本实用新型属于电动机技术领域，特别涉及一种高功率密度高速永磁同步电动机。
背景技术：
符合IEC72的“旋转电机安装尺寸和输出功率等级”的要求能够适用于常规工业电机领域。然而对于某些特定场合，要求电动机能输出较高功率，具备调速功能能够通过变频器调至高频在高速下运行，由于电动机尺寸的严格要求，目前采用的风冷甚至水冷结构的散热形式已经无法满足高功率密度高速电动机的散热要求，影响到了电动机的正常稳定运行。因此，需要一种能够在高转速下的高功率米的的永磁同步电动机。
技术实现要素：
本实用新型目的是为解决上述现有技术中存在的问题而提出了一种高功率密度高速永磁同步电动机，为达到上述目的所采取的技术方案是：
一种高功率密度高速永磁同步电动机，包括机座，机座内为圆柱形空腔，在圆柱形空腔内装配有定子绕组，在定子绕组内装配有转子，转子铁心热套在转轴上，在轴伸端的机座上安装有用于支撑转轴前端的法兰端盖，在非轴伸端的机座上安装有用于支撑转轴后端的后端盖，在后端盖内装配有旋转变压器测量转轴转速以配合变频器实现精确转速闭环控制，旋转变压器的定子固定在后端盖内，旋转变压器的转子固定在转轴上；所述定子绕组采用H级变频绝缘， 转子的隔磁磁桥的厚度为1.2~1.6mm，在转子冲片的外圆周上绕周向冲有多个半圆形缺口从而在转子圆周上形成多个半圆形通槽，转子为刚性转子，增大转子中间质量分布以达到所设计要求的临界转速，缩短转轴两端轴承之间的距离以达到所设计要求的临界转速。
优选的，在定子冲片的外圆周上绕周向均匀开设有多个矩形缺口从而在定子外圆周上绕周向均匀形成多个通油槽，在后端盖上设有第一通油口，在后端盖和/或前端盖上设有第二通油口，所述第一通油口与其中一个通油槽相连通，第二通油口与其中另一个通油槽相连通，在机座内充满绝缘冷却油。
优选的，所述定子内表面与转子外表面之间设有间隔以便绝缘冷却油的流动。
优选的，所述转子为带磁钢条转子。
优选的，所述绝缘冷却油为变压器油。
优选的，第一通油口和第二通油口中，其中一个为进油口，另一个为出油口。
优选的，在转轴贯通处、法兰端盖与机座连接处、后端盖与机座连接处、电机出线处均设有密封圈。
本实用新型所具有的有益效果为：（1）定子绕组3采用H级变频绝缘，通过加强耐电晕性能，增强匝间绝缘性能，可承受变频器的高频载波产生的冲击电压，提高电机绝缘结构的可靠性；
（2）转子4的隔磁磁桥的厚度由原来的1.0mm经过多次优化设计和模拟后设定为为1.2~1.6mm，保证转子铁心能够承受高速旋转巨大离心力产生的拉应力，经有限元仿真计算，在最大转速7500rpm时转子磁钢产生的最大应力为200MPa，低于选用的35W270硅钢片400MPa的屈服强度；
（3）在转子冲片的外圆周上绕周向设有多个半圆形缺口从而在转子圆周上形成多个半圆形通槽可以在不降低电机性能的前提下减小高速下磁场的高次谐波来降低电磁振动，经仿真计算，电机的反电动势谐波含量约为0.5%，远低于正常2%的要求；
（4）转子设计为刚性转子，通过增大转子4中间质量分布、减小转轴两端轴承14、15之间的距离以达到所设计要求的临界转速，经软件仿真计算，转子的一阶临界转速约为28000rpm，远大于要求的最高转速7500rpm，保证高速下的稳定运行，本电机的功率密度约为常规电机的7倍；
（5）通过在定子冲片的外圆周上绕周向均匀开设有多个矩形缺口从而在定子外圆周上绕周向均匀形成多个通油槽，实现了一种内置式冷却结构，可满足电机的散热要求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为定子冲片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步描述。
如图1和图2所示，一种高功率密度高速永磁同步电动机，包括机座8，机座8内为圆柱形空腔，在圆柱形空腔内装配有定子绕组3，在定子绕组3内装配有转子4，转子4同轴热套在转轴2上，在轴伸端的机座8上安装有用于支撑转轴2前端的法兰端盖1，在非轴伸端的机座8上安装有用于支撑转轴2后端的后端盖10，在后端盖10内装配有旋转变压器测量转轴2转速以配合变频器实现精确转速闭环控制，旋转变压器的定子12固定在后端盖10内，旋转变压器的转子11固定在转轴2上；所述定子绕组3采用H级变频绝缘， 转子4的隔磁磁桥的厚度为1.2~1.6mm，在转子冲片的外圆周上绕周向设有多个半圆形缺口从而在转子圆周上形成多个半圆形通槽，转子4采用刚性转子，增大转子4中间质量分布以达到所设计要求的临界转速（例如，中间质量占转子重量的不少于75%，尽量缩短转轴两端轴承之间的距离以达到所设计要求的临界转速，通过优化设计，两端轴承之间的距离缩短为常规方案的85%，通过优化转轴的临界转速由最初的9800r/min提高到12500r/min，提高了高速下的运行安全性。
本实用新型采用浸油式冷却方式，即在定子冲片17的外圆周上饶周向均匀开设有多个矩形缺口16从而在定子3外圆周上饶周向均匀形成多个通油槽6，在后端盖10上设有第一通油口11，在后端盖和/或前端盖上设有第二通油口9，所述第一通油口11与其中一个通油槽相连通3，第二通油口9与其中另一个通油槽相连通，在机座8内充满绝缘冷却油，所述绝缘冷却油为变压器油。
为了对转子4进行更好地散热，所述定子3内表面与转子4外表面之间设有间隔5以便绝缘冷却油的流动。
转子4采用内置式结构，磁钢条7嵌入转子槽内，便于固定并保证了电机在高速下磁钢不会由于离心力脱离转子，电机在高速下可正常运行。
在第一通油口13和第二通油口9中，其中位于低位置的为进油口，位于高位置的为出油口，例如，如图1所示，当电机卧式安装时，位于下方的第二通油口13为进油口，位于上方的第一通油口9为出油口，同时还可以将第一通油口9设置在法兰端盖1上；当电机立式安装时，第一通油口和第二通油口分别安装在法兰端盖1和后端盖10上且第一通油口为进油口，第二通油口为出油口。
通过该冷却结构的设计，电动机在常规中心高H100的定子、转子三圆上，额定功率50kW，电动机的外圆只有φ180mm，长度只有300mm，经过计算，绝缘冷却油的流量约为800L/h，即0.22L/s，油的比热约为2.2×103J/(kg.℃)，进出油温差按10℃，经计算带走的热量为4.84kW，电动机的总损耗加摩擦损耗约为4.36kW，并经温度场计算分析，在以上条件下，当入口油温为30℃时，电机热稳定后绕组线圈最高温度96.4℃，转子最高温度168.6℃，此结构可满足电机的散热要求。
在转轴2贯通处、法兰端盖1与机座8连接处、后端盖10与机座8连接处、电机出线处均设有密封圈。
与现有技术相比具有以下优点：（1）定子绕组3采用H级变频绝缘，通过加强耐电晕性能，增强匝间绝缘性能，可承受变频器的高频载波产生的冲击电压，提高电机绝缘结构的可靠性；（2）转子4的隔磁磁桥的厚度由原来的1.0mm经过多次优化设计和模拟后设定为为1.2~1.6mm，保证转子铁心能够承受高速旋转巨大离心力产生的拉应力，经有限元仿真计算，在最大转速7500rpm时转子磁钢产生的最大应力为200MPa，低于选用的35W270硅钢片400MPa的屈服强度；（3）在转子冲片的外圆周上绕周向设有多个半圆形缺口从而在转子圆周上形成多个半圆形通槽可以在不降低电机性能的前提下减小高速下磁场的高次谐波来降低电磁振动，经仿真计算，电机的反电动势谐波含量约为0.5%，远低于正常2%的要求；（4）转子设计为刚性转子，通过增大转子4中间质量分布、减小转轴两端轴承14、15之间的距离以达到所设计要求的临界转速，经软件仿真计算，转子的一阶临界转速约为28000rpm，远大于要求的最高转速7500rpm，保证高速下的稳定运行，本电机的功率密度约为常规电机的7倍；（5）通过在定子冲片的外圆周上绕周向均匀开设有多个矩形缺口从而在定子外圆周上绕周向均匀形成多个通油槽，实现了一种内置式冷却结构，可满足电机的散热要求。
最后应说明的是：以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，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精神和范围。