[发明专利]电机转子和永磁电机

说明书

本发明属于电机制造技术领域，尤其涉及一种电机转子和永磁电机。本发明提供的电机转子包括由内向外依次同轴设置的转轴、永磁体和保护套，保护套与永磁体间过盈配合，保护套为非导磁的Zr基非晶合金保护套，且Zr基非晶合金保护套的厚度在微米或纳米级别。在确保电机转子的原有磁场走向不受影响的情况下，采用了厚度在微米或纳米级别的Zr基非晶合金保护套，有效降低了电机空间及时间谐波在其内部产生的热损耗，降低了电机的定子与转子间的气隙，提升了永磁体的利用率和电机性能。

技术领域

本发明属于电机制造技术领域，尤其涉及一种电机转子和永磁电机。

背景技术

当前，高速电机具有体积小、功率密度高、可与高速负载直接相连、省去传统的机械增速装置(齿轮箱)等的优点，已经成为当前的研究热点，尤其在吸尘器、吹风机等领域，高速电机的快速发展更是为相关产品的革命性创新提供了技术基础。对于高速电机，内转子类高速电机具有转动惯量小、反应迅速等优点，因此，当前绝大部分的高速电机基本都是内转子类别。

在内转子电机中，最常见的永磁体分布方式有内嵌式及表贴式两种，其中，内嵌式通过采用导磁硅钢片提供力学支撑，具有结构可靠的优点，但是由于不同极性的相邻永磁体间存在一定的硅钢片，容易导致部分磁力线直接在硅钢片内形成回路，形成漏磁，没有依照电机基础理论先穿透气隙进入定子再返回相邻异极的转子内，限制了永磁体的利用率及电机性能的提高。由于表贴式具有漏磁少、永磁体利用率高等优点，成为了当前内转子电机最常用的工艺方案。但是，传统的表贴式中采用的胶水粘合等的方式，已经无法为永磁体提供安全可靠的力学固定。

由于高速电机的转速高，离心力非常大，尤其是转速超过10万转的高速电机，需要为永磁体提供安全可靠的力学固定。目前，常规使用的方法是采用外套奥氏体不锈钢保护套的方法或采用碳纤维捆扎永磁体的方法对永磁体进行加固。

在采用外套奥氏体不锈钢保护套的方法中，奥氏体不锈钢导磁率低，基本不影响原有磁场走向，但是，不锈钢属于合金钢，其电导率较高，电机空间谐波和时间谐波会在合金保护套内产生较大的涡流损耗，而且损耗与电机转速的平方成正比，因此会导致不锈钢保护套发热严重，一方面，降低电机的工作效率；另一方面具有对永磁体产生退磁的风险，尤其是耐高温性能不强而又是最常用的钕铁硼类稀土永磁体，其退磁风险相对较高。此外，奥氏体不锈钢的强度低，拉伸强度基本在450-550MPa的范围内，且其对加工缺口等缺陷比较敏感，导致奥氏体不锈钢保护套的厚度大多在0.3-0.5mm的厚度范围内，导致这类电机的有效气隙较大，永磁体的利用率非常低，严重的影响了电机的效率。

在采用碳纤维捆扎永磁体的方法中，碳纤维属于无机类型，其导电率要低于不锈钢材质，形成的高频涡流损耗较小，但是，碳纤维表面必须浸润有树脂作为固化基体，也就是说捆扎时利用的其实是碳纤维增强树脂基复合材料，一方面，碳纤维及树脂均为热的不良导体，不利于永磁转子的散热；另一方面，树脂的热稳定性较低使得碳纤维保护套的使用温度基本都只能在150℃之下。此外，碳纤维树脂基复合材料具有明显的脆性，在永磁体分块处和极间间隙处易发生较大的弯曲应力而断裂，影响电机转子运行的可靠性。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种电机转子，旨在解决现有奥氏体不锈钢保护套存在的电导率高和厚度大的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种电机转子，包括由内向外依次同轴设置的转轴、永磁体和保护套，所述保护套与所述永磁体间过盈配合，所述保护套为非导磁的Zr基非晶合金保护套，且所述Zr基非晶合金保护套的厚度在微米或纳米级别。