[发明专利]一种转子及超高速电机

说明书

本申请属于电机技术领域，特别是涉及一种转子及超高速电机。现有的转子结构不仅增加了成本还增加了转子质量，直接降低了电机整体的功率密度；由于设有加强筋，对磁钢的要求更高，工艺复杂，制造成本高。本申请提供了一种转子，包括相互连接的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴内设置有磁钢；所述第一转轴包括转子护套，所述转子保护套、转轴和空心轴中两者或者三者一体式连接。采用一体式结构以减少磁钢的损坏，同时整体强度得到了提升，可以达到更高的临界转速。

技术领域

本申请属于电机技术领域，特别是涉及一种转子及超高速电机。

背景技术

超高速电机是一种新型电机。随着控制技术、电力电子器件、高频供电技术等技术的不断进步，使得转速达到100k rpm/min的超高速电机的应用成为了可能。由于其体积小、功率密度大、可与高速负载直接相连等特点被广泛应用于高速磨床、空气循环制冷系统、储能飞轮、燃料电池、空压机等领域中。

转子作为超高速电机的核心部件，肩负着提供磁场、带动负载等的关键任务。转子的设计直接决定了超高速电机的临界转速，决定了电机的水平。转子的装配则直接决定了超高速电机生产的难度，合格率和效率。超高速电机在工作时，转子的超高转速会产生巨大的力，使得转子整体发生微量形变也使得永磁体受拉应力的影响而破碎。因而转子一般会使用合金护套或者碳纤维捆扎的方法来保护永磁体，抵抗离心力的影响，同时加强了转子的整体强度。永磁体作为转子的核心部件，其核心功能就是在气隙中提供一个旋转的规则的正弦磁场。同时永磁体的使用也决定了转子的功率密度、整体质量、制造成本等因素。

现有的转子包括左曲轴、磁钢、右曲轴和护套，其内层护套外部设置有外层护套，左曲轴和内层护套设置为一体结构。内层护套直接均匀分布设置有加强筋，相邻加强筋之间形成截面为扇环形的永磁体槽。而磁钢多为稀土，轴心的永磁体对磁场的建立并没有太大的影响。不仅增加了成本还增加了转子质量，直接降低了电机整体的功率密度；由于设有加强筋，对磁钢的要求更高，工艺复杂，制造成本高。

发明内容

1.要解决的技术问题

基于现有的转子包括左曲轴、磁钢、右曲轴和护套，其内层护套外部设置有外层护套，左曲轴和内层护套设置为一体结构。内层护套直接均匀分布设置有加强筋，相邻加强筋之间形成截面为扇环形的永磁体槽。而磁钢多为稀土，轴心的永磁体对磁场的建立并没有太大的影响。不仅增加了成本还增加了转子质量，直接降低了电机整体的功率密度；由于设有加强筋，对磁钢的要求更高，工艺复杂，制造成本高的问题，本申请提供了一种转子及超高速电机。

2.技术方案

为了达到上述的目的，本申请提供了一种转子，包括相互连接的第一转轴和第二转轴，所述第一转轴内设置有磁钢；所述第一转轴包括转子护套，所述转子保护套、转轴和空心轴中两者或者三者一体式连接。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一转轴包括凹槽，所述磁钢设置于所述凹槽内，所述第二转轴与所述第一转轴过盈配合。

本申请提供的另一种实施方式为：所述磁钢为环形。

本申请提供的另一种实施方式为：所述转子外表面设置有喷涂层。

本申请还提供一种转子制备方法，所述方法包括如下步骤：将未充磁的磁钢原材料塞入第一转轴中，将第二转轴与所述第一转轴连接形成转子；对所述转子进行径向充磁。

本申请提供的另一种实施方式为：还包括对转子外表面进行喷涂。

本申请提供的另一种实施方式为：所述第一转轴采用非导磁性合金钢，所述第二转轴采用非导磁性合金钢。

本申请提供的另一种实施方式为：所述磁钢采用钐钴或者钕铁硼。

本申请还提供一种超高速电机，将所述转子应用于所述超高速电机中。