[发明专利]一种应用于高温环境下的超高速永磁同步电机

说明书

本发明公开了一种应用于高温环境下的超高速永磁同步电机。该电机采用内爪极定子拓扑结构，由多个爪极定子单元模块构成。该结构在每一个定子铁心单元模块的中间开设有腔体，腔体的截面沿着转轴的轴向逐渐改变，因为该定子铁心单元模块结构的特殊性，本发明采用了软磁复合材料(SMC)，SMC是一种由粉末冶金技术制造，主要组成部分为表面包裹绝缘材料的纯铁颗粒的新型软磁材料，经过模具压制后再进行热处理可以制造出所需形状，制造工艺简单、加工成本低，适用于本发明的特殊腔体结构，本发明提供了一种能在极端环境下长期可靠运行的超高速永磁电机，包括新型的定子结构型式、环形绕组结构型式等，拓宽超高速永磁电机的结构型式以及应用领域。

【技术领域】

本发明属于高速永磁电机技术领域，具体涉及一种应用于高温环境下的超高速永磁同步电机。

【背景技术】

高速永磁电机具有高功率密度、高效率、转速范围宽以及体积小等优点，广泛应用于微型燃气轮机、离心式空气压缩机、飞轮储能、新能源分布式发电等领域。

此外，随着国家航空航天技术、国防科技、极地深海探测等领域的快速发展，高速永磁电机以其优异的特性同样扮演着非常重要的角色。然而，这些工作场合要求电机具备在高温、低温或真空等恶劣环境下长期可靠运行的能力。

因此，极端的环境温度和有限的空间尺寸等给高速永磁电机的设计研究工作提出了极大的挑战。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种应用于高温环境下的超高速永磁同步电机，以解决现有技术中的永磁同步电机难以适应高温、低温或真空等恶劣环境的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种应用于高温环境下的超高速永磁同步电机，包括转轴，所述转轴上环绕有三个定子铁心单元模块，每一个定子铁心单元模块中开设有腔体，所述腔体的截面沿着转轴的轴向逐渐改变，所述腔体内设置有环形绕组；

所述定子铁心单元模块和转轴之间设置有永磁体；所述定子铁心单元模块的材料为软磁复合材料；

所述定子铁心单元包括环形主体，环形主体内侧壁上设置有两个凸出部分，两个凸出部分沿着环形主体的周向等分，且相对设置；

每一个凸出部分包括一个径向凸出部分和一个轴向凸出部分，径向凸出部分沿着环形主体的内壁设置，径向部分的外弧边和环形主体的内壁一体连接，径向凸出部分的内弧边和轴向凸出部分的底部一体连接，轴向凸出部分沿着环形主体的轴线凸出，轴向凸出部分的上表面分为三部分，中间部分的高度高于两边部分的高度。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述定子铁心单元模块为爪极型式。

优选的，所述永磁体分为三部分，每一个部分的永磁体和一个定子铁心单元模块对应。

优选的，每一部分的永磁体粘贴在转轴上。

优选的，相邻部分的永磁体之间设置有第二隔磁材料。

优选的，所述永磁体和定子铁心单元模块之间设置有护套。

优选的，每一个定子铁心单元模块相对于其相邻的定子铁心单元模块，沿转轴的周向旋转120°。

优选的，相邻的定子铁心单元模块之间设置有第一隔磁材料。

优选的，所述环形绕组为全局环形绕组。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：