大转矩直驱永磁电机转子上带径向通风道的薄壁轭环结构的制作方法

本发明涉及一种直驱永磁电机转子，特别涉及一种大转矩直驱永磁电机转子上的带径向通风道薄壁轭环的结构及其构建方法。

背景技术：

1、在一些水下试验室中有时需要配备大转矩低转速的永磁同步驱动电动机，以满足试验要求，由于此类电机功率高达5.5兆瓦，但其转速仅有几十转，使转子直径需要设计得很大，按照常规设计方法，该转子轭环的厚度会被设计得较厚，但当转子轭上设置有径向通风道时，存在较厚的轭环无法进行通风道机加工的难题，只能采用薄壁圆筒轭环结构，以满足径向通风道的机加工要求，但大直径转子轭上永磁体的离心力和传递扭矩产生的切向力非常大，又存在薄壁轭环的刚度不足的问题，如何克服薄壁轭环容易变形和刚度不够的缺陷，成为设计过程中需要解决的一个难题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种大转矩直驱永磁电机转子上带径向通风道的薄壁轭环结构，解决了如何克服薄壁轭环容易变形和刚度不够的技术问题。

2、本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

3、一种大转矩直驱永磁电机转子上带径向通风道的薄壁轭环结构，包括轴套和转子轭环；在轴套的外侧弧形面中部，固定焊接有中间分隔环形板，在中间分隔环形板两侧的轴套的外侧弧形面上，均等间隔弧度地焊接设置有倒t形支撑腹板，倒t形支撑腹板是沿轴套的中心轴方向设置的，在倒t形支撑腹板的外侧上端，设置有中部支撑环安装台阶，在中部支撑环安装台阶上固定设置有中部支撑环，中部支撑环的中心轴是与轴套的中心轴重合在一起的；在倒t形支撑腹板的外侧下端两侧的轴套的外侧弧形面上，均固定设置有u形卡环，在相邻的两倒t形支撑腹板的外侧上端之间，固定设置有顶部支撑弧形筋；各倒t形支撑腹板的顶端是设置在同一圆弧面上的，在各倒t形支撑腹板的顶端和中间分隔环形板顶端面之间，固定设置有转子轭环，在转子轭环上分别设置有永磁体块安装键槽和永磁体块压接块连接螺孔；在转子轭环上，沿轭环圆周方向，间隔地设置有径向弧形通风道。

4、在永磁体块的下端设置有磁极安装键，永磁体块是通过磁极安装键与永磁体块安装键槽的配合，被装配到转子轭环上的，在圆周方向上的相邻两永磁体块之间，设置有燕尾形永磁体块压块，在燕尾形永磁体块压块上设置有压块固定螺接孔，压块固定螺栓通过压块固定螺接孔后与永磁体块压接块连接螺孔螺接在一起；在轴向方向的两相邻永磁体块之间设置有径向弧形通风道；在轴套中设置有电机转轴。

5、在倒t形支撑腹板上设置有扇形减重通孔，在扇形减重通孔外侧的倒t形支撑腹板上，设置有盖板连接螺孔，在扇形减重通孔上设置有可调节盖板，在可调节盖板上设置有长条孔，在长条孔与盖板连接螺孔之间设置有盖板连接螺栓，可调节盖板设置在扇形减重通孔上后形成有通风量调节通道。

6、一种大转矩直驱永磁电机转子带径向通风道薄壁轭环构建方法，包括轴套和转子轭环；其特征在于以下步骤：

7、第一步、在轴套的外侧弧形面中部，固定焊接中间分隔环形板，中间分隔环形板将轴套的外侧弧形面分割成两部分；

8、第二步、分别制作倒t形支撑腹板和u形卡环，并在倒t形支撑腹板的中部加工出扇形减重通孔，在倒t形支撑腹板的外侧上端加工出中部支撑环安装台阶；在转子轭环上分别加工出永磁体块安装键槽和永磁体块压接块连接螺孔；

9、第三步、在中间分隔环形板一侧的轴套的外侧弧形面上等间隔弧度设置倒t形支撑腹板，将倒t形支撑腹板内侧端与中间分隔环形板焊接连接在一起，将倒t形支撑腹板的下端与轴套的外侧弧形面焊接连接在一起，在倒t形支撑腹板的外侧下端两侧的轴套的外侧弧形面上设置u形卡环，将u形卡环焊接连接在轴套的外侧弧形面上，并使倒t形支撑腹板的外侧下端被夹持在两u形卡环之间；用同样的方法，安装中间分隔环形板另一侧的倒t形支撑腹板；

10、第四步、将中部支撑环焊接连接在各倒t形支撑腹板的外侧上端的中部支撑环安装台阶上；

11、第五步、将转子轭环套接在各倒t形支撑腹板的顶端和中间分隔环形板顶端面上，将倒t形支撑腹板的顶端与转子轭环的内侧面焊接在一起，将中间分隔环形板顶端面与转子轭环的内侧面焊接在一起；

12、第六步、在转子轭环加工出径向弧形通风道；

13、第七步、将永磁体块通过磁极安装键与永磁体块安装键槽配合，装配到转子轭环上；在圆周方向上的相邻两永磁体块之间，设置燕尾形永磁体块压块，将压块固定螺栓通过压块固定螺接孔后与永磁体块压接块连接螺孔螺接在一起，通过燕尾形永磁体块压块将永磁体块固定在转子轭环上；

14、第八步、将电机转轴穿接到轴套中完成电机转轴的装配。

15、在扇形减重通孔外侧的倒t形支撑腹板上，设置有盖板连接螺孔，在扇形减重通孔上设置可调节盖板，在可调节盖板上设置有长条孔，在长条孔与盖板连接螺孔之间设置有盖板连接螺栓，可调节盖板设置在扇形减重通孔上后形成有通风量调节通道。

16、本发明通过在转轴套上为薄壁转子轭环构建了一个稳定坚固的支撑架体，克服了薄壁轭环容易变形的缺陷，并极大方便了轭环上径向通风道的加工；通过在倒t形支撑腹板上设置减重通孔大大降低了支撑架体的重量，并巧妙通过可调节的盖板，实现了通风道风阻的动态调整，从而兼顾满足了大转矩低转速大功率的永磁直驱电机的通风冷却要求。

技术特征：

1.一种大转矩直驱永磁电机转子上带径向通风道的薄壁轭环结构，包括轴套（2）和转子轭环（13）；其特征在于，在轴套（2）的外侧弧形面中部，固定焊接有中间分隔环形板（4），在中间分隔环形板（4）两侧的轴套（2）的外侧弧形面上，均等间隔弧度地焊接设置有倒t形支撑腹板（5），倒t形支撑腹板（5）是沿轴套（2）的中心轴方向设置的，在倒t形支撑腹板（5）的外侧上端，设置有中部支撑环安装台阶（10），在中部支撑环安装台阶（10）上固定设置有中部支撑环（11），中部支撑环（11）的中心轴是与轴套（2）的中心轴重合在一起的；在倒t形支撑腹板（5）的外侧下端两侧的轴套（2）的外侧弧形面上，均固定设置有u形卡环（3），在相邻的两倒t形支撑腹板（5）的外侧上端之间，固定设置有顶部支撑弧形筋（12）；各倒t形支撑腹板（5）的顶端是设置在同一圆弧面上的，在各倒t形支撑腹板（5）的顶端和中间分隔环形板（4）顶端面之间，固定设置有转子轭环（13），在转子轭环（13）上分别设置有永磁体块安装键槽（14）和永磁体块压接块连接螺孔（15）；在转子轭环（13）上，沿轭环圆周方向，间隔地设置有径向弧形通风道（16）。

2.根据权利要求1所述的一种大转矩直驱永磁电机转子上带径向通风道的薄壁轭环结构，其特征在于，在永磁体块（17）的下端设置有磁极安装键（19），永磁体块（17）是通过磁极安装键（19）与永磁体块安装键槽（14）的配合，被装配到转子轭环（13）上的，在圆周方向上的相邻两永磁体块（17）之间，设置有燕尾形永磁体块压块（18），在燕尾形永磁体块压块（18）上设置有压块固定螺接孔（20），压块固定螺栓通过压块固定螺接孔（20）后与永磁体块压接块连接螺孔（15）螺接在一起；在轴向方向的两相邻永磁体块（17）之间设置有径向弧形通风道（16）；在轴套（2）中设置有电机转轴（1）。

3.根据权利要求1或2所述的一种大转矩直驱永磁电机转子上带径向通风道的薄壁轭环结构，其特征在于，在倒t形支撑腹板（5）上设置有扇形减重通孔（6），在扇形减重通孔（6）外侧的倒t形支撑腹板（5）上，设置有盖板连接螺孔，在扇形减重通孔（6）上设置有可调节盖板（7），在可调节盖板（7）上设置有长条孔（8），在长条孔（8）与盖板连接螺孔之间设置有盖板连接螺栓，可调节盖板（7）设置在扇形减重通孔（6）上后形成有通风量调节通道（9）。

技术总结
本发明公开了一种大转矩直驱永磁电机转子上带径向通风道的薄壁轭环结构，解决了如何克服薄壁轭环容易变形和强度不够的技术问题；在轴套（2）的外侧弧形面中部，固定焊接有中间分隔环形板（4），在中间分隔环形板（4）两侧的轴套的外侧弧形面上，均等间隔弧度地焊接设置有倒T形支撑腹板（5），在中部支撑环安装台阶（10）上固定设置有中部支撑环（11）；在倒T形支撑腹板的外侧下端两侧的轴套的外侧弧形面上，均固定设置有U形卡环（3），在相邻的两倒T形支撑腹板的外侧上端之间，固定设置有顶部支撑弧形筋（12）；在转子轭环（13）上，间隔地设置有径向弧形通风道（16）；满足了大转矩低转速大功率的永磁直驱电机通风冷却要求。

技术研发人员：周维,杨立,吕东,马越,王肖肖,胡浩,杨科,张世杰
受保护的技术使用者：中船重工电机科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1