[发明专利]稳固的永磁电机和方法

说明书

用于增强具有转子、定子和壳体的电机的鲁棒性和稳定性的方法和装置。转子包括径向安装的永久磁体阵列，并且定子包括围绕转子径向定位的多个电磁体。通过提供与相邻的永久磁体接触的第一导热介电密封剂来稳定转子。通过提供与相邻的电磁体接触的第二导热介电密封剂来稳定定子。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年10月10日提交的标题为“Permanent Magnet Motor withTested Efficiency Beyond Ultra-Premium/IE5 Levels”的第62/570441号美国专利申请的优先权，该申请的内容以引用的方式全部并入 本文。

版权声明

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技术领域

本发明大体上涉及用于增强电机(例如电动机或发电机)的鲁棒性和稳定性的方法、系统和装置。更 具体地，本发明涉及增强永磁(PM)电机的鲁棒性和稳定性。

背景技术

在商业和工业应用中使用的电机通常需要在100％的适用额定功率下运行，超过了通常是60000小时的 使用寿命。因此，在商业或工业环境中使用的电动机或其他电机必须既可靠又通用。机器的可靠性和使用 寿命可能受到许多因素的影响，包括但不限于：1)导致热致部件失效的高温操作；2)振动、加热、摩擦、 不平衡操作、污染、不适当的材料选择或引起机械诱发组件失效的其他原因；或3)电介质故障导致电气 短路或由于热量、不适当的材料选择或其他原因引起的开路。

电机通常配备有机械冷却系统，例如风扇以及罩，所述罩配置为将空气引导到浇铸在机器壳体中的散 热片上。许多此类设备被归类为全封闭风扇冷却(TEFC)设备。由于电动机输出的总功率的一部分必须 用于转动冷却风扇，因而不能用于输出，因此TEFC电动机遭受固有的低效率。例如，附接到传送带的TEFC 电动机必须同时运行冷却风扇和传送带，因此转动风扇所需的电动机输出部分不可用于传送带。TEFC机 器的风扇和罩装置容易损坏，并且在典型的工业环境中存在安全风险。此外，由于TEFC机器在电机轴的 一侧驱动冷却风扇，因此将两台下游机器附接到单台TEFC电动机上是不可能的或困难的。

传统的电机通常通过实施具有大而重的部件的机器而制成坚固且耐用。为了促进稳定的长期运行而需 要的较大和较重的部件会增加机器成本和重量。

具有直接通风并因此部分敞开的壳体以促进冷却的其他电机，可能遭受水分和颗粒物质污染，这又会 导致机械部件退化和导线绝缘或电接点退化和过早失效。由于全封闭非通风(TENV)设备缺乏直接通风 或外部风扇以将空气移动到外部散热片上，因此全封闭非通风(TENV)电机面临独特的冷却挑战。

本文公开的实施例被设计为将上述问题中的一个或多个问题最小化。

发明内容

本文公开的实施例包括电机冷却装置和方法。其他实施例包括赋予电机增强的鲁棒性和耐久性的元 件。如本文所使用的，被称为电机的设备类别同时包括发电机和电动机。本文描述的某些实施例是具有径 向通量配置的永磁电机。许多公开的方法和装置也适用于传递热量或部分地传递鲁棒性到轴向通量机器、 传递通量机器和线性机器。某些方法和装置可适用于非旋转转矩电动机、变压器或电感器。虽然示出了关 于永磁电动机的许多具体实施例，但是本公开和权利要求不限于任何特定的装置配置并且可应用于任何类 型的电机。

本文公开的某些电机实施例将由永久磁体、转子背部组件、电磁芯或其他结构中的涡流引起的热量的 产生最小化。此外，公开了利用通过机器的内腔和部件或子系统的各种热量路径的传导、对流和辐射从电 机去除热量的方法和装置。