三相水冷永磁同步電機的製作方法
2023-05-07 20:29:36 2
專利名稱：三相水冷永磁同步電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種三相水冷永磁同步電機。
技術背景
目前現有的水冷電機機殼是由機殼外壁和機殼內壁組成，機殼外壁和機殼 內壁間為空腔，在機殼外壁上設有進水口和出水口， 一端進水， 一端出水，空 腔中沒有排列有序的水道，水流過程中容易出現死水(某個部位水不流動)或 各個部位水的流速不一樣，造成電機局部散熱不好。空腔機殼機械強度不好， 適用於幾千瓦以下的電機，對於幾十千瓦以上的電機是不適用的。
目前現有電機的永磁轉子 一種是內嵌式的，即永磁體鑲嵌在轉子衝片槽 中。另一種是表貼式，即永磁體中間厚兩邊薄，粘接或螺釘固定在轉子表面。 對於內嵌式永磁體，永磁體全部封閉在轉子衝片中，此時由於永磁體有的部分 處於磁短路狀態，永磁體的漏磁係數較大，永磁體的利用率不高。只能適用於 幾千瓦以下的電機。對於轉動慣量較大、轉速較高、容量在幾十千瓦以上的電 機，這種結構是不適用的。對於表貼式永磁體，由於沒有保護，防氧化性能差、 機械強度不好。這種結構適用於幾千瓦以下的電機。對於轉動慣量較大、轉速 較高、容量在幾十千瓦以上的電機，這種結構是不適用的。
目前對於較大容量電機採用矩形槽，硬繞組嵌線。這種結構齒部磁路不均 勻，矩形導線集膚效應嚴重，銅耗增大，繞組端部較大，接線困難。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種機殼散熱均勻、冷卻效果好、機械強度高、 體積小、永磁體的漏磁係數小、永磁體利用率高、效率高、功率密度大、過載 能力強、運行可靠、調速方便，容易接線，適用於幾十千瓦以上可廣泛應用於 電動車輛的驅動系統及工礦企業的各種相關設備中的三相水冷永磁同步電豐幾。
本實用新型的目的是由以下方式實現的
本實用新型包括機座、永磁轉子、端蓋、出線盒、軸承內蓋、軸承，其中 機座包括機殼和定子繞組，機殼由機殼外壁和機殼內壁組成，其特徵是沼「才幾 殼內壁表面制出螺旋型凹槽，凹槽間形成螺 型凸筋，機殼外壁套裝在豐幾殼內 壁上後，其內表面與螺旋型凸筋相接觸，形成螺旋水槽，永磁轉子的永磁體採用截面為圓弧面的弧形永磁體，相同規格的弧形永磁體在永磁轉子的圓周上按 極性等間距地被固定粘接在轉子鐵芯表面，弧形永磁體相互之間用絕緣隔板隔 開，弧形永磁體的兩端用絕緣擋板固定，在永磁轉子外套包有一個絕緣護套。 定子繞組採用軟繞組。
本實用新型的優點是由於機殼內壁表面採用螺旋型凹槽結構，不存在死 水或流速不均勻現象，實現了機殼均勻散熱，同時螺旋型凸筋與機殼內壁加工 成為一體，增強了機殼的機械強度；永磁轉子的永磁體採用弧形永磁體，減少 了永磁體的漏磁係數、提高了永磁體利用率、增加了氣隙儲能；定子繞組採用 軟繞組，可以實現多股導線並繞嵌線，減小了銅耗，且容易接線。
本實用新型電機具有良好的散熱效果，和很寬的高效工作區，適用於製做 幾十千瓦以上的電機。
圖l是本實用新型的結構示意圖2是本實用新型機座的結構示意圖3是本實用新型定子衝片的結構示意圖4是本實用新型水冷機殼的結構示意圖5是本實用新型永磁轉子的結構示意圖6是本實用新型永磁轉子剖面圖的結構示意圖7是本實用新型轉子鐵芯的結構示意圖8是本實用新型轉子鐵芯的K向圖的結構示意圖
具體實施方式
參照附圖，本實用新型包括機座l、永磁轉子2、端蓋3、出線盒4、軸承 內蓋5、軸承6，其中機座1包括水冷機殼9和定子繞組11，水冷機殼9由機殼 外壁16和機殼內壁17組成，在永磁轉子2的軸上同軸設有旋轉變壓器7和方定 變後罩8。為了增加水冷機殼的強度，提高機殼的散熱效果，我們採用螺旋槽 水流結構，即沿機殼內壁17表面制出螺旋型凹槽19，凹槽19間形成螺旋型凸 筋18，機殼外壁16套裝在機殼內壁17上後，其內表面與螺旋型凸筋18相接 觸，螺旋型凹槽19的截面可以是矩形的也可以是梯形的，這種結構是由機殼外 壁16、機殼內壁17、螺旋型凸筋18、螺旋型凹槽19連接形成螺旋槽水流結構， 水的流向是由進水口 15流向規定的槽中，沿槽螺旋前進，由出水口20流出， 不存在死水或流速不均勻現象，因此散熱效果好，且大大增強了機殼的強度，這種螺旋槽水流結構適用於各種不同的定子水冷系統。為了提高永磁體的利用 率，減少永磁體的漏磁係數，增加氣隙儲能，永磁轉子的永磁體採用截面為圓 弧面的弧形永磁體，按電機不同的極數將弧形永磁體23等分，按極性定位固定
粘接在轉子鐵芯25表面，弧形永磁體23沿圓周方向相互之間用絕緣隔板24隔 開，弧形永磁體23的內弧和轉子鐵芯25外弧相同，弧形永磁體23規格相同厚 度一樣，這樣就保證了粘接固定在轉子鐵芯25表面的弧形永磁體23外弧在同 一個圓周上，弧形永磁體23沿軸向的兩端用絕緣擋板21固定。為了防止弧形 永磁體23的氧化，並增加機械強度，提高電機轉速，永磁轉子的外弧用高強度 絕緣材料綁紮帶綁紮，並高溫固化形成絕緣護套22，使永磁轉子2成為實體。 這種結構機械強度高，弧形永磁體23不氧化。這種結構適用於各種容量各種轉 速的永磁電機中。這種結構的漏磁係數為10%-20%，而內嵌式永磁體的漏磁系 數為50%-60%。轉子鐵芯25由轉軸26、轉子套筒28、轉子衝片27疊壓組成， 轉子衝片27由矽鋼片衝制而成，在轉子衝片27上設有弧形永磁體定位筋29和 弧形永磁體槽30，從而保證弧形永磁體槽30粘接的工藝性和粘接位置的準確 性。
定子衝片10的槽形釆用半開口、平行齒13、平底槽形14。這種槽形磁路 流向好，槽空間大、易於嵌線，槽楔封口牢固。
定子繞組ll採用軟繞組，多股導線並繞嵌線，採用軟繞組嵌線端部容易整 型，端部較短，引出線12方便，使電機的整體長度減小。多股導線並繞嵌線導 線的集膚效應較小，從而減小了銅耗。
以上的結構適用於極對數為2、 4、 6、 8等各種極對數的電機，適用各種轉
速、各種功率、各種電壓的三相水冷永磁同步電機中。
我們根據以上的電機結構先後設計製造出了功率為20Kw、40Kw、60Kw、80Kw、
100Kw、 130Kw、 165Kw、 200Kw、 230Kw、 270Kw、 330Kw等不同電壓和轉速的三 相水冷永^同步電機，其中60Kw、 130Kw是為電動環衛車和電動公交車設計的。.
本實用新型的三相水冷永磁同步電機的功率範圍在幾十千瓦到幾百千瓦， 轉速從每分鐘幾百轉到一萬轉，電壓從幾十伏到幾百伏，電流從幾十安到幾百 安。電機的功率密度比為1 1.5，電機效率不小於95%，電機的過載能力為2 3倍。電機為連續工作制，絕緣等級為F級、H級2種。電機具有良好的散熱效 果，和很寬的高效工作區。 '
權利要求1、一種三相水冷永磁同步電機包括機座、永磁轉子、端蓋、出線盒、軸承內蓋、軸承，其中機座包括水冷機殼和定子繞組，水冷機殼由機殼外壁和機殼內壁組成，其特徵是沿機殼內壁表面制出螺旋型凹槽，凹槽間形成螺旋型凸筋，機殼外壁套裝在機殼內壁上後，其內表面與螺旋型凸筋相接觸，形成螺旋水槽，永磁轉子的永磁體採用截面為圓弧面的弧形永磁體，相同規格的弧形永磁體在永磁轉子的圓周上按極性等間距地被固定粘接在轉子鐵芯表面，弧形永磁體相互之間用絕緣隔板隔開，弧形永磁體的兩端用絕緣擋板固定，在永磁轉子外包有一個絕緣護套。
2、 根據權利要求1所述的三相水冷永磁同步電機，其特徵是螺旋凹槽 的截面為矩形或梯形。
3、 根據權利要求1所述的三相水冷永磁同步電機，其特徵是定子衝片 的槽形採用半開口、平行齒、平底槽型。
4、 根據權利要求1所述的三相水冷永磁同步電機，其特徵是定子繞組 採用軟繞組。
5、 根據權利要求1所述的三相水冷永磁同步電機，其特徵是在轉子衝 片上設有弧形永磁體定位筋和弧形永磁體槽。
專利摘要本實用新型涉及一種三相水冷永磁同步電機包括機座、永磁轉子、端蓋、出線盒、軸承內蓋、軸承，其中機座包括水冷機殼和定子繞組，水冷機殼由機殼外壁和機殼內壁組成，其特徵是沿機殼內壁表面制出螺旋型凹槽，凹槽間形成螺旋型凸筋，和機殼外壁組成螺旋水槽，永磁轉子的永磁體採用截面為圓弧面的弧形永磁體，弧形永磁體在永磁轉子的圓周上等間距地被固定粘接在轉子鐵芯表面，弧形永磁體相互之間用絕緣隔板隔開，弧形永磁體的兩端用絕緣擋板固定，在永磁轉子外套包有一個絕緣護套。其優點是機殼均勻散熱，機殼的機械強度高；永磁體的漏磁係數少、提高了永磁體利用率、增加了氣隙儲能；減小了銅耗，且容易接線。
文檔編號H02K1/27GK201374628SQ20092000878
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月19日 優先權日2009年3月19日
發明者喬振寧, 蘭衛中, 劉永明, 宮國強, 武春久 申請人:包頭天山電機有限公司