[发明专利]一种超高速盘式永磁同步电机

说明书

本发明提供一种超高速盘式永磁同步电机，包括转子、定子、推力盘和机壳，转子由转轴和转子盘组成；转子盘由铝套、永磁体和保护套组成；推力盘套在转轴上，且推力盘与转轴为过盈配合；推力盘上设置有第一环形凹槽，铝套嵌在第一环形凹槽内，铝套上设置有第二环形凹槽，永磁体嵌在第二环形凹槽内；定子由定子铁芯和缠绕在定子铁芯上的线圈绕组组成，定子铁芯空套在转轴上。本发明转子盘采用盘式结构，转子盘嵌在推力盘上，大大减小了电机的轴向长度，使整个电机的体积缩小，且结合在一起的转子盘和推力盘，与周围部件的间隙增大，散热效果明显增加；定子采用环形集中绕组，并且定子铁芯镶嵌在机壳内，大大减小了整个电机的体积。

技术领域

本发明涉及高速电机直接驱动技术领域，具体涉及一种超高速盘式永磁同步电机。

背景技术

传统的高速、超高速电机直接驱动技术中一般采用径向磁通永磁同步电机，但是这种电机在应用中始终面临着两个亟待解决的问题：一是电机的功率和尺寸受到轴向长度的限制，为了提高电机的功率需要增加转子轴向长度，但是为了保证转子为刚性，以增加轴承-转子系统的稳定性，又要求减少轴向长度，因此，在轴向长度设计上相互矛盾；二是这种电机的转子散热非常困难，由于定转子气隙又窄又长，流阻太大，气流难以对转子进行有效冷却。而转子过热使得永磁体发生不可逆退磁，从而导致电机失效。于是，有必要探索一种新型的高速、超高速永磁同步电机直驱结构，使得电机功率、转子尺寸不再受轴向长度的限制，并且具有良好的冷却条件。

发明内容

本发明的目的是提供一种超高速盘式永磁同步电机，解决了现有电机存在的转子轴过长、电机体积大、电机散热性差的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。

一种超高速盘式永磁同步电机，包括转子、定子、推力盘和机壳；转子由转轴和转子盘组成；转子盘由铝套、永磁体和保护套组成；推力盘套在转轴上，且推力盘与转轴为过盈配合；推力盘上设置有第一环形凹槽，铝套嵌在第一环形凹槽内，铝套上设置有第二环形凹槽，永磁体嵌在第二环形凹槽内，永磁体上套有保护套，保护套嵌在第二环形凹槽内；定子由定子铁芯和缠绕在定子铁芯上的线圈绕组组成，定子铁芯空套在转轴上；推力盘、转子盘和定子均设置在机壳内。

上述机壳包括圆筒形外壳、环形体和多个“L”形凸台；环形体设置在圆筒形外壳的内壁上；多个“L”形凸台沿着圆周方向均匀的设置在环形体的内壁上。

其中，定子铁芯卡在多个“L”形凸台内。

上述推力盘设置在机壳的圆筒形外壳内，推力盘的外圆周面与圆筒形外壳的内壁之间留有第一间隙。

进一步的，推力盘的前后两侧分别设置有左推力轴承和右推力轴承，左推力轴承和右推力轴承都空套在转轴上。

上述左推力轴承和右推力轴承都设置在机壳的圆筒形外壳内；右推力轴承位于推力盘和定子之间，且右推力轴承固定在环形体的左端面上；右推力轴承与转子盘之间留有第二间隙，右推力轴承与推力盘右端面之间留有第三间隙，左推力轴承与推力盘左端面之间留有第四间隙；第一间隙、第二间隙、第三间隙和第四间隙四者相通。

另外，机壳的圆筒形外壳上设置有通孔；通孔、第一间隙、第二间隙、第三间隙和第四间隙五者相通。

上述机壳的两侧分别设置有左轴承座和右轴承座，左轴承座通过左径向轴承套套在转轴上，右轴承座通过右径向轴承套套在转轴上。

其中，左推力轴承固定在左轴承座的右端面上。

再者，定子铁芯由软磁复合材料制成。

本发明的有益效果是:

1.转子的转子盘采用盘式结构，转子盘嵌在碳钢制成的推力盘上，将转子盘和推力盘结合在一起，大大减小了电机的轴向长度，使整个电机的体积缩小，同时也增强了电机的功率密度，提高了转子的临界转速；