一种新型高速电机护套结构的制作方法

本发明属于电机领域，尤其是涉及一种新型高速电机护套结构。

背景技术：

现阶段，高速永磁同步电机的护套一般多为表贴式，表贴式磁极在高速运行时由于收到定子电枢绕组的磁场作用，使得护套的产生大量的涡流损耗；而转子散热情况较差，护套产生的涡流损耗不能有效地散发出去，造成转子热量高、温升大，严重影响了高速电机的运行可靠性。

目前，现有的护套一般都集中在电机护套的材料上，采用高强度的不导磁的合金钢作为护套，但是金属材料的导电性比较强，会引起较大的损耗；最近，随着复核材料的兴起，采用碳纤维或者玻璃纤维等不导电的复合材料作为护套，减小护套的损耗；但是此种方法会导致永磁体直接面对电枢反应磁场，永磁体中会产生大量的涡流损耗，影响永磁体的可靠性。而且，由于合金钢护套会施加部分预压力到转子磁体上，会提高永磁体在高速运行时的可靠性，而复合材料则没有该种效果。也有的研究，护套为多段拼合而成，尽管阻断的电流的轴向流动，但是并不能减少转子护套上的涡流损耗，因此，高速大功率电机中迫切需要解决金属护套的涡流损耗问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种新型高速电机护套结构，减小护套涡流损耗，从而减小转子温升，并且护套结构可以用于高速大功率电机中，提高电机的运行稳定性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种新型高速电机护套结构，它是圆筒状结构，设于永磁体表面，包括护套筒，在所述护套筒表面均匀开设有多个沿径向方向切割的圆弧形切缝，若干圆弧形切缝同轴设置，若干圆弧形切缝在护套筒上错位排布，若干个圆弧形切缝将护套筒沿轴向分割形成分段相连护套结构，相邻两护套段之间通过段间连接区连接，相邻两护套段内的涡流电流方向相反，产生磁场相反，相互抵消，每个圆弧形切缝的弧长占其所在圆的周长的80％-90％，切割了若干圆弧形切缝的护套筒仍保持整块形状。

进一步的，每个所述圆弧形切缝的宽度均小于0.5mm设置，每个护套段的宽度均大于1mm设置。

进一步的，相邻所述圆弧形切缝在护套筒表面的切入位置不同，相邻所述圆弧形切缝在护套筒表面的切入位置角度间隔为0°-180°，优选为180°。

进一步的，在所有的圆弧形切缝内均填充有增强磁极整体性的环氧树脂胶。

进一步的，它的材质为导电不导磁的不锈钢。

相对于现有技术，本发明所述的一种新型高速电机护套结构具有以下优势：

本发明所述的一种新型高速电机护套结构，与传统的整块护套不同，本护套结构沿径向方向切割，形成多段结构。沿径向方向切割的护套并不将护套切割完毕，相邻切割面的切入位置不同，从而不破坏护套的整体结构。

本发明的所述的一种新型高速电机转子护套结构，沿轴向呈多段分布的护套结构，可以有效切断护套的涡流路径，强迫涡流通过段间连接区在段间流动，从而增加涡流路径的电阻，减小护套的涡流损耗和温升，防止永磁体温度过高而失磁，有利于保护永磁体，该发明提供的分段相连护套结构可以用于高速大功率电机或者高效率电机中，减小转子损耗，提高系统效率及运行可靠性。

本发明的护套结构，结构简单，便于加工制造。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为相邻圆弧形切缝的切入角度间隔为180°时的一种新型高速电机护套结构的立体结构示意图；

图2为图1中一种新型高速电机护套结构的涡流路径示意图；

图3为相邻圆弧形切缝的切入角度间隔为150°时的一种新型高速电机护套结构的立体结构示意图；

图4为图3中一种新型高速电机护套结构的涡流路径示意图；

附图标记说明：

1-护套筒，2-圆弧形切缝，3-护套段，4-段间连接区。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图3所示，一种新型高速电机护套结构，它是圆筒状结构，设于永磁体表面，包括护套筒1，在所述护套筒1表面均匀开设有多个沿径向方向切割的圆弧形切缝2，若干圆弧形切缝2同轴设置，若干圆弧形切缝2在护套筒1上错位排布，若干个圆弧形切缝2将护套筒1沿轴向分割形成分段相连护套结构，相邻两护套段3之间通过段间连接区4连接，相邻两护套段3内的涡流电流方向相反，产生磁场相反，相互抵消，每个圆弧形切缝2的弧长占其所在圆的周长的80％-90％，切割了若干圆弧形切缝2的护套筒1仍保持整块形状。

每个圆弧形切缝2的宽度均小于0.5mm设置，以不影响护套的机械强度为主，每个护套段3的宽度均大于1mm设置，过小会导致护套整体性变差。

相邻所述圆弧形切缝2在护套筒1表面的切入位置不同，相邻所述圆弧形切缝2在护套筒1表面的切入位置角度间隔为0°-180°，优选为180°，相邻所述圆弧形切缝2在护套筒1表面的切入位置角度间隔，是指相邻两个圆弧形切缝2的各自切割起始点处所在圆半径在径向投影面上的夹角。

图1中是间隔180°，图3中是间隔150°，相邻圆弧形切缝的最小切割角度应使得圆筒状磁体的各段间连接区域3不相通。

在所有的圆弧形切缝2内均填充有增强护套结构整体性的环氧树脂胶，利用胶粘力进一步保证护套整体性。

护套的材质为导电不导磁的不锈钢，在谐波磁场作用下会产生涡流，而涡流又会抑制电流谐波在永磁体上产生的涡流损耗，护套中产生的涡流损耗较大，护套紧贴着永磁体，其损耗的大小直接影响着永磁体的温升。

本发明的护套结构既有利于减少涡流损耗又有利于节材，本发明的护套结构，如图2和图4所示的涡流示意图可以看出，这两种切割方式在保证护套整体性的条件下，增加了涡流路径长度；而且相邻的涡流电流方向相反，产生的磁场方向相反，相互抵消，最大程度减小护套上的涡流损耗，有效保障转子的可靠运行。

有的研究中，护套为多段拼合而成，尽管阻断的电流的轴向流动，但是并不能减少转子护套上的涡流损耗，这是因为多段拼合的护套的各段之间是绝缘的，那么每段护套段上依然会形成小的涡流路径，由于护套段长度缩短，在护套段中形成的涡流多为构成闭环的“径向涡流”，只是减小了轴向路径的长度，对于减小涡流损耗没有意义。

而本技术中的护套虽然也是分成多段结构，但是各段之间有段间连接区，多段护套段之间不绝缘，那么多段护套段依然会按未拼合前形式一样，形成涡流路径，各段之间有段间连接区，增加了涡流路径长度；而且相邻的涡流电流方向相反，产生的磁场方向相反，相互抵消，最大程度减小护套上的涡流损耗。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种新型高速电机护套结构，它是圆筒状结构，设于永磁体表面，包括护套筒，在所述护套筒表面均匀开设有多个沿径向方向切割的圆弧形切缝，若干圆弧形切缝同轴设置，若干圆弧形切缝在护套筒上错位排布，若干个圆弧形切缝将护套筒沿轴向分割形成分段相连护套结构，相邻两护套段之间通过段间连接区连接，相邻两护套段内的涡流电流方向相反，产生磁场相反，相互抵消，每个圆弧形切缝的弧长占其所在圆的周长的80％‑90％，切割了若干圆弧形切缝的护套筒仍保持整块形状。本发明所述的一种新型高速电机护套结构，减小护套涡流损耗，从而减小转子温升，并且护套结构可以用于高速大功率电机中，提高电机的运行稳定性。

技术研发人员：曹继伟;李立毅;王金耀;张成明;刘家曦;王明义
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2019.05.06
技术公布日：2019.07.16