一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，屬于電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】。其特征在于：在機(jī)殼的外部設(shè)置有冷卻水套，冷卻水套的內(nèi)部為周向螺旋水道；所述定子包括定子鐵心、定子繞組及繞組壓板，定子繞組設(shè)置在定子鐵心上，繞組壓板設(shè)置在定子鐵心的兩端，定子繞組與轉(zhuǎn)子外圍之間設(shè)置有軸向內(nèi)風(fēng)道；在機(jī)殼上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口；混合護(hù)套是由碳纖維及合金屏蔽套組成，永磁體周向分為若干永磁塊，軸向由多段粘接而成。本發(fā)明不僅可以從機(jī)械上解決永磁體在高速旋轉(zhuǎn)情況下受較大的拉應(yīng)力而發(fā)生破碎的問(wèn)題，還解決了大功率高速電機(jī)損耗密度大、熱量難以散出、溫升過(guò)高的問(wèn)題，也避免了永磁體在高溫情況下易發(fā)生不可逆退磁的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】—種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電機(jī)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]高速電機(jī)由于轉(zhuǎn)速高，功率密度大，體積小，可以有效地節(jié)約材料；由于轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，所以動(dòng)態(tài)響應(yīng)較快；高速電機(jī)可與工作機(jī)或負(fù)載直接相連，省去了傳統(tǒng)的機(jī)械變速裝置，因而可減小噪音和提高傳動(dòng)系統(tǒng)的效率。高速電機(jī)的研究與應(yīng)用符合節(jié)能減排的經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要，目前已成為國(guó)際電工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一，在高速磨床、空氣循環(huán)制冷系統(tǒng)、儲(chǔ)能飛輪、高速離心壓縮機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)、航空航天等具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]永磁電機(jī)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、力能密度高、無(wú)勵(lì)磁損耗、效率高等優(yōu)點(diǎn),最適合于高速電機(jī)。高速高頻電機(jī)與普通電機(jī)相比設(shè)計(jì)難度較大，高速電機(jī)轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)甚至十幾萬(wàn)轉(zhuǎn)，圓周速度可達(dá)200m/s以上，電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，空氣和轉(zhuǎn)子表面的摩擦?xí)o電機(jī)帶來(lái)很大的損耗，轉(zhuǎn)子永磁體的潤(rùn)流損耗也會(huì)很大，同時(shí)對(duì)高速永磁電機(jī)來(lái)說(shuō)，定子鐵心損耗和繞組損耗都高達(dá)數(shù)千瓦甚至上萬(wàn)瓦，造成電機(jī)溫升過(guò)高，而永磁體在溫度過(guò)高的情況下會(huì)發(fā)生不可逆退磁，給電機(jī)造成嚴(yán)重危害，因此電機(jī)的散熱成為電機(jī)設(shè)計(jì)的核心問(wèn)題之一。對(duì)于永磁電機(jī)來(lái)說(shuō)，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度問(wèn)題更為突出，因?yàn)橛来朋w不能承受高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的拉應(yīng)力而必須對(duì)其采取保護(hù)措施，轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)及加工工藝也成為高速電機(jī)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一。另外，為了減少離心力及產(chǎn)生需要的輸出功率，轉(zhuǎn)子一般為細(xì)長(zhǎng)型，轉(zhuǎn)子要求其額定轉(zhuǎn)速跨越I階彎曲臨界轉(zhuǎn)速，并小于2階彎曲臨界轉(zhuǎn)速，因此轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)也是關(guān)鍵問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，其目的是解決以往的電機(jī)轉(zhuǎn)子在高速旋轉(zhuǎn)的情況下永磁體強(qiáng)度不夠而易發(fā)生破損的問(wèn)題以及大功率高密度電機(jī)損耗密度大、熱量難以散出、溫升過(guò)高而嚴(yán)重影響電機(jī)可靠性和運(yùn)行壽命的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)電機(jī)的溫度、轉(zhuǎn)速、有功和無(wú)功功率的精確控制，電機(jī)振動(dòng)和重要部位的溫度和參數(shù)在線監(jiān)測(cè)，可保證電機(jī)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)施的:
一種轉(zhuǎn)子米用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，機(jī)殼和設(shè)置在機(jī)殼內(nèi)的定子與轉(zhuǎn)子，機(jī)殼的兩端設(shè)置有端蓋，其特征在于:在機(jī)殼的外部設(shè)置有冷卻水套，冷卻水套的內(nèi)部為周向螺旋水道；所述定子包括定子鐵心、定子繞組及繞組壓板，定子繞組設(shè)置在定子鐵心上，繞組壓板設(shè)置在定子鐵心的兩端，定子繞組與轉(zhuǎn)子外圍之間設(shè)置有軸向內(nèi)風(fēng)道；在機(jī)殼上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。
[0006]轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵心、永磁體、合金鋼層以及碳纖維層組成，轉(zhuǎn)子鐵心采用過(guò)盈配合套在轉(zhuǎn)軸上，永磁體貼在轉(zhuǎn)子鐵心的外圓表面，合金鋼層套在永磁體外圍，碳纖維層捆扎在合金鋼層的外圍；永磁體在轉(zhuǎn)子鐵心的軸向和徑向分成多段，每極永磁體之間的間隙采用填充物填充，填充物采用隔磁塑料。
[0007]永磁體外套有合金鋼層，合金鋼層外捆扎碳纖維層，合金鋼層與碳纖維層組成混合保護(hù)套，套在永磁體的外面，并與永磁體采用過(guò)渡配合，其中合金鋼層為非導(dǎo)磁材料，碳纖維層為非導(dǎo)磁導(dǎo)電材料，永磁體在機(jī)械加工后與組合護(hù)套裝配前進(jìn)行徑向充磁。
[0008]永磁體在轉(zhuǎn)子鐵心的軸向和徑向分成多段，相鄰的永磁體用高強(qiáng)度隔磁膠粘合在一起，每極永磁體之間的間隙采用填充物填充，填充物采用隔磁塑料。
[0009]轉(zhuǎn)子鐵心采用轉(zhuǎn)子軛與中心軸一體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵心套在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸采用高強(qiáng)度的碳素鋼材料，轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸采用過(guò)盈配合。
[0010]定子上用于設(shè)置繞組的定子槽為矩形槽，繞組分上、下兩層，采用分?jǐn)?shù)槽短距繞組，定子繞組的上部留有軸向內(nèi)風(fēng)道，繞組嵌入定子槽中，定子鐵心由超薄低損耗冷軋無(wú)取向電工鋼片疊壓而成。
[0011]定子繞組與轉(zhuǎn)子外圍之間設(shè)置有軸向內(nèi)風(fēng)道；在機(jī)殼上設(shè)置有風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口和出風(fēng)口。
[0012]電機(jī)機(jī)殼外側(cè)設(shè)置有周向螺旋水道，螺旋水道從一端進(jìn)水，另一端出口。
[0013]優(yōu)點(diǎn)及效果:1.本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中永磁體混合保護(hù)套由非導(dǎo)磁的合金鋼和非導(dǎo)磁導(dǎo)電的碳纖維共同組成，在合金鋼外層纏上碳纖維材料共同組成混合保護(hù)套，混合保護(hù)套采用過(guò)渡配合嵌套在永磁體外面，由于合金鋼材料的密度較大，在碳纖維內(nèi)層套上一層較薄的合金鋼，不僅可以大大較小永磁體分塊造成的邊緣效應(yīng)，還大大的簡(jiǎn)化了加工的難度，同時(shí)碳纖維復(fù)合材料具有密度小、拉伸強(qiáng)度大、受溫度影響較小的特點(diǎn)，可以對(duì)永磁體在高溫高速旋轉(zhuǎn)的情況下更安全有效地保護(hù)。
[0014]2.永磁體在轉(zhuǎn)子鐵心的軸向和徑向分成多段，相鄰的永磁體用高強(qiáng)度隔磁膠粘合在一起，每極永磁體之間的間隙采用填充物填充，填充物采用隔磁塑料，不僅可以有效減小電機(jī)的極弧系數(shù)，改善電機(jī)的電磁特性，降低轉(zhuǎn)子渦流損耗和轉(zhuǎn)子溫升分布，永磁體在徑向分為多塊，可以使永磁體在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)拉應(yīng)力在邊緣處得到釋放，大幅減小永磁體所受拉應(yīng)力，每極永磁體之間的間隙采用填充物填充，可以有效的避免永磁體間隙對(duì)保護(hù)套造成的較大的彎曲應(yīng)力和邊緣效應(yīng)，增加永磁體在高速旋轉(zhuǎn)下的安全系數(shù)，若永磁體在徑向沒(méi)有分為多塊，則高速旋轉(zhuǎn)時(shí)永磁體將承受較大的拉應(yīng)力，易使永磁體發(fā)生破碎，若每極永磁體之間的間隙沒(méi)有填充物填充，則在高速旋轉(zhuǎn)的情況下會(huì)對(duì)保護(hù)套產(chǎn)生巨大的邊緣效應(yīng)和彎曲效應(yīng)，嚴(yán)重影響保護(hù)套的可靠性；轉(zhuǎn)子鐵心套在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸采用高強(qiáng)度的碳素鋼材料，轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸采用過(guò)盈配合，可以有效的防止高速電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)下帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)造成軸的彎曲與斷裂，提高電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。
[0015]3.本發(fā)明的電機(jī)定子槽型采用矩形槽，繞組采用扁銅線雙層短距繞組，不僅可以獲得較大槽口尺寸，還可以大大提高電機(jī)槽的利用率，獲得更大的內(nèi)風(fēng)道通風(fēng)面積，從而使冷風(fēng)與電機(jī)轉(zhuǎn)子更多的接觸和熱量更好的傳遞，有助于減小電機(jī)轉(zhuǎn)子溫升，提高電機(jī)可靠性運(yùn)行。定子每極每相槽數(shù)采用分?jǐn)?shù)槽，可以避免因槽口尺寸較大而產(chǎn)生較大的齒槽轉(zhuǎn)矩，減小電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)、振動(dòng)和噪聲，使電機(jī)更穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0016]4本發(fā)明的電機(jī)冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)冷與水冷相結(jié)合的冷卻方式，風(fēng)冷系統(tǒng)開設(shè)在定轉(zhuǎn)子之間，冷風(fēng)從機(jī)殼一側(cè)的進(jìn)風(fēng)口流入，經(jīng)過(guò)繞組端部，流向內(nèi)風(fēng)道，帶走轉(zhuǎn)子熱量后，經(jīng)過(guò)定子繞組另一端的繞組端部，從機(jī)殼另一端的出風(fēng)口流出，水冷卻系統(tǒng)開設(shè)在電機(jī)機(jī)殼外側(cè)，采用周向的一路螺旋管道，冷卻水從電機(jī)一端流入，經(jīng)螺旋水道，從電機(jī)另一端流出。此設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)不僅解決了大功率高速電機(jī)損耗密度大、散熱困難、易發(fā)生局部溫升過(guò)高的問(wèn)題，且能使轉(zhuǎn)子溫度更加均勻，避免轉(zhuǎn)子出現(xiàn)較大的溫度梯度，防止永磁體因溫度過(guò)高造成不可逆退磁，致使電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行的現(xiàn)象，大大的提高的大功率高速電機(jī)的安全運(yùn)行壽命。
[0017]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明的截面圖；
圖3為本發(fā)明的轉(zhuǎn)子截面圖；
圖中:1.風(fēng)道入口，2.水道外殼，3.定子壓板，4.定子鐵心，5.定子繞組，6.螺旋水道，
7.軸向內(nèi)風(fēng)道，8.碳纖維層，9.合金鋼層，10.永磁體，11.繞組端部，12.風(fēng)道出口，13.電機(jī)機(jī)殼，14.電機(jī)端蓋，15.滑動(dòng)軸承，16.轉(zhuǎn)軸，17.轉(zhuǎn)子鐵心，18.填充物。
[0018]【具體實(shí)施方式】:下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明加以具體描述:
本發(fā)明是一種永磁同步電機(jī)，定子槽型采用矩形槽，每極每相槽數(shù)為分?jǐn)?shù)槽，繞組采用雙層短距繞組，散熱系統(tǒng)采用風(fēng)冷與水冷相結(jié)合冷卻方式，風(fēng)冷系統(tǒng)開設(shè)在定轉(zhuǎn)子之間，冷風(fēng)從機(jī)殼一側(cè)的進(jìn)風(fēng)口流入，經(jīng)過(guò)繞組端部，流向軸向內(nèi)風(fēng)道，經(jīng)另一端繞組端部，從機(jī)殼另一端的出風(fēng)口流出，水冷卻系統(tǒng)開設(shè)在電機(jī)機(jī)殼外側(cè)，采用周向的螺旋管道。電機(jī)轉(zhuǎn)子采用面貼式永磁體，永磁體混合保護(hù)套采用非導(dǎo)磁的合金鋼層與質(zhì)量輕強(qiáng)度高的非導(dǎo)磁導(dǎo)電的碳纖維層共同組成保護(hù)套，混合保護(hù)套與永磁體采用過(guò)渡配合，永磁體在轉(zhuǎn)子鐵心的軸向和徑向分成多段，相鄰的永磁體用高強(qiáng)度隔磁膠粘合在一起，每極永磁體之間的間隙采用隔磁塑料，轉(zhuǎn)子鐵心套在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)軸采用高強(qiáng)度的碳素鋼材料，轉(zhuǎn)子鐵心與轉(zhuǎn)軸采用過(guò)盈配合。通過(guò)電磁和機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，使高速永磁電機(jī)達(dá)到性能要求，并解決上述存在的問(wèn)題。
[0019]本發(fā)明提供一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，包括機(jī)殼I和設(shè)置在機(jī)殼13內(nèi)的定子與轉(zhuǎn)子，機(jī)殼13的兩端設(shè)置有端蓋14，在機(jī)殼13的外部設(shè)置有冷卻水套，冷卻水套的內(nèi)部為周向螺旋水道6 ;所述定子包括定子鐵心4、定子繞組5及繞組壓板3，定子繞組設(shè)置在定子鐵心4上，繞組壓板3設(shè)置在定子鐵心4的兩端，定子繞組5與轉(zhuǎn)子外圍之間設(shè)置有軸向內(nèi)風(fēng)道7 ;在機(jī)殼13上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口 I和出風(fēng)口 12。
[0020]轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸16、轉(zhuǎn)子鐵心17、永磁體10、合金鋼層9以及碳纖維層8組成，轉(zhuǎn)子鐵心17采用過(guò)盈配合，套在轉(zhuǎn)軸16上，永磁體10貼在轉(zhuǎn)子鐵心17的外圓表面，合金鋼層9套在在永磁體10外圍，碳纖維層8捆扎在合金鋼層9的外圍；永磁體在轉(zhuǎn)子鐵心17的軸向和徑向分成多段，每極永磁體10之間的間隙采用填充物18填充，填充物18采用隔磁塑料。
[0021]永磁體10外套有合金鋼層9，合金鋼層9外捆扎碳纖維層8，合金鋼層9與碳纖維層8共同組成混合保護(hù)套，套在永磁體10的外面，并與永磁體采用過(guò)渡配合，其中合金鋼層9為非導(dǎo)磁材料，碳纖維層8為非導(dǎo)磁導(dǎo)電材料。永磁體在機(jī)械加工后與組合護(hù)套裝配前進(jìn)行徑向充磁。
[0022]永磁體10在轉(zhuǎn)子鐵心17的軸向和徑向分成多段，相鄰的永磁體用高強(qiáng)度隔磁膠固接在一起，每極永磁體10之間的間隙采用填充物18填充，填充物18采用隔磁塑料。[0023]轉(zhuǎn)子鐵心17采用轉(zhuǎn)子軛與中心軸一體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵心17套在轉(zhuǎn)軸16上，轉(zhuǎn)軸16采用高強(qiáng)度的碳素鋼材料，轉(zhuǎn)子鐵心17與轉(zhuǎn)軸16采用過(guò)盈配合。
[0024]定子上用于設(shè)置繞組5的定子槽為矩形槽，繞組分上、下兩層，采用分?jǐn)?shù)槽短距繞組，定子繞組5的上部留有軸向內(nèi)風(fēng)道7，繞組嵌入定子槽中，定子鐵心由超薄低損耗冷軋無(wú)取向電工鋼片疊壓而成。
[0025]定子繞組5與轉(zhuǎn)子外圍之間設(shè)置有軸向內(nèi)風(fēng)道7，在機(jī)殼13上設(shè)置有風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口 I和出風(fēng)口 12。
電機(jī)機(jī)殼13外側(cè)設(shè)置有周向螺旋水道8，螺旋水道從一端進(jìn)水，另一端出口。
[0026]如圖1和2所示，水冷系統(tǒng)安裝在電機(jī)機(jī)殼13外側(cè)，在機(jī)殼13上直接加工出螺旋水道6，冷卻水從電機(jī)一端流入，經(jīng)螺旋水道6，從電機(jī)另一端流出，此種水路設(shè)計(jì)解決了大功率高速電機(jī)定子損耗過(guò)大溫升過(guò)高的問(wèn)題，防止了繞組內(nèi)溫升過(guò)高而減少繞組絕緣壽命的現(xiàn)象。定子鐵心4兩端裝有定子壓板3，定子繞組5嵌入定子鐵心4的定子槽中。定子槽型采用矩形槽，繞組5采用扁銅線雙層短距繞組，定子每極每相槽數(shù)采用分?jǐn)?shù)槽，不僅可以獲得較大槽口尺寸，提高槽的利用率，使冷風(fēng)與電機(jī)轉(zhuǎn)子更多的接觸和熱量更好的傳遞，還可以避免因槽口尺寸較大而產(chǎn)生較大的齒槽轉(zhuǎn)矩，減小電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)，使電機(jī)更穩(wěn)定的運(yùn)行。
[0027]如圖1和3所示，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中永磁體混合保護(hù)套由非導(dǎo)磁的合金鋼層9和非導(dǎo)磁導(dǎo)電的碳纖維層8共同組成，在合金鋼層9外纏上碳纖維材料8共同組成混合保護(hù)套，保護(hù)套采用過(guò)渡配合嵌套在永磁體10外面，由于合金鋼材料的密度較大，在碳纖維內(nèi)層8套上一層較薄的合金鋼9，不僅可以大大較小永磁體10分塊造成的邊緣效應(yīng)，還大大的簡(jiǎn)化了加工的難度，同時(shí)由于碳纖維復(fù)合材料具有密度小、拉伸強(qiáng)度大、受溫度影響較小的特點(diǎn)，可以對(duì)永磁體10在高溫高速旋轉(zhuǎn)的情況下更安全有效地保護(hù)；永磁體10在轉(zhuǎn)子鐵心的軸向和徑向分成多段，相鄰永磁體間留有一定間隙，并用高強(qiáng)度隔磁膠固接，每極永磁體10之間的間隙采用填充物18填充，填充物18采用隔磁塑料，不僅可以有效減小電機(jī)的極弧系數(shù)，改善電機(jī)的電磁特性，降低轉(zhuǎn)子渦流損耗和轉(zhuǎn)子溫升分布，永磁體10在徑向分為多塊，可以使永磁體10在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)拉應(yīng)力在邊緣處得到釋放,大幅減小永磁體10所受拉應(yīng)力，每極永磁體之間的間隙采用填充物18填充，可以有效的避免永磁體10間隙對(duì)保護(hù)套造成的較大的彎曲應(yīng)力和邊緣效應(yīng)，增加永磁體10在高速旋轉(zhuǎn)下的安全系數(shù)；轉(zhuǎn)子鐵心17套在轉(zhuǎn)軸16上，轉(zhuǎn)軸16采用高強(qiáng)度的碳素鋼材料，轉(zhuǎn)子鐵心17與轉(zhuǎn)軸16采用過(guò)盈配合，轉(zhuǎn)軸16由兩端滑動(dòng)軸承15支承并安裝在電機(jī)兩端的端蓋14中，可以有效的防止高速電機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)下帶負(fù)載運(yùn)行時(shí)造成軸的彎曲與斷裂，提高電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行特性。
[0028]冷卻系統(tǒng)采用風(fēng)冷與水冷相結(jié)合的冷卻系統(tǒng)，風(fēng)冷系統(tǒng)開設(shè)在定轉(zhuǎn)子之間，定子繞組5預(yù)留一定的高度作為軸向內(nèi)風(fēng)道7，冷風(fēng)從機(jī)13 —側(cè)的進(jìn)風(fēng)口 I流入，經(jīng)過(guò)繞組端部11，流向軸向內(nèi)風(fēng)道7，帶走轉(zhuǎn)子熱量后，經(jīng)過(guò)定子繞組5另一端的繞組端部11，從機(jī)殼13另一端的出風(fēng)口 12流出，帶走轉(zhuǎn)子和定子端部產(chǎn)生的熱量，水冷系統(tǒng)安裝在電機(jī)機(jī)殼13外側(cè)，在機(jī)殼13上直接加工出螺旋水道6，冷卻水從電機(jī)一端流入，經(jīng)螺旋水道6，從電機(jī)另一端流出，此種設(shè)計(jì)方法不僅解決了大功率高速電機(jī)定轉(zhuǎn)子損耗過(guò)大溫升過(guò)高的問(wèn)題，防止繞組5內(nèi)溫升過(guò)高而減少繞組5絕緣壽命問(wèn)題，且能使轉(zhuǎn)子溫度更加均勻，避免轉(zhuǎn)子出現(xiàn)較大的溫度梯度，防止永磁體10因溫度過(guò)高發(fā)生嚴(yán)重失磁甚至不可逆退磁，致使電機(jī)無(wú)法正常運(yùn)行的現(xiàn)象，大大提高的電機(jī)的可靠性運(yùn)行。
[0029]該電機(jī)具有較高的可靠性，較好的散熱系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度高等特點(diǎn)，特別適合用作大功率的高速發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)。
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)子米用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，機(jī)殼(13)和設(shè)置在機(jī)殼(13)內(nèi)的定子與轉(zhuǎn)子，機(jī)殼(13)的兩端設(shè)置有端蓋(14)，其特征在于:在機(jī)殼(13)的外部設(shè)置有冷卻水套，冷卻水套的內(nèi)部為周向螺旋水道(6);所述定子包括定子鐵心(4)、定子繞組(5)及繞組壓板(3)，定子繞組設(shè)置在定子鐵心(4)上，繞組壓板(3)設(shè)置在定子鐵心(4)的兩端，定子繞組(5)與轉(zhuǎn)子外圍之間設(shè)置有軸向內(nèi)風(fēng)道(7);在機(jī)殼(13)上設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口(I)和出風(fēng)口(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，其特征在于:轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)軸(16)、轉(zhuǎn)子鐵心(17)、永磁體(10)、合金鋼層(9)以及碳纖維層(8)組成，轉(zhuǎn)子鐵心(17)采用過(guò)盈配合套在轉(zhuǎn)軸(16)上，永磁體(10)貼在轉(zhuǎn)子鐵心(17)的外圓表面，合金鋼層(9)套在在永磁體(10)外圍，碳纖維層(8)捆扎在合金鋼層(9)的外圍；永磁體在轉(zhuǎn)子鐵心(17)的軸向和徑向分成多段，每極永磁體(10)之間的間隙采用隔磁塑料(18)填充。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，其特征在于:永磁體(10)外套有合金鋼層(9)，合金鋼層(9)外捆扎碳纖維層(8)，合金鋼層(9)與碳纖維層(8)組成混合保護(hù)套，套在永磁體(10)的外面，并與永磁體采用過(guò)渡配合，其中合金鋼層(9)為非導(dǎo)磁材料，碳纖維層(8)為非導(dǎo)磁導(dǎo)電材料，永磁體(10)在機(jī)械加工后與組合護(hù)套裝配前進(jìn)行徑向充磁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，其特征在于:永磁體(10)在轉(zhuǎn)子鐵心(17)的軸向和徑向分成多段，相鄰的永磁體用高強(qiáng)度隔磁膠粘合在一起，每極永磁體之間的間隙采用填充物(18)填充，填充物(18)為隔磁塑料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，其特征在于:轉(zhuǎn)子鐵心(17 )采用轉(zhuǎn)子軛與中心軸一體結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵心(17 )套在轉(zhuǎn)軸(16 )上，轉(zhuǎn)軸(16)采用高強(qiáng)度的碳素鋼材料，轉(zhuǎn)子鐵心(17)與轉(zhuǎn)軸(16)采用過(guò)盈配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，其特征在于:定子上用于設(shè)置繞組(5)的定子槽為矩形槽，繞組分上、下兩層，采用分?jǐn)?shù)槽短距繞組，定子繞組(5)的上部留有軸向內(nèi)風(fēng)道(7)，繞組(5)嵌入定子槽中，定子鐵心(4)由超薄低損耗冷軋無(wú)取向電工鋼片疊壓而成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，其特征在于:定子繞組(5)與轉(zhuǎn)子外圍之間設(shè)置有軸向內(nèi)風(fēng)道(7);在機(jī)殼(13)上設(shè)置有風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口(I)和出風(fēng)口(12)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)子采用混合保護(hù)的風(fēng)水混合冷卻高速永磁電機(jī)，其特征在于:電機(jī)機(jī)殼(I)外側(cè)設(shè)置有周向螺旋水道(8)，螺旋水道從一端進(jìn)水，另一端出口。
【文檔編號(hào)】H02K5/20GK103580383SQ201310578726
【公開日】2014年2月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】張鳳閣, 王天煜, 王鳳翔, 杜光輝, 李玉超, 宋姝臨 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)