高压永磁同步电动机永磁转子的制作方法

1.本实用新型高压永磁同步电动机永磁转子属于电机制造技术及能效提升领域，特别是涉及一种全新高效、高性能的高压永磁同步电动机。


背景技术：

2.高压异步电机具有结构简单、工作可靠、寿命长、成本低、保养维护简便等优点，但与高压永磁同步电动机相比，其旋转磁场的产生需从电网吸取无功功率，效率低，功率因数低，尤其在轻载时，这大大增加了线路和电网的损耗。同时，由于起动转矩小，很多应用场合存在“大马拉小车”，大大降低了电能的利用率，无形中损失了大量电能。高压永磁同步电动机与高压异步电机定子部分一致，其主要区别在转子部分，本实用新型充分利用永磁同步电机具有高效率、高功率因数、高转矩的优点，采用实心结构永磁转子，可使高压永磁同步电动机效率达到或超过gb30254-2013一级能效标准，具有突出的“三高四小一恒定”优点：1、高效率且具有较宽的经济运行范围，在25～120％负载的范围内都有较高的效率和功率因数；2、高功率因数，可达 0.99；3、高转矩，起动转矩倍数大于2.1，堵转转矩倍数大于2.0；4、额定电流、运行电流、空载电流小，和异步电动机相比额定电流、运行电流下降 20％～40％以上，空载电流下降60％以上；5、电机温升小，比异步电动机低 10～20℃；6、转速恒定为同步转速。


技术实现要素：

3.本实用新型高压永磁同步电动机永磁转子，其创新的技术措施、产生的效果采用下面方法来实现：
4.一种高压永磁同步电动机永磁转子，其结构包括：电机主轴、实心磁极铁芯、永磁钢、绝缘隔热板、隔磁套、磁极端板、连接螺栓和起动绕组，所述实心磁极铁芯为多个实心扇形铁芯组成，且每两块之间形成的矩形槽内安装有永磁钢，所述矩形槽内的矩形永磁钢每层之间及顶层与磁钢挡板之间设有绝缘隔热板，所述实心磁极铁芯轴向两端设有磁极铁芯阶梯轴，所述磁极端板内部设有磁极端板阶梯内孔，所述磁极铁芯阶梯轴与磁极端板阶梯内孔止口过渡配合用连接螺栓连接与隔磁套一起安装固定在电机主轴上；所述起动绕组由磁钢挡板、导流屏蔽端环和槽板组成，所述起动绕组磁钢挡板和槽板固定镶嵌在实心磁极铁芯外圆周上与导流屏蔽端环焊接为一个整体。
5.进一步的，所述磁极端板内部设有磁极端板阶梯内孔，所述磁极铁芯阶梯轴与磁极端板阶梯内孔止口过渡配合用连接螺栓将磁极端板和实心磁极铁芯连接形成一体永磁转子，所述磁极铁芯阶梯轴与磁极端板阶梯内孔过渡配合这种止口设计形成一体永磁转子，永磁转子实心磁极铁芯上磁极铁芯阶梯轴与磁极端板阶梯内孔过渡配合这种止口设计，再用连接螺栓连接形成的整体转子，提高了永磁转子强度和刚度，避免了实心磁极铁芯位移，提高了电机运行安全可靠性。
6.进一步的，所述绝缘隔热板为3240环氧树脂材质制成，防止永磁钢产生涡流及受
热，避免了永磁钢的热退磁。
7.进一步的，所述组成实心磁极铁芯的多个实心扇形铁芯采用偏心设计，便于进行气隙调整，保证气隙磁场接近于正弦波，解决了高次、多次谐波对电机效率及温升的影响。
8.进一步的，所述磁钢挡板镶嵌在实心磁极铁芯外圆周上可靠固定永磁钢，所述磁钢挡板设置为磁钢的固定挡板，所述磁钢挡板设置为起动绕组组件，确保永磁转子高速旋转时永磁钢不产生位移。
9.进一步的，所述磁钢挡板、槽板和导流屏蔽端环焊接组成一体，镶嵌在实心磁极铁芯外圆周上，通过对磁钢挡板、槽板和导流屏蔽端环尺寸及横截面形状的调节，可满足不同运行工况电动机对起动转矩、失步转矩、牵入转矩的要求，极大的提高了高压永磁同步电动机的起动转矩，起动转矩倍数大于2.0，实现了再造高压永磁同步电动机的带全负载自起动。
10.本实用新型还具有如下附属技术特征：
11.本实用新型高压永磁同步电动机永磁转子，应用在中、大型高压永磁同步电动机，也可以是中、大型低压永磁同步电动机，工作电压涵盖380v,660v， 3000v,6000v,10000v,功率范围涵盖30kw～3150kw，极数从4极～16极及以上，可使高压永磁同步电动机效率达到或超过gb30254-2013一级能效标准，具有突出的“三高四小一恒定”优点：1、高效率且具有较宽的经济运行范围，在25～120％负载的范围内都有较高的效率和功率因数；2、高功率因数，可达 0.99；3、高转矩，起动转矩倍数大于2.1，堵转转矩倍数大于2.0；4、额定电流、运行电流、空载电流小，和异步电动机相比额定电流、运行电流下降 20％～40％以上，空载电流下降60％以上；5、电机温升小，比异步电动机低 10～20℃；6、转速恒定为同步转速。
附图说明
12.图1高压永磁同步电动机永磁转子总装配图；
13.图2磁极铁芯阶梯轴与磁极端板阶梯内孔过渡配合处局部放大图；
14.上述图中部件标号如下：
15.1 电机主轴
16.2 导流屏蔽端环
17.3 槽板
18.4 实心磁极铁芯
19.5 隔磁套
20.6 磁极铁芯阶梯轴
21.7 磁极端板阶梯内孔
22.8 连接螺栓
23.9 磁极端板
24.10 永磁钢
25.11 磁钢挡板
26.12 绝缘隔热板
27.13 实心扇形铁芯
具体实施方式
28.下面结合附图对本实用新型加以说明。
29.图1高压永磁同步电动机永磁转子总装配图：
30.永磁转子由电机主轴1、实心磁极铁芯4、永磁钢10、绝缘隔热垫板12、隔磁套5、磁极端板9、连接螺栓8、磁钢挡板11、导流屏蔽端环2和槽板3、实心扇形铁芯13组成，实心磁极铁芯4轴向两端设有磁极铁芯阶梯轴6，磁极端板内部设有磁极端板阶梯内孔7。
31.更具体的，实心磁极铁芯4上磁极铁芯阶梯轴6与磁极端板内孔 7止口过渡配合用连接螺栓8将磁极端板9和实心磁极铁芯4连接形成一体永磁转子与隔磁套5一起安装固定在电机主轴1上，这种止口设计，提高了永磁转子强度和刚度，避免了实心磁极铁芯4位移，提高了电机运行安全可靠性。
32.更具体的，多个实心扇形铁芯13组合成实心磁极铁芯4，每两块实心扇形铁芯13之间形成的矩形槽内安装的矩形永磁钢10每层之间及顶层与磁钢挡板11之间设有绝缘隔热板12，材料为3240环氧树脂绝缘板，防止永磁钢产生涡流及受热，避免了永磁钢的热退磁。
33.更具体的，组成实心磁极铁芯4的多个实心扇形铁芯13采用偏心设计，便于进行气隙调整，使得气隙磁场接近于正弦波，解决了高次、多次谐波对电机效率及温升的影响。
34.更具体的，永磁转子磁路采用具有聚磁特性的内置切向式结构，该结构可减少永磁钢10用量，且该结构使得电动机的磁阻转矩与总电磁转矩的比值达40％以上，提高了电动机牵入转矩，磁阻转矩和电动机的过载倍数。
35.更具体的，磁钢挡板11镶嵌在实心磁极铁芯4外圆周上可靠固定永磁钢10，磁钢挡板11既是磁钢10的固定挡板，也是起动绕组组件，确保永磁转子高速旋转时永磁钢10不会产生位移。
36.更具体的，起动绕组由磁钢挡板11和槽板3固定镶嵌在实心磁极铁芯4外圆周上与导流屏蔽端环2焊接为一个整体，通过对磁钢挡板11、槽板3和导流屏蔽端环2尺寸及横截面形状的调节，可满足不同运行工况电动机对起动转矩、失步转矩、牵入转矩的要求，极大的提高了高压永磁同步电动机的起动转矩，起动转矩倍数大于2.0，实现了再造高压永磁同步电动机的带全负载自起动。
37.图2磁极铁芯阶梯轴与磁极端板阶梯内孔过渡配合处局部放大图：
38.实心磁极铁芯4上磁极铁芯阶梯轴6与磁极端板阶梯内孔7止口过渡配合用连接螺栓8将磁极端板9和实心磁极铁芯4连接形成一体永磁转子。