的进一步改进，在转子内端板和转子外端板上均固定有叶片。作为本实用新型一种永磁电机转子散热装置技术方案的进一步改进，转子端板与叶片为一体的整体式结构。作为本实用新型一种永磁电机转子散热装置的技术方案的另一种改进，叶片通过螺钉分别固定在转子内端板和转子外端板上。作为本实用新型一种永磁电机转子散热装置技术方案的进一步改进，叶片在转子内端板和转子外端板上沿圆周呈径向均勻分布。作为本实用新型一种永磁电机转子散热装置技术方案的进一步改进，叶片安装在位于转子端板通风孔在转子端板圆周方向上的相对外侧。作为本实用新型一种永磁电机转子散热装置技术方案的进一步改进，叶片的安装数量根据转子的外径进行设置。作为本实用新型一种永磁电机转子散热装置技术方案的进一步改进，叶片采用铝合金材料或是高强度的复合材料。通过实施上述本实用新型一种永磁电机转子散热装置的技术方案，具有结构设计简单，工艺性好，成本低的优点。当电机工作时，置于转子端板的叶片随转子的旋转，起到内置风扇的作用，作为电机转子风路的压头来源，利用电机内的冷却介质将转子产生的热量带走，能起到较好的冷却效果。同时转子温度低，可有效降低永磁体因高温退磁或失磁的危险，从而使电机运行效率高，电机可靠性增强，使用寿命延长。
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本实用新型永磁电机转子散热装置一种具体实施方式
的转子纵向剖面示意图；图2是本实用新型永磁电机转子散热装置一种具体实施方式
的转子轴向剖面示意图；图3是本实用新型永磁电机转子散热装置一种具体实施方式
的转子叶片结构示意图1 ；图4是本实用新型永磁电机转子散热装置一种具体实施方式
的转子叶片结构示意图2;图5是本实用新型永磁电机转子散热装置一种具体实施方式
的转子叶片结构示意图3 ；其中1-叶片，2-转子轴向通风管道，3-永磁体，4-螺钉，5-转子内端板，6_转子外端板，7-转轴，8-转子。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，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作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。如附图1至附图5所示，给出了本实用新型一种电机齿槽定位转矩测量装置的具体实施例，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。如图1和图2所示一种永磁电机转子散热装置的具体实施方式
，包括叶片1，永磁体3，转子8和转子端板，转子端板进一步包括转子内端板5和转子外端板6，永磁体3安装在转子8的槽内，转子8的两端固定有转子内端板5和转子外端板6，并一起套装在电机的转轴7上，转子端板上固定有叶片1，在电机旋转时带动叶片1旋转，带走转子表面的热量。为了进一步加强转子的散热能力，转子8，转子内端板5和转子外端板6上沿电机转轴的安装方向开有通风孔，形成转子轴向通风管道2。叶片1可以设置在转子内端板5 和/或转子外端板6上。转子内端板5和/或转子外端板6与叶片1可以为一体加工或铸造的整体式结构。叶片1也可以通过螺钉4分别固定在转子内端板5和转子外端板6上。 叶片1在转子内端板5和转子外端板6上沿圆周呈径向均勻分布。叶片1安装在位于转子端板通风孔在转子端板圆周方向上的相对外侧，叶片1的安装数量根据转子8的外径进行设置，可以采用铝合金材料，也可以采用高强度复合材料。该结构设计简单，工艺性好，成本低。永磁电机转子散热装置的组装过程为通过工装将规定数量的转子冲片及转子内端板5热套在转轴7上，采用工装将分段的永磁体3导入转子8安装槽内并到位，再将转子外端板6热套在转轴7上，并通过油压机等设备将其到位。最后将规定数量的叶片1通过螺钉4固定在转子端板上。组装过程中，注意两侧转子端板及转子冲片通风孔要对齐，以保证良好的轴向通风效果。本实用新型具体实施方式
所描述的转子散热装置原理是通过在两侧的转子端板上增加类似风扇的小叶片，在电机旋转时，带动置于转子端板的叶片随转子的旋转一起旋转，起到内置风扇的作用，从而在叶片的前后形成压力差，带动转子表面的气流随转子旋转，气流吹拂转子表面，将转子产生的热量带走，达到降低转子温升的目的。特别是，当降低转子温度时，可有效降低永磁体因高温退磁或失磁的危险，从而使电机运行效率高，电机可靠性增强，使用寿命延长。如图3至图5所示，将叶片加工成L形的结构，并通过螺钉4固定在转子内端板5 和转子外端板6上。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。
权利要求1.一种永磁电机转子散热装置，其特征在于，包括叶片(1)，永磁体(3)，转子(8)和转子端板，转子端板包括转子内端板(5)和转子外端板(6)，永磁体(3)安装在转子(8)的槽内，转子(8)的两端固定有转子内端板(5)和转子外端板(6)，并一起套装在电机的转轴(7) 上，转子端板上固定有叶片(1)，在电机旋转时带动叶片(1)旋转，带走转子表面的热量。
2.根据权利要求1所述的一种永磁电机转子散热装置，其特征在于所述的转子(8)， 转子内端板(5)和转子外端板(6)上沿电机转轴的安装方向开有通风孔，形成转子轴向通风管道(2)。
3.根据权利要求1或2所述的一种永磁电机转子散热装置，其特征在于在所述的转子内端板(5)和转子外端板(6)上均固定有叶片(1)。
4.根据权利要求3所述的一种永磁电机转子散热装置，其特征在于所述的转子端板与叶片(1)为一体的整体式结构。
5.根据权利要求3所述的一种永磁电机转子散热装置，其特征在于所述的叶片(1)通过螺钉(4)分别固定在转子内端板(5)和转子外端板(6)上。
6.根据权利要求5所述的一种永磁电机转子散热装置，其特征在于所述的叶片(1)在转子内端板(5)和转子外端板(6)上沿圆周呈径向均勻分布。
7.根据权利要求6所述的一种永磁电机转子散热装置，其特征在于所述的叶片(1)安装在位于转子端板通风孔在转子端板圆周方向上的相对外侧。
8.根据权利要求7所述的一种永磁电机转子散热装置，其特征在于所述叶片(1)的安装数量根据转子(8)的外径进行设置。
9.根据权利要求8所述的一种永磁电机转子散热装置，其特征在于所述的叶片(1)采用铝合金材料。
专利摘要本实用新型公开了一种永磁电机转子散热装置，包括叶片，永磁体，转子和转子端板，转子端板包括转子内端板和转子外端板，永磁体安装在转子的槽内，转子的两端固定有转子内端板和转子外端板，并一起套装在电机的转轴上，转子端板上固定有叶片，在电机旋转时带动叶片旋转，带走转子表面的热量。本实用新型技术方案克服了现有电机转子散热结构在转子旋转时，表面基本没有气流流动，仅依靠与定子及机座之间的对流散热，转子散热能力差，特别是电机在逆变器供电条件下，由于转子损耗增加，有限的转子散热条件导致转子温升增加的技术问题。使得永磁电机在变频电源供电情况下，通过改善转子散热条件，降低转子温升，大幅提高了永磁电机运行的可靠性。
文档编号H02K9/06GK202260856SQ20112028168
公开日2012年5月30日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者何思源, 刘春秀, 李益丰, 杨金霞, 王健, 辛本雨 申请人:株洲南车时代电气股份有限公司