[发明专利]高速永磁电机转子保护套筒

说明书

技术领域

本发明涉及一种高速永磁电机转子保护套筒，属于电机领域。

背景技术

高速永磁电机不仅具有普通高速电机的转速高、功率密度大、材料利用率高、动态响应较快和传动系统效率高等特点，而且具有效率高、功率因数高的优点。因此高速永磁电机在空调或冰箱的离心式压缩机、储能飞轮、纺织、高速磨床、混合动力汽车、航空、船舶等领域具有良好的应用前景。特别是在分布式发电系统中，由燃气轮机驱动的高速发电机体积小，具有较高的机动性，可用于医院、宾馆及其它重要设施的备用电源，也可作为独立电源或小型电站，弥补集中式供电的不足，具有重要的实用价值。

高速永磁电机运行时定子绕组电流频率较高可达1000Hz以上，转子的旋转速度高达每分钟几万转，圆周速度可达200m/s以上，一般在转子永磁体外面加一高强度非导磁套筒，来保护永磁体在大离心力作用下正常工作，且可减小转子侧的高频附加损耗。但是由于金属保护套筒为导电体，会产生大量的涡流损耗，甚至向转子体传热，造成永磁体温升过高而产生不可逆高温失磁，使电机损坏。

发明内容

为了解决现有高速永磁电机的转子侧加保护套筒时涡流损耗较大，容易导致实心转子温升过高，使转子侧永磁体产生不可逆高温失磁的问题，本发明设计了一种高速永磁电机转子保护套筒。

高速永磁电机转子保护套筒，它是圆筒状结构，沿转子保护套筒外表面的圆周均匀分布有多个与转子保护套筒中心轴线平行的凹槽。

在应用的时候，本发明的高速永磁电机转子保护套筒固定在电机转子的外侧。

普通高速永磁电机转子保护套筒侧未考虑促进散热的措施，本发明的高速永磁电机转子保护套筒是在电机转子一侧增加了散热的结构，使通过对转子保护套的结构进行改进，增加了转子侧的散热效果。本发明的优点有：一、转子保护套筒外表面的凹槽能够阻断转子保护套筒的涡流路径，减小涡流及由此带来的涡流损耗，进而减小了转子侧的发热，特别是起动等集肤效应明显的状况时，效果更加显著。二、凹槽随转子高速旋转，能够在气隙内起到卷风的作用，增大了气隙内空气与转子表面的相对速度，进而达到了增强气隙散热的效果。三、降低了转子永磁体工作时的温升，延长了永磁体以及转子、电机的工作寿命。

经试验证明，采用本发明的高速永磁电机转子保护套筒的电机转子正常工作时表面散热系数提高40％，转子损耗和温升得到了有效的降低。

附图说明

图1是本发明的高速永磁电机转子保护套筒的结构示意图，图2至图4是凹槽3的三种形状的示意图；图5是本发明的高速永磁电机转子保护套筒的立体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：高速永磁电机转子保护套筒，它是圆筒状结构，沿转子保护套筒1外表面的圆周均匀分布有多个与转子保护套筒1中心轴线平行的凹槽3。

本实施方式所述的凹槽3的截面是轴对称形状，所述对称轴的延长线与转子保护套筒的中心轴线相交。

本实施方式中所述的凹槽3的截面的两个侧边均为直线或者弧线。

参见图2至图4，是本实施方式所述凹槽3截面的两个侧边是直线的三种情况的示意图。

在应用的时候，本发明的高速永磁电机转子保护套筒1固定在高速永磁电机转子的外侧。

本实施方式的高速永磁电机转子保护套筒，是在现有转子保护套筒结构基础之上，进行了简单的改造，进而达到转子侧能够散热的目的。本实施方式的结构改进可以适用于现有带有转子保护套的改造，还适用于新产品的加工生产，不但改进方便易行，并且散热效果明显。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一所述的高速永磁电机转子保护套筒的区别在于，它还包括多个凸起块4，多个凸起块4均匀分布固定在转子保护套筒1的两个端面上。

本实施方式增加的凸起块4的作用和效果有：一、由于凸起块4是固定在转子保护套筒1两端的，在转子高速旋转的时候起到了风扇的扇叶的作用，能够增强在电机气隙内、以及凹槽3内形成轴向气流，与浅沟槽带动的圆周方向空气运动一起形成三维立体的散热系统，增强了气流的散热效果。二、凸起块4均匀分布在转子保护套的两个端面上，起到了对转子体动静平衡的作用，减少不平磁拉力的出现。

本实施方式所述的凸起块4可以位于两个凹槽3的中间位置，这样，能够使凸起块4和凹槽3相配合产生尽可能大的轴向气流，散热效果更好。