一种高速永磁电机组合护套转子结构制造技术

技术编号:41971034 阅读:14 留言:0更新日期:2024-07-10 16:51
本技术提供了一种高速永磁电机组合护套转子结构,包括轴;轴的外圆设有磁钢,磁钢的两端分别设有与轴连接的第一挡板和第四挡板;所述磁钢外套接有内层护套和外层护套,外层护套与第一挡板之间设有第二挡板,外层护套与第四挡板之间设有第三挡板;所述第一挡板、外层护套、第四挡板为非导磁金属材料,内层护套为碳纤维复合材料,第二挡板和第三挡板为金属材料。本技术采用高屈服强度非金属复合材料作为内层护套,提供预紧力,抵抗转子磁钢离心力,实现高转速、大外径转子的高速可靠性;采用金属材料作为外层护套,实现滑油油雾隔离,避免内层复合材料与滑油接触,保证转子寿命及使用安全。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高速永磁电机组合护套转子结构,属于电气工程。


技术介绍

1、永磁电机具有功率密度高、组成简单、耐高速等特点,是高速电机发展的主流方向,几乎遍及航空航天、国防、工农业生产和日常生活的各个领域。

2、永磁电机使用的稀土永磁属于脆性材料,抗压强度达800mpa以上,但抗拉强度低于35mpa,因此对于高速永磁转子,通常外圆压装护套先对永磁体施加预应力,确保高速旋转时永磁体仍承受合理的压应力;同时,护套所受的拉应力应低于护套材料的屈服强度,避免护套损坏。

3、高速永磁电机转子护套能够承受的应力与磁钢外径尺寸、磁钢密度、转速、温度、过盈量、材料屈服强度等因素有关。对于当前金属材料体系,高强度合金的屈服强度约为1030mpa;对于高强度非金属复合材料屈服强度可达2500mpa,但复合材料中的树脂不耐滑油,无法满足滑油环境下装备寿命要求。

4、由上所述,传统高速永磁电机的转子护套通常采用非导磁高强度金属护套,存在金属护套厚、涡流损耗大,电磁气隙大等问题。

5、因此鉴于钢护套结构转子外径尺寸受限、高速高频下涡流损耗高、碳纤维复合材料护套不耐油雾环境等问题,针对轴承采用油润滑、定子腔体内存在油雾环境的高速电机,对于高转速、大外径、滑油油雾环境的转子护套,单一材料体系护套无法满足使用要求。


技术实现思路

1、为解决上述技术问题,本技术提供了一种高速永磁电机组合护套转子结构,该高速永磁电机组合护套转子结构内层为碳纤维、外层为钢护套,可增加转子外径尺寸,提高电机功率密度、转子的高速可靠性,减少护套涡流损耗、电机物理气隙,解决了高速大功率永磁电机转子外径尺寸小、金属护套厚度较大、涡流损耗大等问题。

2、本技术通过以下技术方案得以实现。

3、本技术提供的一种高速永磁电机组合护套转子结构,包括轴;轴的外圆设有磁钢,磁钢的两端分别设有与轴连接的第一挡板和第四挡板;所述磁钢外套接有内层护套和外层护套,外层护套与第一挡板之间设有第二挡板,外层护套与第四挡板之间设有第三挡板;所述第一挡板、外层护套、第四挡板为非导磁金属材料,内层护套为碳纤维复合材料,第二挡板和第三挡板为金属材料。

4、所述内层护套、磁钢、第四挡板之间为过盈配合。

5、所述内层护套所受应力小于碳纤维复合材料的屈服强度。

6、采用冷套法安装内层护套,且内层护套的两端端面低于第一挡板和第四挡板的端面。

7、所述第一挡板和第四挡板的端面均为l型,内层护套的两端端面低于第一挡板和第四挡板的l型端面。

8、所述内层护套的端面与第三挡板之间存在间隙。

9、所述外层护套与第三挡板之间为过盈配合。

10、所述内层护套和外层护套之间存在空隙。

11、本技术的有益效果在于:设计了高转速、大外径、滑油油雾环境下的永磁电机转子组合护套结构,采用高屈服强度非金属复合材料作为内层护套,提供预紧力,抵抗转子磁钢离心力,实现高转速、大外径转子的高速可靠性;采用金属材料作为外层护套,实现滑油油雾隔离,避免内层复合材料与滑油接触,保证转子寿命及使用安全;内层护套与外层护套的无接触配合,隔绝应力传递,实现金属护套的最薄化,减少高频下金属护套的涡流损耗。

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【技术保护点】

1.一种高速永磁电机组合护套转子结构,包括轴(1),其特征在于:轴(1)的外圆设有磁钢(4),磁钢(4)的两端分别设有与轴(1)连接的第一挡板(2)和第四挡板(8);所述磁钢(4)外套接有内层护套(5)和外层护套(6),外层护套(6)与第一挡板(2)之间设有第二挡板(3),外层护套(6)与第四挡板(8)之间设有第三挡板(7);所述第一挡板(2)、外层护套(6)、第四挡板(8)为非导磁金属材料,内层护套(5)为碳纤维复合材料,第二挡板(3)和第三挡板(7)为金属材料。

2.如权利要求1所述的高速永磁电机组合护套转子结构,其特征在于:所述内层护套(5)、磁钢(4)、第四挡板(8)之间为过盈配合。

3.如权利要求1所述的高速永磁电机组合护套转子结构,其特征在于:所述内层护套(5)所受应力小于碳纤维复合材料的屈服强度。

4.如权利要求1所述的高速永磁电机组合护套转子结构,其特征在于:采用冷套法安装内层护套(5),且内层护套(5)的两端端面低于第一挡板(2)和第四挡板(8)的端面。

5.如权利要求4所述的高速永磁电机组合护套转子结构,其特征在于:所述第一挡板(2)和第四挡板(8)的端面均为L型,内层护套(5)的两端端面低于第一挡板(2)和第四挡板(8)的L型端面。

6.如权利要求1所述的高速永磁电机组合护套转子结构,其特征在于:所述内层护套(5)的端面与第三挡板(7)之间存在间隙。

7.如权利要求1所述的高速永磁电机组合护套转子结构,其特征在于:所述外层护套(6)与第三挡板(7)之间为过盈配合。

8.如权利要求1所述的高速永磁电机组合护套转子结构,其特征在于:所述内层护套(5)和外层护套(6)之间存在空隙。

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【技术特征摘要】

1.一种高速永磁电机组合护套转子结构,包括轴(1),其特征在于:轴(1)的外圆设有磁钢(4),磁钢(4)的两端分别设有与轴(1)连接的第一挡板(2)和第四挡板(8);所述磁钢(4)外套接有内层护套(5)和外层护套(6),外层护套(6)与第一挡板(2)之间设有第二挡板(3),外层护套(6)与第四挡板(8)之间设有第三挡板(7);所述第一挡板(2)、外层护套(6)、第四挡板(8)为非导磁金属材料,内层护套(5)为碳纤维复合材料,第二挡板(3)和第三挡板(7)为金属材料。

2.如权利要求1所述的高速永磁电机组合护套转子结构,其特征在于:所述内层护套(5)、磁钢(4)、第四挡板(8)之间为过盈配合。

3.如权利要求1所述的高速永磁电机组合护套转子结构,其特征在于:所述内层护套(5)所受应力小于碳纤维复合材料的屈服强度。

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【专利技术属性】
技术研发人员:方茹昌卓亮罗大辉张登平施道龙徐潇钦张靖显罗强刘华勇黄彪陈思洁王越
申请(专利权)人:贵州航天林泉电机有限公司
类型:新型
国别省市:

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