專利名稱：一種高速永磁電機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種永磁電機，尤其是一種高速永磁電機。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)對大功率高速驅(qū)動系統(tǒng)有很大需求。綜合集成了無油 支承技術(shù)、永磁電動機/發(fā)電機一體化技術(shù)、電力電子技術(shù)以及高速轉(zhuǎn)子動力學(xué)等核心技 術(shù)所構(gòu)成的大功率高速驅(qū)動系統(tǒng)，是新一代動力裝置的發(fā)展方向。我國稀土資源豐富，產(chǎn)量 居世界前列，然而對高速永磁電機的研究起步較晚，基本上局限于小功率低轉(zhuǎn)速永磁發(fā)電 機或永磁電動機。由于大功率高速氣浮風(fēng)冷永磁電機功率大轉(zhuǎn)速高，無論是電磁設(shè)計還是 轉(zhuǎn)子、定子結(jié)構(gòu)設(shè)計都與傳統(tǒng)電機有很大區(qū)別，設(shè)計難點主要集中在轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性分析、 電機渦流損耗引起的溫升以及快速軟起動等方面。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)子可靠好，即好安裝、質(zhì)量分布均勻、加工簡單，散熱 性好、漏磁少的高速永磁電機。本發(fā)明的技術(shù)方案是，包括電機殼體及其內(nèi)部設(shè)置的定子和轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子包 括空芯的芯軸及其兩側(cè)固接的空芯的軸頭、芯軸外面固定的由雙半環(huán)磁鋼組成的環(huán)形磁鋼 及環(huán)形磁鋼與軸頭外面固定的保護(hù)套，所述的環(huán)形磁鋼沿軸向分為3-7段，芯軸及軸頭的 空芯相通形成通孔，所述的空芯軸頭通過軸承與殼體連接，所述的空芯軸頭及保護(hù)套為無 磁性高溫合金，芯軸為導(dǎo)磁材料，所述的定子位于轉(zhuǎn)子外部，長度比環(huán)形磁鋼長3-7mm且相 對于環(huán)形磁鋼中心對稱設(shè)置，內(nèi)部開有36個斜槽，定子上的繞組為三相兩級，每相繞組沿 轉(zhuǎn)子軸對稱分布，每槽一匝，每相12槽共12匝，三相共36匝。同時，所述的軸承可以為氣 浮靜壓軸承；所述的定子內(nèi)部開有的每個斜槽與定子端面的交點與其相鄰的斜槽與定子另 一端面的交點的連線與軸線平行；所述的芯軸與空芯軸頭的固接方式為過盈配合并采用定 位銷進(jìn)行固定，芯軸與環(huán)形磁鋼采用高溫結(jié)構(gòu)膠固定，空芯軸頭及環(huán)形磁鋼與保護(hù)套采用 過盈配合；所述的環(huán)形磁鋼沿軸向最好為5段；所述的定子2比環(huán)形磁鋼7最好長5mm ；所 述的殼體外部設(shè)置有雙級輻射式多翅片。本發(fā)明采用了雙半環(huán)磁鋼結(jié)構(gòu)，可以使轉(zhuǎn)子安裝方便，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布均勻，同時 沿軸向分為3-7段，使環(huán)形磁鋼加工簡單，安裝方便的同時，不降低其性能；定子長度比環(huán) 形磁鋼長3-7mm，可以有效的避免漏磁，提高了電機的性能；定子上開有斜槽，可以有效的 改善電機的起動性能；芯軸與軸頭的空芯形成一通孔，可以進(jìn)行強迫風(fēng)冷，有效的降低轉(zhuǎn)子 的升溫，同時，殼體外部采用雙級輻射式多翅片結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步的進(jìn)行散熱；采用氣浮靜 壓軸承，壓縮空氣代替油膜實現(xiàn)無接觸低噪音運行；轉(zhuǎn)子各部分采用過盈配合，可以使轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)簡單的同時，強度加大，牢固可靠。本發(fā)明采用低壓變頻器起動容易，運行穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速最 高可達(dá)到60000r/min，既可以用作電動機運行，也可以作為發(fā)電機運行。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的殼體的端面圖。
具體實施例方式如圖所示，高速永磁電機包括電機殼體3及其內(nèi)部設(shè)置的定子2和轉(zhuǎn)子，其特征 是，所述的轉(zhuǎn)子包括空芯的芯軸8及其兩側(cè)固接的空芯的軸頭5、10、芯軸8外面固定的由 雙半環(huán)磁鋼組成的環(huán)形磁鋼7及環(huán)形磁鋼7與軸頭5、10外面固定的保護(hù)套9，所述的環(huán)形 磁鋼沿軸向分為3-7段，芯軸8及軸頭5、10的空芯相通形成通孔，所述的空芯軸頭5、10通 過軸承4與殼體3連接，所述的空芯軸頭5、10及保護(hù)套9為無磁性高溫合金，芯軸8為導(dǎo) 磁材料，所述的定子2位于轉(zhuǎn)子外部，長度比環(huán)形磁鋼長3-7mm且相對于環(huán)形磁鋼中心對稱 設(shè)置，內(nèi)部開有36個斜槽，定子2上的繞組為三相兩級，每相繞組沿轉(zhuǎn)子軸對稱分布，每槽 一匝，每相12槽共12匝，三相共36匝。所述的軸承4可以為氣浮靜壓軸承；所述的定子2 內(nèi)部開有的每個斜槽與定子2端面的交點與其相鄰的斜槽與定子2另一端面的交點的連線 與軸線平行；所述的芯軸8與空芯軸頭5、10的固接方式為過盈配合并采用定位銷6進(jìn)行固 定，芯軸8與環(huán)形磁鋼7采用高溫結(jié)構(gòu)膠固定，空芯軸頭5、10及環(huán)形磁鋼7與保護(hù)套9采 用過盈配合；所述的環(huán)形磁鋼沿軸向最好為5段；所述的定子2比環(huán)形磁鋼7最好長5mm ； 所述的殼體3外部設(shè)置有雙級輻射式多翅片。實施例一其燃?xì)廨啓C發(fā)電機組用的高速永磁電機，額定功率為45kW，轉(zhuǎn)速最高為600001·/ min 該電機包括電機殼體及其內(nèi)部設(shè)置的定子和轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子包括空芯的芯軸及 其兩側(cè)通過過盈配合并由定位銷固接的空芯的軸頭、芯軸外面通過高溫結(jié)構(gòu)膠固定的由雙 半環(huán)磁鋼組成的環(huán)形磁鋼及環(huán)形磁鋼與軸頭外面通過過盈配合固定的保護(hù)套，所述的環(huán)形 磁鋼沿軸向分為5段，芯軸及軸頭的空芯相通形成通孔，所述的空芯軸頭通過氣浮靜壓軸 承與殼體連接，所述的空芯軸頭及保護(hù)套為無磁性高溫合金，芯軸為導(dǎo)磁材料，所述的定子 位于轉(zhuǎn)子外部，長度比環(huán)形磁鋼長5mm且相對于環(huán)形磁鋼中心對稱設(shè)置，內(nèi)部開有36個斜 槽，每個斜槽與定子端面的交點與其相鄰的斜槽與定子另一端面的交點的連線與軸線平 行，定子上的繞組為三相兩級，每相繞組沿轉(zhuǎn)子軸對稱分布，每槽一匝，每相12槽共12匝， 三相共36匝，殼體外部設(shè)置有雙級輻射式多翅片。實施例二某發(fā)動相上用的高速永磁電機，額定功率為45kW，轉(zhuǎn)速最高為57000r/min 該電機包括電機殼體及其內(nèi)部設(shè)置的定子和轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子包括空芯的芯軸及 其兩側(cè)通過過盈配合固接的空芯的軸頭、芯軸外面通過高溫結(jié)構(gòu)膠固定的由雙半環(huán)磁鋼組 成的環(huán)形磁鋼及環(huán)形磁鋼與軸頭外面通過過盈配合固定的保護(hù)套，所述的環(huán)形磁鋼沿軸向 分為4段，芯軸及軸頭的空芯相通形成通孔，所述的空芯軸頭通過氣浮靜壓軸承與殼體連 接，所述的空芯軸頭及保護(hù)套為無磁性高溫合金，芯軸為導(dǎo)磁材料，所述的定子位于轉(zhuǎn)子外 部，長度比環(huán)形磁鋼長6mm且相對于環(huán)形磁鋼中心對稱設(shè)置，內(nèi)部開有36個斜槽，每個斜槽與定子端面的交點與其相鄰的斜槽與定子另一端面的交點的連線與軸線平行，定子上的繞 組為三相兩級，每相繞組沿轉(zhuǎn)子軸對稱分布，每槽一匝，每相12槽共12匝，三相共36匝。
權(quán)利要求
一種高速永磁電機，包括電機殼體[3]及其內(nèi)部設(shè)置的定子[2]和轉(zhuǎn)子，其特征是，所述的轉(zhuǎn)子包括空芯的芯軸[8]及其兩側(cè)固接的空芯的軸頭[5、10]、芯軸[8]外面固定的由雙半環(huán)磁鋼組成的環(huán)形磁鋼7及環(huán)形磁鋼7與軸頭[5、10]外面固定的保護(hù)套[9]，所述的環(huán)形磁鋼沿軸向分為3 7段，芯軸[8]及軸頭[5、10]的空芯相通形成通孔，所述的空芯軸頭[5、10]通過軸承[4]與殼體[3]連接，所述的空芯軸頭[5、10]及保護(hù)套[9]為無磁性高溫合金，芯軸[8]為導(dǎo)磁材料，所述的定子[2]位于轉(zhuǎn)子外部，長度比環(huán)形磁鋼長3 7mm且相對于環(huán)形磁鋼中心對稱設(shè)置，內(nèi)部開有36個斜槽，定子[2]上的繞組為三相兩級，每相繞組沿轉(zhuǎn)子軸對稱分布，每槽一匝，每相12槽共12匝，三相共36匝。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高速永磁電機，其特征是，所述的軸承[4]為氣浮靜壓軸承。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高速永磁電機，其特征是，所述的定子[2]內(nèi)部開有的每 個斜槽與定子[2]端面的交點與其相鄰的斜槽與定子[2]另一端面的交點的連線與軸線平 行。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高速永磁電機，其特征是，所述的芯軸[8]與空芯軸頭[5、 10]的固接方式為過盈配合并采用定位銷[6]進(jìn)行固定，芯軸[8]與環(huán)形磁鋼[7]采用高溫 結(jié)構(gòu)膠固定，空芯軸頭[5、10]及環(huán)形磁鋼[7]與保護(hù)套[9]采用過盈配合。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高速永磁電機，其特征是，所述的環(huán)形磁鋼沿軸向分為5段。
6.如權(quán)利要求1所述的一種高速永磁電機，其特征是，所述的定子[2]比環(huán)形磁鋼7長5mm ο
7.如權(quán)利要求1所述的一種高速永磁電機，其特征是，所述的殼體[3]外部設(shè)置有雙級 輻射式多翅片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速永磁電機，包括電機殼體及其內(nèi)部設(shè)置的定子和轉(zhuǎn)子，所述的轉(zhuǎn)子包括空芯的芯軸、軸頭、由雙半環(huán)磁鋼組成的環(huán)形磁鋼及保護(hù)套，所述的環(huán)形磁鋼沿軸向分為3-7段，芯軸及軸頭的空芯相通形成通孔，所述的空芯軸頭通過軸承與殼體連接，所述的定子位于轉(zhuǎn)子外部，長度比環(huán)形磁鋼長3-7mm且相對于環(huán)形磁鋼中心對稱設(shè)置，內(nèi)部開有36個斜槽，定子上的繞組為三相兩級。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子安裝方便，轉(zhuǎn)子的質(zhì)量分布均勻，環(huán)形磁鋼加工簡單，安裝方便，起動性能好并可以有效的降低轉(zhuǎn)子的升溫，既可以用作電動機運行，也可以作為發(fā)電機運行。
文檔編號H02K1/27GK101917105SQ20101026294
公開日2010年12月15日 申請日期2010年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月20日
發(fā)明者仝云峰, 何民, 馮占祥, 劉叢紅, 張宏杰, 楊金福, 耿加民, 陳策, 黃國權(quán), 黃鍇 申請人:哈爾濱東安發(fā)動機(集團(tuán))有限公司