[发明专利]超高速电机的转子结构

说明书

本发明公开一种超高速电机的转子结构，其包括转轴和设在转轴中部外表面的磁钢,所述转轴包括:用于设置磁钢、且具有较大直径的中间部分和位于两端的具有较小轴径的前段部分和后段部分，在转轴中间部分靠近前端的端部设有离心风扇；在转轴内设有的主风道，主风道的两端呈封闭状，在转轴的前段部分设有与主风道前端连通的转轴进风口,在转轴的中间部分的后端部设有与主风道后端连通的转轴出风口,转轴进风口、主风道、转轴出风口形成内冷却通道。本发明通过两路并联冷却循环系统，其大幅提高转子冷却效果。

技术领域

本发明涉及一种电机的转子结构,特别是涉及一种超高速电机的转子结构。

背景技术

电机广泛应用与工业生产的各个领域，超高速电机一般是指转速超过10000转的电机，常应用于压缩机、鼓风机、ORC等行业中。

因超高速电机，需要对其体积有较高的限制，由于其体积小，功率密度高，其转子散热非常困难。目前多采用在电机壳体上安装外置风扇以达到强制冷却的效果，该结构能有效的冷却电机定子和定子绕组，但对于发热严重的转子冷却效果不佳。

现有超高速电机对转子的冷却也仅仅是对于转子外表面进行冷却，由于磁钢的外表面一般均采用磁钢固定套，而磁钢固定套的导热性差，因此对于转子表面的冷却仅仅能带走部分磁钢的热量，同时转子内部的热量通过表面的冷却时不可能完成的，如果磁钢不能很好的冷却，磁钢会因热量升高而产生退磁现象；当转子轴承采用球轴承时，由于热量过高，轴承会产生油脂溢出，进而影响轴承的寿命。

参见图1，图中给出了现有的超高速电机的一种转子冷却方式，其在机壳外设置有风扇2，在机壳圆周设有进风口3，风扇2将外面的冷风1经即可的进风口3送入，经定子的中间设置的定子通风道4，进入转子和定子之间气隙风道5，冷空气经气隙风道5向两端流出，并带走转子表面的热量，热风再经前后端盖的上的出风孔6排出电机，实现对转子的冷却。然而，该冷却方式存在的缺点是：1.需要外设风扇，使得整个电机的体积增大；2，冷空气仅仅可以到达转子的表面，仅能将转子磁钢表面的热量带走，而对于转子中心的磁钢热量无法得到冷却，当转子的热量升高时会导致两端球轴承升温，进而使得润滑脂融化，影响球轴承的使用寿命；同时，转子内部的磁钢的温度升高，会使得磁钢退磁，降低磁钢的寿命。

因此一种可以对转子内外同时进行冷却的、体积小巧适于采用球轴承的超高速电机的转子结构成为本领域技术人员追求的目标。

发明内容

本发明的目的在于解决现有超高速电机，特别是采用球轴承的超高速电机的转子冷却效果不好的问题,特别是转子内部无法冷却的问题。

本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提供一种超高速电机的转子结构，其包括转轴和设在转轴中部外表面的磁钢,所述转轴包括:用于设置磁钢、且具有较大直径的中间部分和位于两端的具有较小轴径的前段部分和后段部分，其特征在于：在所述转轴中间部分靠近前端的端部设有离心风扇，用于将前端的空气经过转子表面的气隙强力推向转轴后端；在所述转轴内设有的主风道，所述主风道的两端呈封闭状，在所述转轴的前段部分设有与所述主风道前端连通的转轴进风口,在所述转轴的中间部分的后端部设有与所述主风道后端连通的转轴出风口,转轴进风口、主风道、转轴出风口形成内冷却通道。

作为优选方式，其中，所述转轴进风口呈斜向设置，其与转轴主风道的风向之间的夹角为钝角。

作为优选方式，其中，所述转轴出风口呈斜向设置，其与转轴主风道的风向之间的夹角为锐角。

进风口和出风口与轴心倾斜一定的角度，方向均朝向气流方向，该结构有利于减小风阻。

作为优选方式，其中，所述主风道为长圆柱形，且位于转轴中心位置。主风道置于转子轴心处，作为气流主通道，形状为圆形，其主要是可以提高转轴的前度，还可以使风道距磁钢的距离相同，冷却效果均匀，显然可以选择其它可以用于气体流通的形状。