具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸、永磁體以及護套，所述護套包括外層護套和內(nèi)層護套；所述的內(nèi)層護套、外層護套之間存在間隙，且內(nèi)層護套、外層護套之間通過兩根以上的肋條連接，所述的內(nèi)層護套、外層護套之間的間隙通過各肋條分隔成相互獨立的空腔。因此，本發(fā)明可以有效減少金屬護套發(fā)出的熱量向永磁體的傳遞，同時本發(fā)明還可以保證永磁體的強度。
【專利說明】具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，用于高速永磁同步電機(電動機/發(fā)電機)，屬于電機領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]高速永磁同步電機具有功率密度大、動態(tài)響應好以及結(jié)構(gòu)簡單等多種優(yōu)點，已成為國際電工領(lǐng)域的研究熱點之一。但是，其轉(zhuǎn)子中的永磁體一般采用燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，由于這種永磁材料抗壓不抗拉。為了保證永磁體在高速下有足夠的強度，一般在永磁體外包裹一層高強度轉(zhuǎn)子護套，轉(zhuǎn)子護套和永磁體采用過盈配合以保證永磁體在工作時依然承受一定的壓應力，從而保證高速電機的安全運行。
[0003]當前，常用的護套有兩種，一種是是采用非導磁的高強度金屬護套，另一種則是碳纖維綁扎型的護套。碳纖維護套工藝復雜，成本較高，因此，在工業(yè)應用中，廣泛采用的是非導磁金屬護套。然而，金屬護套是導電材料，在高頻電磁場作用下會產(chǎn)生渦流損耗，導致護套發(fā)熱。又由于護套與轉(zhuǎn)子永磁體緊密接觸，護套中的熱量很容易向永磁體傳遞，嚴重時將導致永磁體溫升過高產(chǎn)生不可逆退磁，從而使電機性能下降甚至損壞。因此，迫切需要一種方法或結(jié)構(gòu)來降低轉(zhuǎn)子永磁體的溫升。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對高速永磁同步電機運行中金屬護套發(fā)出的熱量傳遞給轉(zhuǎn)子永磁體，導致永磁體不可逆退磁的現(xiàn)象。本發(fā)明提供了一種雙層護套的結(jié)構(gòu)，可以有效減少金屬護套發(fā)出的熱量向永磁體的傳遞。
[0005]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸、永磁體以及護套，所述護套包括外層護套和內(nèi)層護套；所述的內(nèi)層護套、外層護套之間存在間隙，且內(nèi)層護套、外層護套之間通過2根以上的肋條連接，所述的內(nèi)層護套、外層護套之間的間隙通過各肋條分隔成相互獨立的空腔。
[0006]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的肋條垂直于轉(zhuǎn)軸的中心軸線。
[0007]作為本發(fā)明的進一步改進，所述內(nèi)層護套、外層護套分體設置，所述肋條與內(nèi)層護套的外壁一體設置；所述外層護套的內(nèi)壁與內(nèi)層護套外壁上的肋條端部過盈配合連接。
[0008]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的內(nèi)層護套、外層護套之間的空腔內(nèi)氣壓滿足真空條件。
[0009]作為本發(fā)明的進一步改進，所述的內(nèi)層護套、外層護套均為相同的非導磁金屬材料。
[0010]根據(jù)以上的技術(shù)方案，相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下的優(yōu)點:
采用雙層護套的結(jié)構(gòu)，兩層護套都使用相同的非導磁金屬材料。其中，內(nèi)層護套同樣與轉(zhuǎn)子永磁體采用過盈配合以保證轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時永磁體始終承受一定的壓應力，以保證永磁體的強度。在內(nèi)層護套的外側(cè)加工多個與轉(zhuǎn)子中心軸線垂直的凹槽。外層護套則采用內(nèi)外光滑的圓筒型結(jié)構(gòu)，且與內(nèi)層護套之間也采用過盈配合。這樣內(nèi)外層護套之間形成了許多空腔，減小了內(nèi)層護套與外層護套之間的接觸面積。
[0011]電機工作時產(chǎn)生的高頻電磁場只會在外層護套上產(chǎn)生渦流損耗，導致外層護套發(fā)熱。而由于熱量的傳導與接觸面積成正比，這種空腔結(jié)構(gòu)有效的減少了內(nèi)、外兩層護套之間的接觸面積，而空腔中的空氣導熱性能很差，外層護套的熱量向內(nèi)層護套以及永磁體的傳遞非常有限。將空腔中的空氣抽出，形成真空條件則隔熱的效果將更加明顯。總之，這種雙層護套的結(jié)構(gòu)能夠?qū)㈦姍C運行時高頻電磁場產(chǎn)生的熱量集中在外層護套，而有效的阻止了熱量向內(nèi)層護套以及永磁體傳遞，從而保證了永磁體始終處于較低的溫度，延長了永磁體以及電機的工作壽命。
[0012]因此，電機運行時高頻電磁場產(chǎn)生的渦流損耗集中在外層護套，而由于兩層護套間的接觸面積較小，損耗產(chǎn)生的熱量只有少部分能夠傳遞到轉(zhuǎn)子永磁體，因而減低了永磁體的溫升，延長了永磁體以及電機的工作壽命。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為高速永磁電機轉(zhuǎn)子雙層護套結(jié)構(gòu)示意圖
圖中標號名稱:1為轉(zhuǎn)軸、2為永磁體、3為內(nèi)層護套、4為外層護套、5為空腔。
【具體實施方式】
[0014]附圖非限制性地公開了本發(fā)明所涉及優(yōu)選實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；以下將結(jié)合附圖詳細地說明本發(fā)明的技術(shù)方案。
[0015]如圖1所示，本發(fā)明所述的具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸1、永磁體2以及護套，所述護套包括外層護套和內(nèi)層護套；所述的內(nèi)層護套、外層護套之間存在間隙，且內(nèi)層護套、外層護套之間通過2根以上等距分布的肋條連接，所述的內(nèi)層護套、外層護套之間的間隙通過各肋條分隔成相互獨立的空腔。附圖中，所述的肋條垂直于轉(zhuǎn)軸I的中心軸線，因此，內(nèi)層護套、外層護套之間的空腔與轉(zhuǎn)軸I的中心軸線相垂直。
[0016]所述內(nèi)層護套、外層護套分體設置，所述肋條與內(nèi)層護套的外壁一體設置；所述外層護套的內(nèi)壁與內(nèi)層護套外壁上的肋條端部過盈配合連接；即本發(fā)明所述外層護套3為圓筒型結(jié)構(gòu)，且沿護套外表面圓周均布多個與護套中心線垂直的方形凹槽。內(nèi)層護套與轉(zhuǎn)子永磁體2采用過盈配合以保證轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時永磁體2始終承受一定的壓應力，以保證永磁體2的強度。外層護套4為內(nèi)外壁光滑的圓筒型結(jié)構(gòu)。外層護套4與內(nèi)層護套3之間也留有一定的過盈量，防止高速轉(zhuǎn)動時外層護套4松動。
[0017]為進一步提高護套的隔熱效果，本發(fā)明所述的內(nèi)層護套、外層護套之間的空腔內(nèi)氣壓滿足真空條件。
[0018]另外，本發(fā)明所述的內(nèi)層護套、外層護套均為相同的非導磁金屬材料。
[0019]內(nèi)層護套與外層護套之間的空腔5結(jié)構(gòu)減少了兩層護套之間的接觸面積，從而減少外層護套發(fā)熱向內(nèi)層護套以及永磁體傳遞。在此基礎(chǔ)上將空腔5中的空氣抽出，形成真空條件隔熱效果將更加明顯。
【權(quán)利要求】
1.一種具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸、永磁體以及護套，其特征在于:所述護套包括外層護套和內(nèi)層護套；所述的內(nèi)層護套、外層護套之間存在間隙，且內(nèi)層護套、外層護套之間通過2根以上的肋條連接，所述的內(nèi)層護套、外層護套之間的間隙通過各肋條分隔成相互獨立的空腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的肋條垂直于轉(zhuǎn)軸的中心軸線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述內(nèi)層護套、外層護套分體設置，所述肋條與內(nèi)層護套的外壁一體設置；所述外層護套的內(nèi)壁與內(nèi)層護套外壁上的肋條端部過盈配合連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的內(nèi)層護套、外層護套之間的空腔內(nèi)氣壓滿足真空條件。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述具有雙層護套結(jié)構(gòu)的高速永磁電機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的內(nèi)層護套、外層護套均為相同的非導磁金屬材料。
【文檔編號】H02K1/27GK103812247SQ201310529987
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】紀歷, 徐龍祥 申請人:南京航空航天大學