[实用新型]一种具有定子绕组层间水道冷却系统的高速永磁同步电机

说明书

本实用新型公开了一种具有定子绕组层间水道冷却系统的高速永磁同步电机，包括定子机座以及设置在定子机座内的定子铁心和转子铁心，所述定子机座内设置有定子铁心，所述转子铁心设置于定子铁心内壁且与定子铁心之间留有空隙，所述定子铁心上设置有定子绕组，所述定子绕组层间设置有层间水道。本实用新型结构简单，冷却效果好，解决了高速永磁同步电机散热条件差的问题，在降低高速永磁同步电机结构件温升的同时提高了高速永磁同步电机的运行可靠性。

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种具有定子绕组层间水道冷却系统的高速永磁同步电机。

背景技术

高速永磁同步电机可直接与工作机或负载相连，具有体积小、功率密度大、效率高、动态响应快等优点，广泛应用在离心压缩机、飞轮储能、真空泵等工业领域和飞机、航母能源系统等军事领域，鉴于其在重大工业领域及国防军事领域的广泛应用前景，高速永磁同步电机已成为各行各业竞相关注的对象。

高速永磁同步电机设计时不仅要满足电磁性能和机械特性的要求，还需要满足冷却与温升的要求。对于高速永磁同步电机而言，由于其较高的转速，永磁体不能承受高速旋转产生的拉应力，必须对永磁体采取保护措施。鉴于高速永磁同步电机体积小，转子多采用实心整体结构，损耗密度大，散热条件差，容易造成永磁体不可逆失磁，因此有效的散热和冷却方式，是确保电机各结构件运行在较低温升，提高电机功率的有效手段，已成为高速永磁同步电机设计中的关键问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术中存在的问题，提供一种具有定子绕组层间水道冷却系统的高速永磁同步电机，增强高速永磁同步电机冷却效果，使电机具有更优的运行性能。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种具有定子绕组层间水道冷却系统的高速永磁同步电机，包括定子机座以及设置在定子机座内的定子铁心和转子铁心，定子机座内设置有定子铁心，转子铁心设置于定子铁心内壁且与定子铁心之间留有空隙，定子铁心上设置有定子绕组，定子绕组层间设置有层间水道。

进一步地，定子绕组包裹有主绝缘。

进一步地，定子绕组包括定子上层绕组和定子下层绕组，定子上层绕组下方和定子下层绕组上方均设置有层间绝缘，层间水道设置在层间绝缘之间。

进一步地，定子机座内壁设置有螺旋水道，螺旋水道设置在定子机座与定子铁心之间。

进一步地，转子铁心外壁上设置有偶数个均匀分布的永磁体，永磁体的外壁上设置有永磁体护套，永磁体护套材料为碳纤维的高强度永磁体护套。

进一步地，转子铁心表面设置有均匀分布的转子轴向通风缝隙，转子轴向通风缝隙与永磁体的内表面接触。

进一步地，转子铁心内设置有转轴，转轴通过设置在定子机座上的轴承与定子机座转动连接，转子铁心与转轴为一体化结构，材料采用导磁的高强度碳素钢。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型结构简单，通过设置层间水道和螺旋水道，对电机进行有效冷却，带走电机结构件的热量，解决了高速永磁同步电机散热条件差、温升高的问题，在降低高速永磁同步电机结构件温升的同时提高了高速永磁同步电机的运行可靠性；

2、本实用新型在永磁体的外壁上安装材料为碳纤维的高强度永磁体护套，防止了永磁体因受到巨大的离心力而发生损坏；

3、本实用新型的转子铁心与转轴为一体化导磁的高强度碳素钢结构，提高了电机的机械强度。

附图说明