CN103746482A - 船舶推进永磁电机转子结构 - Google Patents

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贾喜勤
刘荣强
孙德强
倪伟
吴楠
陈振强
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Abstract

本发明涉及永磁电机，具体是一种船舶推进永磁电机转子结构。本发明解决了现有永磁电机运行可靠性较低、容量扩大受到限制、气隙磁密较低、功率密度较低、结构强度较低的问题。船舶推进永磁电机转子结构包括转轴；其中，转轴的外侧面由前向后依次固定装配有内封环、风扇、圆螺母、第一转子压圈、转子铁心、第二转子压圈、平衡盘；第一转子压圈的外侧面、第二转子压圈的外侧面均沿周向等距设置有N个外齿；转子铁心的端面外圈沿周向等距开设有N组磁钢槽；每组磁钢槽均由呈U形对称分布的四个磁钢槽组成。本发明适用于船舶推进***。

Description

船舶推进永磁电机转子结构
技术领域
本发明涉及永磁电机，具体是一种船舶推进永磁电机转子结构。
背景技术
永磁电机因其具有结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点，而被广泛应用于船舶推进***。实践表明，现有永磁电机由于自身转子结构所限，普遍存在如下问题：其一，现有永磁电机的转子压圈均采用圆形转子压圈。圆形转子压圈的压接面积较小，一方面导致转子铁心的齿涨较大，由此导致电机的运行可靠性较低，另一方面导致在相同体积下，永磁体截面无法增大（即磁钢槽无法增大），由此导致电机的容量扩大受到限制。其二，现有永磁电机的转子均采用V形磁路结构。V形磁路结构一方面导致转子的每极磁通量较小，由此导致电机的气隙磁密和功率密度均较低，另一方面导致转子冲片的结构强度较低，由此导致电机的结构强度较低。基于此，有必要发明一种全新的永磁电机，以解决现有永磁电机运行可靠性较低、容量扩大受到限制、气隙磁密较低、功率密度较低、结构强度较低的问题。
发明内容
本发明为了解决现有永磁电机运行可靠性较低、容量扩大受到限制、气隙磁密较低、功率密度较低、结构强度较低的问题，提供了一种船舶推进永磁电机转子结构。
本发明是采用如下技术方案实现的：船舶推进永磁电机转子结构，包括转轴；其中，转轴的外侧面由前向后依次固定装配有内封环、风扇、圆螺母、第一转子压圈、转子铁心、第二转子压圈、平衡盘；圆螺母压装于第一转子压圈的前端面；第一转子压圈压装于转子铁心的前端面内圈；第二转子压圈压装于转子铁心的后端面内圈；转子铁心的前端面外圈压装有第一永磁体挡板；转子铁心的后端面外圈压装有第二永磁体挡板；第一永磁体挡板的前端面内圈压装有第一永磁体挡板压圈；第二永磁体挡板的后端面内圈压装有第二永磁体挡板压圈；第一永磁体挡板、第一永磁体挡板压圈均固定装配于第一转子压圈的外侧面；第二永磁体挡板、第二永磁体挡板压圈均固定装配于第二转子压圈的外侧面；第一转子压圈的外侧面、第二转子压圈的外侧面均沿周向等距设置有N个外齿；转子铁心由转子冲片叠压而成；转子铁心的端面外圈沿周向等距开设有N组磁钢槽；每组磁钢槽均由呈U形对称分布的四个磁钢槽组成，且该U形的开口朝外；每个磁钢槽内均固定装配有一组永磁体；N为正偶数。
工作时，将本发明所述的船舶推进永磁电机转子结构与外部定子结构配合，共同构成船舶推进永磁电机。然后，向外部定子结构的定子线圈通入三相交流电，三相交流电由此产生旋转磁场。在旋转磁场的作用下，转子铁心跟随旋转磁场进行同步旋转，并带动转轴进行同步旋转，转轴由此推动船舶行进。与现有永磁电机相比，本发明所述的船舶推进永磁电机转子结构具有如下优点：其一，本发明所述的船舶推进永磁电机转子结构采用齿形转子压圈。与圆形转子压圈相比，齿形转子压圈的压接面积更大，一方面有效减小了转子铁心的齿涨，由此有效提高了电机的运行可靠性，另一方面使得在相同体积下，永磁体截面有效增大（即磁钢槽有效增大），由此使得电机的容量扩大不受限制。其二，本发明所述的船舶推进永磁电机转子结构采用四段U形内置式磁路结构。四段U形内置式磁路结构一方面有效增大了转子的每极磁通量，由此有效提高了电机的气隙磁密和功率密度，另一方面有效提高了转子冲片的结构强度，由此有效提高了电机的结构强度。综上所述，本发明所述的船舶推进永磁电机转子结构基于全新结构，有效解决了现有永磁电机运行可靠性较低、容量扩大受到限制、气隙磁密较低、功率密度较低、结构强度较低的问题，从而有效提高了船舶运行的安全性和可靠性。
本发明有效解决了现有永磁电机运行可靠性较低、容量扩大受到限制、气隙磁密较低、功率密度较低、结构强度较低的问题，适用于船舶推进***。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的转子冲片和永磁体的结构示意图。
图3是本发明的转子冲片的结构示意图。
图4是本发明的第一转子压圈的结构示意图。
图中：1-转轴，2-内封环，3-风扇，4-圆螺母，5-第一转子压圈，6-转子铁心，7-第二转子压圈，8-平衡盘，9-第一永磁体挡板，10-第二永磁体挡板，11-第一永磁体挡板压圈，12-第二永磁体挡板压圈，13-转子冲片，14-磁钢槽，15-永磁体，16-硅橡胶。
具体实施方式
船舶推进永磁电机转子结构，包括转轴1；其中，转轴1的外侧面由前向后依次固定装配有内封环2、风扇3、圆螺母4、第一转子压圈5、转子铁心6、第二转子压圈7、平衡盘8；圆螺母4压装于第一转子压圈5的前端面；第一转子压圈5压装于转子铁心6的前端面内圈；第二转子压圈7压装于转子铁心6的后端面内圈；转子铁心6的前端面外圈压装有第一永磁体挡板9；转子铁心6的后端面外圈压装有第二永磁体挡板10；第一永磁体挡板9的前端面内圈压装有第一永磁体挡板压圈11；第二永磁体挡板10的后端面内圈压装有第二永磁体挡板压圈12；第一永磁体挡板9、第一永磁体挡板压圈11均固定装配于第一转子压圈5的外侧面；第二永磁体挡板10、第二永磁体挡板压圈12均固定装配于第二转子压圈7的外侧面；第一转子压圈5的外侧面、第二转子压圈7的外侧面均沿周向等距设置有N个外齿；转子铁心6由转子冲片13叠压而成；转子铁心6的端面外圈沿周向等距开设有N组磁钢槽14；每组磁钢槽14均由呈U形对称分布的四个磁钢槽14组成，且该U形的开口朝外；每个磁钢槽14内均固定装配有一组永磁体15；N为正偶数。
具体实施时，N=6。转子冲片13采用厚度为0.5mm的硅钢片制成。每个磁钢槽14内均灌封有硅橡胶16。工作时，硅橡胶一方面能够起到完全固定永磁体的作用，另一方面能够利用自身弹性有效减小电机运行时永磁体承受的冲击振动。

Claims (2)

1.一种船舶推进永磁电机转子结构，其特征在于：包括转轴（1）；其中，转轴（1）的外侧面由前向后依次固定装配有内封环（2）、风扇（3）、圆螺母（4）、第一转子压圈（5）、转子铁心（6）、第二转子压圈（7）、平衡盘（8）；圆螺母（4）压装于第一转子压圈（5）的前端面；第一转子压圈（5）压装于转子铁心（6）的前端面内圈；第二转子压圈（7）压装于转子铁心（6）的后端面内圈；转子铁心（6）的前端面外圈压装有第一永磁体挡板（9）；转子铁心（6）的后端面外圈压装有第二永磁体挡板（10）；第一永磁体挡板（9）的前端面内圈压装有第一永磁体挡板压圈（11）；第二永磁体挡板（10）的后端面内圈压装有第二永磁体挡板压圈（12）；第一永磁体挡板（9）、第一永磁体挡板压圈（11）均固定装配于第一转子压圈（5）的外侧面；第二永磁体挡板（10）、第二永磁体挡板压圈（12）均固定装配于第二转子压圈（7）的外侧面；第一转子压圈（5）的外侧面、第二转子压圈（7）的外侧面均沿周向等距设置有N个外齿；转子铁心（6）由转子冲片（13）叠压而成；转子铁心（6）的端面外圈沿周向等距开设有N组磁钢槽（14）；每组磁钢槽（14）均由呈U形对称分布的四个磁钢槽（14）组成，且该U形的开口朝外；每个磁钢槽（14）内均固定装配有一组永磁体（15）；N为正偶数。
2.根据权利要求1所述的船舶推进永磁电机转子结构，其特征在于：每个磁钢槽（14）内均灌封有硅橡胶（16）。
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