一种表贴式高速永磁电机的转子结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于永磁电机技术领域，具体涉及一种表贴式高速永磁电机的转子结构。
【背景技术】
[0002]表贴式高速永磁电机转子上永磁体的可靠固定对于高速永磁电机的正常运转至关重要。表贴式高速永磁电机在工作工程中，转子上的永磁体承受着巨大的离心力的作用，为了防止永磁体在运行过程中发生脱落、周向及轴向移动等严重影响电机正常运行的问题出现，需要对永磁体进行可靠的固定。目前表贴式高速永磁电机比较常用的永磁体固定的方式是将高强合金或复合材料保护套热套在永磁体的外表面。为了保证转子在高速旋转过程，对永磁体进行保护并防止保护套、永磁体、转子铁芯之间发生周向及轴向的移动，要求保护套内表面与永磁体外表面之间要有足够大的过盈量。如果保护套内表面与永磁体外表面间的过盈量的太小，转子在高速旋转过程中，保护套可能无法保护永磁体或者保护套、永磁体、转子铁芯之间就会发生周向移动，这不仅会影响转子的可靠性，而且还会给电机的控制带来许多问题。如果保护套内表面与永磁体外表面之间的过盈量过大，热套保护套时，保护套的加热温度也就越高。如果保护套的加热温度太高，一方面会导致热套过程十分困难，另一方面保护套的温度太高会对永磁体的性能产生一定的影响，甚至会导致永磁体失磁或破裂。
[0003]公开号为CN 101316058A的中国专利提出了一种高速永磁电机转子的保护套，其沿转子保护套外表面的圆周均匀分布有多个与转子保护套中心轴线平行的凹槽，转子保护套两端面上均匀分布多个凸起块，以减小保护套的涡流损耗和增强转子的冷却能力。但是，这种结构并没有解决保护套与永磁体间过盈量较小时保护套、永磁体、转子铁芯之间发生周向及轴向移动的问题，也没有解决保护套与永磁体间过盈量较大时，保护套加热温度高，导致永磁体失磁或破裂的问题。
[0004]公开号为CN 104377859 A中国专利提出了一种高速永磁电机转子，其转子冷却通道开设在转轴中心处，在冷却通道内通入水或油等冷却介质，保护套为半导磁合金保护套，沿保护套外表面均匀开设一个螺旋槽。但是，该专利所示的保护套外表面的螺旋槽是一根非直通的槽，气体的流动特性较差，风也难以从保护套外表面螺旋槽入口处进入，此外不恰当的螺旋槽设计会使转子的初始不平衡增大。
【发明内容】
[0005]针对现有技术所存在的上述技术问题，本发明提供了一种表贴式高速永磁电机的转子结构，该转子结构降低了护套热套时的温度，永磁体固定可靠、安装简单便捷，能有效地防止电机在高速运行时保护套、永磁体、转子铁芯之间发生周向及轴向移动的问题，提高了转子工作的可靠性，减小了转子上的涡流损耗和增强了气体的散热效果，降低了高速电机转子运行时的温度。
[0006]一种表贴式高速永磁电机的转子结构，包括:保护套、转子铁芯、转轴以及永磁体；所述的转子铁芯两端分别设有两个法兰，所述的保护套两端沿周向均对称布置有多个限位键，所述的法兰上开有多个与限位键配合的限位槽；这样可以限制保护套在工作状态下的周向及轴向移动。
[0007]进一步地，所述的保护套两端限位键分别超出左端法兰及右端法兰的外端面；能够增强气流的流动，提高气体的散热作用。
[0008]进一步地，所述的保护套两端的限位键的个数及形状可以相同或不同，所述限位键的边线为直线或曲线。
[0009]进一步地，所述的保护套外表面沿轴向及周向均开有多个与保护套母线成一定角度的凹槽；不仅可以阻断保护套中的涡流回路，降低保护套中的涡流损耗，而且保护套两端超出左端法兰及右端法兰外端面的键及可变截面凹槽在高速旋转时，形成螺旋气流和气压，增加了气流的散热效果。
[0010]进一步地，所述凹槽的边线为直线或曲线，凹槽的截面积沿轴向恒定或逐渐变化。
[0011]进一步地，所述的凹槽沿周向对称分布；凹槽在保护套外表面周向上对称地分布，保证了转子具有良好的初始平衡。
[0012]本发明转子结构通过在保护套两端设置键与左端法兰及右端法兰上的槽相配合限制保护套在工作状态下的周向及轴向移动、永磁体固定可靠；降低了保护套热套时的温度、安装更为简单便捷；保护套两端超出左端法兰及右端法兰外端面的键，增强了气流的散热作用；保护套的外表面的周向凹槽减小了涡流损耗增强了转子的冷却效果；凹槽在保护套外表面周向上的对称地分布保证了转子具有良好的初始平衡。
【附图说明】
[0013]图1(a)为本发明带有两个法兰的表贴式高速永磁电机转子结构剖面图。
[0014]图1 (b)为本发明带有两个法兰的表贴式高速永磁电机转子结构侧视图。
[0015]图2为本发明只带有一端法兰的表贴式高速永磁电机转子结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了更为具体地描述本发明，下面结合附图及【具体实施方式】对本发明的技术方案进行详细说明。
[0017]实施例1
[0018]如图1所示，包括转轴1、转子铁芯2、永磁体3、保护套4、左端法兰5及右端法兰
6。保护套4的两端周向对称地分布有多个超出左端法兰5及右端法兰6外端面的键7，左端法兰5及右端法兰6上也带有与保护套4两端的键7相配合的槽8，保护套4的外表面的周向均匀分布有多个与保护套4的母线成一定角度的凹槽9。转子铁芯2、左端法兰5及右端法兰6套在转轴I上，并用轴上左侧的台阶进行轴向定位，永磁体3套在左端法兰5及右端法兰6间转子铁芯2的外圆上，保护套4套在永磁体3及左端法兰5及右端法兰6上。
[0019]安装时，首先把左端法兰5及转子铁芯2套在转轴I上，并用轴上左侧的台阶进行轴向定位，其次把永磁体3固定在转子铁芯2的外端，然后把保护套4左端键5的位置与左端法兰5上槽8的位置对齐，将保护套4套在左端法兰5及永磁体3上，最后再把左端法兰5上槽8的位置与保护套4右端键7的位置对齐，将右端法兰6套在转轴I及保护套4中。
[0020]保护套4两端的键与左端法兰5及右端法兰6上的槽8相配合，限制保护套4在工作状态下的周向及轴向移动、永磁体固定可靠，降低了保护套4热套时的温度、安装更为方便；保护套4两端超出左端法兰5及右端法兰6外端面的键在电机工作时如风扇的风叶一样，增强了气流的流动，提高了散热作用。保护套4外表面周向上的凹槽9减小了涡流损耗，增强了转子的冷却效果；凹槽9在保护套4外表面周向上对称地分布保证了转子具有良好的初始平衡。
[0021]实施例2
[0022]如图2所示，包括转轴1、转子铁芯2、永磁体3、保护套4、左端法兰5及右端法兰6，在转子铁芯2安装位置的左端设计一个台阶，形成左端法兰5。保护套4的两端周向对称地分布有多个超出左端法兰5及右端法兰6外端面的键7，左端法兰5及右端法兰6上也设计出与保护套4两端的键7相配合的槽8，保护套4的外表面的周向均匀分布有多个与保护套4的母线成一定角度的凹槽9。
[0023]安装时，首先把转子铁芯2套在转轴I上，并用轴上左端法兰5进行轴向定位，永磁体3套转子铁芯2的外圆上，将保护套4左端键7的位置与左端法兰5上槽8的位置对齐，将保护套4套在左端法兰5及永磁体3上，再把左端法兰5上槽8的位置与保护套4右端键7的位置对齐，将右端法兰6套在转轴I及保护套4中。
[0024]上述的对实施例的描述是为便于本技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对上述实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，对于本发明做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种表贴式高速永磁电机的转子结构，包括:保护套、转子铁芯、转轴以及永磁体；其特征在于:所述的转子铁芯两端分别设有两个法兰，所述的保护套两端沿周向均对称布置有多个限位键，所述的法兰上开有多个与限位键配合的限位槽。
2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于:所述的保护套两端限位键分别超出左端法兰及右端法兰的外端面。
3.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于:所述的保护套两端的限位键的个数及形状可以相同或不同，所述限位键的边线为直线或曲线。
4.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于:所述的保护套外表面沿轴向及周向均开有多个与保护套母线成一定角度的凹槽。
5.根据权利要求4所述的转子结构，其特征在于:所述凹槽的边线为直线或曲线，凹槽的截面积沿轴向恒定或逐渐变化。
6.根据权利要求4所述的转子结构，其特征在于:所述的凹槽沿周向对称分布。
【专利摘要】本发明公开了一种表贴式高速永磁电机的转子结构，包括：保护套、转子铁芯、转轴以及永磁体；转子铁芯两端分别设有两个法兰，保护套两端沿周向均对称布置有多个限位键，法兰上开有多个与限位键配合的限位槽。本发明转子结构通过在保护套两端设置键与左端法兰及右端法兰上的槽相配合限制保护套在工作状态下的周向及轴向移动、永磁体固定可靠；降低了保护套热套时的温度、安装更为简单便捷；保护套两端超出左端法兰及右端法兰外端面的键，增强了气流的散热作用；保护套的外表面的周向凹槽减小了涡流损耗增强了转子的冷却效果；凹槽在保护套外表面周向上的对称地分布保证了转子具有良好的初始平衡。
【IPC分类】H02K1-27, H02K1-32
【公开号】CN104868625
【申请号】CN201510264321
【发明人】祝长生
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月21日