專利名稱：一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電機的散熱裝置，尤其是涉及一種電氣牽引領(lǐng)域的永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置。
背景技術(shù)：
永磁電機由于效率高、損耗小，對轉(zhuǎn)子的散熱一般不增加散熱措施，僅依靠電機內(nèi)部之間的對流、傳導(dǎo)即可降低轉(zhuǎn)子溫度。但是應(yīng)用于電氣牽引領(lǐng)域的永磁電機是由變頻電源供電驅(qū)動的，由于電源中含有豐富的諧波成分，導(dǎo)致永磁電機轉(zhuǎn)子中永磁體的渦流損耗、 硅鋼片的鐵耗及轉(zhuǎn)子雜散損耗大大增加，轉(zhuǎn)子溫度急劇增加，增加永磁體退磁的風(fēng)險，最終降低電機運行的可靠性。永磁電動機以其具有高功率因數(shù)、高效率以及高功率密度等優(yōu)點在電氣牽引領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。由于逆變器驅(qū)動的永磁電機轉(zhuǎn)子只安裝產(chǎn)生磁場的永磁體，沒有鼠籠繞組。假設(shè)定子輸入電源為三相對稱正弦電壓時，在電機穩(wěn)態(tài)運行時，由于主磁通隨轉(zhuǎn)子同步切割定子，轉(zhuǎn)子永磁體上幾乎不產(chǎn)生任何損耗，轉(zhuǎn)子僅依靠與定子和機座之間的對流傳導(dǎo)即可帶走熱量，轉(zhuǎn)子溫度維持在較低的水平。應(yīng)用于電氣牽引領(lǐng)域的永磁電機通常由變頻電源供電，定子繞組中含有豐富時間諧波。時間諧波產(chǎn)生的諧波磁場切割轉(zhuǎn)子，在永磁體上產(chǎn)生渦流損耗，轉(zhuǎn)子硅鋼片上產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗。額外增加的轉(zhuǎn)子損耗，在原有轉(zhuǎn)子散熱條件下，轉(zhuǎn)子溫度升高，增加永磁體退磁的風(fēng)險，因此，必須改善轉(zhuǎn)子的散熱條件，維持轉(zhuǎn)子溫升在一個合理的水平。現(xiàn)有的逆變器供電永磁電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)如下轉(zhuǎn)子沖片裝入永磁體后，沖片兩端由轉(zhuǎn)子端板軸向固定后套入軸上。轉(zhuǎn)子端板表面是平整的圓盤，轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，表面基本沒有氣流流動，轉(zhuǎn)子僅依靠與定子及機座之間的對流散熱，轉(zhuǎn)子散熱能力差。特別電機在逆變器供電條件下，由于轉(zhuǎn)子損耗增加，有限的轉(zhuǎn)子散熱條件導(dǎo)致轉(zhuǎn)子溫升增加。在現(xiàn)有技術(shù)中，由林祥鐘于2004年01月09日申請，2005年01月09日公告，公告號為C擬672946的中國實用新型專利提出一種帶有離心散熱結(jié)構(gòu)的永磁電機。它通過在電機轉(zhuǎn)子上設(shè)有進氣口和出氣口，利用轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，使轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量離心散發(fā)，實現(xiàn)電機的離心散熱。由江蘇三江電器集團有限公司于2005年11月10日申請，2007年05月16日公告，公告號為0擬901675的中國實用新型專利涉及到一種電機內(nèi)部轉(zhuǎn)子帶有軸流風(fēng)扇的散熱結(jié)構(gòu)。軸流風(fēng)扇由輪轂、壓力面、壓力背面、風(fēng)扇葉片所組成，安裝在轉(zhuǎn)子上。電機工作時，帶動與其相連的軸流風(fēng)扇，風(fēng)扇以電機給定的速度旋轉(zhuǎn)，從而在葉片的前后產(chǎn)生一定的壓力差，驅(qū)動葉片周圍的空氣沿電機軸向運動，形成軸向氣流。氣流直接吹向繞組端部，降低繞組溫升。因此，針對現(xiàn)有技術(shù)的永磁電機轉(zhuǎn)子散熱結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，表面基本沒有氣流流動，轉(zhuǎn)子僅依靠與定子及機座之間的對流散熱，轉(zhuǎn)子散熱能力差，特別是電機在逆變器供電條件下，由于轉(zhuǎn)子損耗增加，有限的轉(zhuǎn)子散熱條件導(dǎo)致轉(zhuǎn)子溫升增加的技術(shù)問題，研究一種改善轉(zhuǎn)子散熱條件，降低轉(zhuǎn)子溫升的永磁電機轉(zhuǎn)子散熱結(jié)構(gòu)成為亟待解決的技術(shù)問題。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，該裝置使得永磁電機在變頻電源供電情況下，通過改善轉(zhuǎn)子散熱條件，降低轉(zhuǎn)子溫升，大幅提高了永磁電機運行的可靠性。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型具體提供了一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置的技術(shù)方案，一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，包括葉片，永磁體，轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子端板，轉(zhuǎn)子端板包括轉(zhuǎn)子內(nèi)端板和轉(zhuǎn)子外端板，永磁體安裝在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子的兩端固定有轉(zhuǎn)子內(nèi)端板和轉(zhuǎn)子外端板，并一起套裝在電機的轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子端板上固定有葉片，在電機旋轉(zhuǎn)時帶動葉片旋轉(zhuǎn)， 帶走轉(zhuǎn)子表面的熱量。作為本實用新型一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置技術(shù)方案的進一步改進，轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子內(nèi)端板和轉(zhuǎn)子外端板上沿電機轉(zhuǎn)軸的安裝方向開有通風(fēng)孔，形成轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)管道。作為本實用新型一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置技術(shù)方案的進一步改進，在轉(zhuǎn)子內(nèi)端板和轉(zhuǎn)子外端板上均固定有葉片。作為本實用新型一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置技術(shù)方案的進一步改進，轉(zhuǎn)子端板與葉片為一體的整體式結(jié)構(gòu)。作為本實用新型一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置的技術(shù)方案的另一種改進，葉片通過螺釘分別固定在轉(zhuǎn)子內(nèi)端板和轉(zhuǎn)子外端板上。作為本實用新型一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置技術(shù)方案的進一步改進，葉片在轉(zhuǎn)子內(nèi)端板和轉(zhuǎn)子外端板上沿圓周呈徑向均勻分布。作為本實用新型一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置技術(shù)方案的進一步改進，葉片安裝在位于轉(zhuǎn)子端板通風(fēng)孔在轉(zhuǎn)子端板圓周方向上的相對外側(cè)。作為本實用新型一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置技術(shù)方案的進一步改進，葉片的安裝數(shù)量根據(jù)轉(zhuǎn)子的外徑進行設(shè)置。作為本實用新型一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置技術(shù)方案的進一步改進，葉片采用鋁合金材料或是高強度的復(fù)合材料。通過實施上述本實用新型一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置的技術(shù)方案，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，工藝性好，成本低的優(yōu)點。當(dāng)電機工作時，置于轉(zhuǎn)子端板的葉片隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，起到內(nèi)置風(fēng)扇的作用，作為電機轉(zhuǎn)子風(fēng)路的壓頭來源，利用電機內(nèi)的冷卻介質(zhì)將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量帶走，能起到較好的冷卻效果。同時轉(zhuǎn)子溫度低，可有效降低永磁體因高溫退磁或失磁的危險，從而使電機運行效率高，電機可靠性增強，使用壽命延長。

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置一種具體實施方式
的轉(zhuǎn)子縱向剖面示意圖；圖2是本實用新型永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置一種具體實施方式
的轉(zhuǎn)子軸向剖面示意圖；圖3是本實用新型永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置一種具體實施方式
的轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)示意圖1 ；圖4是本實用新型永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置一種具體實施方式
的轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)示意圖2;圖5是本實用新型永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置一種具體實施方式
的轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)示意圖3 ；其中1-葉片，2-轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)管道，3-永磁體，4-螺釘，5-轉(zhuǎn)子內(nèi)端板，6_轉(zhuǎn)子外端板，7-轉(zhuǎn)軸，8-轉(zhuǎn)子。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。如附圖1至附圖5所示，給出了本實用新型一種電機齒槽定位轉(zhuǎn)矩測量裝置的具體實施例，
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1和圖2所示一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置的具體實施方式
，包括葉片1，永磁體3，轉(zhuǎn)子8和轉(zhuǎn)子端板，轉(zhuǎn)子端板進一步包括轉(zhuǎn)子內(nèi)端板5和轉(zhuǎn)子外端板6，永磁體3安裝在轉(zhuǎn)子8的槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子8的兩端固定有轉(zhuǎn)子內(nèi)端板5和轉(zhuǎn)子外端板6，并一起套裝在電機的轉(zhuǎn)軸7上，轉(zhuǎn)子端板上固定有葉片1，在電機旋轉(zhuǎn)時帶動葉片1旋轉(zhuǎn)，帶走轉(zhuǎn)子表面的熱量。為了進一步加強轉(zhuǎn)子的散熱能力，轉(zhuǎn)子8，轉(zhuǎn)子內(nèi)端板5和轉(zhuǎn)子外端板6上沿電機轉(zhuǎn)軸的安裝方向開有通風(fēng)孔，形成轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)管道2。葉片1可以設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)端板5 和/或轉(zhuǎn)子外端板6上。轉(zhuǎn)子內(nèi)端板5和/或轉(zhuǎn)子外端板6與葉片1可以為一體加工或鑄造的整體式結(jié)構(gòu)。葉片1也可以通過螺釘4分別固定在轉(zhuǎn)子內(nèi)端板5和轉(zhuǎn)子外端板6上。 葉片1在轉(zhuǎn)子內(nèi)端板5和轉(zhuǎn)子外端板6上沿圓周呈徑向均勻分布。葉片1安裝在位于轉(zhuǎn)子端板通風(fēng)孔在轉(zhuǎn)子端板圓周方向上的相對外側(cè)，葉片1的安裝數(shù)量根據(jù)轉(zhuǎn)子8的外徑進行設(shè)置，可以采用鋁合金材料，也可以采用高強度復(fù)合材料。該結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，工藝性好，成本低。永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置的組裝過程為通過工裝將規(guī)定數(shù)量的轉(zhuǎn)子沖片及轉(zhuǎn)子內(nèi)端板5熱套在轉(zhuǎn)軸7上，采用工裝將分段的永磁體3導(dǎo)入轉(zhuǎn)子8安裝槽內(nèi)并到位，再將轉(zhuǎn)子外端板6熱套在轉(zhuǎn)軸7上，并通過油壓機等設(shè)備將其到位。最后將規(guī)定數(shù)量的葉片1通過螺釘4固定在轉(zhuǎn)子端板上。組裝過程中，注意兩側(cè)轉(zhuǎn)子端板及轉(zhuǎn)子沖片通風(fēng)孔要對齊，以保證良好的軸向通風(fēng)效果。本實用新型具體實施方式
所描述的轉(zhuǎn)子散熱裝置原理是通過在兩側(cè)的轉(zhuǎn)子端板上增加類似風(fēng)扇的小葉片，在電機旋轉(zhuǎn)時，帶動置于轉(zhuǎn)子端板的葉片隨轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)一起旋轉(zhuǎn)，起到內(nèi)置風(fēng)扇的作用，從而在葉片的前后形成壓力差，帶動轉(zhuǎn)子表面的氣流隨轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，氣流吹拂轉(zhuǎn)子表面，將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量帶走，達(dá)到降低轉(zhuǎn)子溫升的目的。特別是，當(dāng)降低轉(zhuǎn)子溫度時，可有效降低永磁體因高溫退磁或失磁的危險，從而使電機運行效率高，電機可靠性增強，使用壽命延長。如圖3至圖5所示，將葉片加工成L形的結(jié)構(gòu)，并通過螺釘4固定在轉(zhuǎn)子內(nèi)端板5 和轉(zhuǎn)子外端板6上。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制。雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對本實用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，其特征在于，包括葉片(1)，永磁體(3)，轉(zhuǎn)子(8)和轉(zhuǎn)子端板，轉(zhuǎn)子端板包括轉(zhuǎn)子內(nèi)端板(5)和轉(zhuǎn)子外端板(6)，永磁體(3)安裝在轉(zhuǎn)子(8)的槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子(8)的兩端固定有轉(zhuǎn)子內(nèi)端板(5)和轉(zhuǎn)子外端板(6)，并一起套裝在電機的轉(zhuǎn)軸(7) 上，轉(zhuǎn)子端板上固定有葉片(1)，在電機旋轉(zhuǎn)時帶動葉片(1)旋轉(zhuǎn)，帶走轉(zhuǎn)子表面的熱量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子(8)， 轉(zhuǎn)子內(nèi)端板(5)和轉(zhuǎn)子外端板(6)上沿電機轉(zhuǎn)軸的安裝方向開有通風(fēng)孔，形成轉(zhuǎn)子軸向通風(fēng)管道(2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，其特征在于在所述的轉(zhuǎn)子內(nèi)端板(5)和轉(zhuǎn)子外端板(6)上均固定有葉片(1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，其特征在于所述的轉(zhuǎn)子端板與葉片(1)為一體的整體式結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，其特征在于所述的葉片(1)通過螺釘(4)分別固定在轉(zhuǎn)子內(nèi)端板(5)和轉(zhuǎn)子外端板(6)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，其特征在于所述的葉片(1)在轉(zhuǎn)子內(nèi)端板(5)和轉(zhuǎn)子外端板(6)上沿圓周呈徑向均勻分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，其特征在于所述的葉片(1)安裝在位于轉(zhuǎn)子端板通風(fēng)孔在轉(zhuǎn)子端板圓周方向上的相對外側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，其特征在于所述葉片(1)的安裝數(shù)量根據(jù)轉(zhuǎn)子(8)的外徑進行設(shè)置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，其特征在于所述的葉片(1)采用鋁合金材料。
專利摘要本實用新型公開了一種永磁電機轉(zhuǎn)子散熱裝置，包括葉片，永磁體，轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)子端板，轉(zhuǎn)子端板包括轉(zhuǎn)子內(nèi)端板和轉(zhuǎn)子外端板，永磁體安裝在轉(zhuǎn)子的槽內(nèi)，轉(zhuǎn)子的兩端固定有轉(zhuǎn)子內(nèi)端板和轉(zhuǎn)子外端板，并一起套裝在電機的轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子端板上固定有葉片，在電機旋轉(zhuǎn)時帶動葉片旋轉(zhuǎn)，帶走轉(zhuǎn)子表面的熱量。本實用新型技術(shù)方案克服了現(xiàn)有電機轉(zhuǎn)子散熱結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時，表面基本沒有氣流流動，僅依靠與定子及機座之間的對流散熱，轉(zhuǎn)子散熱能力差，特別是電機在逆變器供電條件下，由于轉(zhuǎn)子損耗增加，有限的轉(zhuǎn)子散熱條件導(dǎo)致轉(zhuǎn)子溫升增加的技術(shù)問題。使得永磁電機在變頻電源供電情況下，通過改善轉(zhuǎn)子散熱條件，降低轉(zhuǎn)子溫升，大幅提高了永磁電機運行的可靠性。
文檔編號H02K9/06GK202260856SQ20112028168
公開日2012年5月30日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者何思源, 劉春秀, 李益豐, 楊金霞, 王健, 辛本雨 申請人:株洲南車時代電氣股份有限公司