[发明专利]一种含有组合式导磁护套的高速永磁电机转子

说明书

本发明公开了一种含有组合式导磁护套的高速永磁电机转子，包括由内向外依次设置的转轴、转子铁芯和组合式导磁护套，所述转子铁芯与组合式导磁护套之间设有永磁体，所述组合式导磁护套包括导磁体和非导磁体，所述导磁体和非导磁体沿组合式导磁护套周向交错设置，所述导磁体与非导磁体之间固定连接并形成电绝缘，所述导磁体的数量以及非导磁体的数量与电机极数相同。本发明公开的结构能够减少护套中涡流损耗，抑制转子温升，同时减少永磁体用量，提高电机转矩输出能力。

技术领域

本发明涉及一种电机转子，特别是涉及一种含有组合式导磁护套的高速永磁电机转子，属于电机技术领域。

背景技术

在电磁负荷一定的前提下，提高永磁电机转速是提高功率密度的主要措施。为抵消高转速下永磁体所受的离心力作用，传统的内转子表贴式永磁电机多采用非导磁的护套约束永磁体，常见的非导磁材料包括纤维复合材料及高强度非导磁合金等。非导磁护套的存在增大了定转子间有效气隙长度和磁路磁阻，降低了气隙磁密幅值及电机电感值，导致永磁体用量大幅增加。由于复合材料热导率很低，不利于高速电机转子散热，高速永磁电机中合金护套使用更为广泛。

另外现有技术的表贴式转子结构如图1所示，使用整体式合金护套100，其由一种材料整体加工或多种材料焊接得到，整体式合金护套100沿圆周方向不分段，合金护套100与永磁体101间采用过盈配合以避免永磁体101运行过程中移动。由于气隙磁场中含有较多的齿谐波、电枢磁势导致的空间谐波及输入电流非正弦产生的时间谐波，合金护套100中的涡流损耗较大，限制了进一步提高高速电机转速及减小气隙长度的可行性。

现有技术主要采用以下方法解决上述问题：采用更高强度的护套材料；在合金护套上增加新的屏蔽层；优化合金材料物理特性；采用谐波含量更少的槽极配合；增大逆变器开关频率及转子油冷等。但这些措施工艺复杂、可靠性不佳、成本较高，并可能导致高速永磁电机功率密度下降等其他问题。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供了一种含有组合式导磁护套的高速永磁电机转子，解决现有高速永磁电机转子结构散热不良，涡流损耗大等问题。

本发明技术方案如下：一种含有组合式导磁护套的高速永磁电机转子，包括由内向外依次设置的转轴、转子铁芯和组合式导磁护套，所述转子铁芯与组合式导磁护套之间设有永磁体，所述组合式导磁护套包括导磁体和非导磁体，所述导磁体和非导磁体沿组合式导磁护套周向交错设置，所述导磁体与非导磁体之间固定连接并形成电绝缘，所述导磁体的数量以及非导磁体的数量与电机极数相同。

进一步的，所述导磁体的外缘和非导磁体的外缘均是与所述高速永磁电机转子外缘不同心且半径小于高速永磁电机转子外缘的圆弧。

进一步的，所述导磁体的外缘和非导磁体的外缘均是与所述高速永磁电机转子外缘同心且半径等于高速永磁电机转子外缘的圆弧。

进一步的，所述导磁体由若干导磁片沿所述转轴的轴向叠压而成，所述导磁片之间形成电绝缘。

优选的，所述导磁片之间设有第一电绝缘层。

进一步的，所述导磁体和非导磁体之间采用键槽卡接，所述导磁体和非导磁体的接合面设有第二电绝缘层。

进一步的，所述转轴和转子铁芯由导磁材料一体制成。

本发明所提供的技术方案的优点在于：

1、组合式导磁护套在周向为导磁体与非导磁体交错排列且形成电绝缘，切断了组合式导磁护套中涡流流通路径，减少了护套中的涡流损耗，抑制转子温升。

2、导磁体的外缘、非导磁体的外缘与转子不同心且半径小于转子半径，实现不等气隙，空载气隙磁密波形正弦度更高。

3、叠片结构的导磁体进一步减少了护套中的涡流损耗。