CN214707323U - 一种一体化屏蔽高功率密度高转速电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，包括相互配合的定子和转子；所述定子和转子之间有气隙，转子的轴心有轴中心孔，轴中心孔后端连通于气隙。本实用新型在保证功率输出的情况下实现电动机轻质化设计，并采用一体化屏蔽结构使工作环境介质进入转子和定子之间的内腔，实现冷却电动机和润滑轴承目的，冷却完的介质通过轴中心孔回流，实现循环冷却，同时在高转速工况下具有良好的结构稳定性，连接简单可靠。

Description

一种一体化屏蔽高功率密度高转速电动机

技术领域

本实用新型涉及一种一体化屏蔽高功率密度高转速电动机。

背景技术

高功率密度高转速电动机是顺应现代电机设计的新发展，常常被应用于航空、航天、潜艇等特殊场合。随着电动机功率密度、体积、重量等指标要求严格和工作环境日益复杂，轻量化和高功率化的屏蔽电动机现逐渐成为各个行业的最优选择。一体化屏蔽电动机在高效轻质电机设计趋势的推动下，通过提高功率密度和设计一体化屏蔽结构，达到电动机轻量化目的，提高电动机运行可靠性。一体化屏蔽高功率密度高转速电动机作为发动机***的动力来源，设备的轻量化需求、高功率密度高转速设计以及一体化屏蔽技术对于电动机设计是一个新的挑战。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，该一体化屏蔽高功率密度高转速电动机结构尺寸、重量和可靠性方面都具有一定的优势，可作为高速发动机的优选电动机结构。

本实用新型通过以下技术方案得以实现。

本实用新型提供的一种一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，包括相互配合的定子和转子；所述定子和转子之间有气隙，转子的轴心有轴中心孔，轴中心孔后端连通于气隙。

所述气隙中填充润滑油。

所述气隙前端进液口位于转子侧面位置。

所述转子前部由第一轴承可转动固定，转子后端部由第二轴承可转动固定，第一轴承和第二轴承均位于气隙中。

所述定子的定子绕组前端套装于环氧树脂中。

所述定子的内壁上有非金属护套。

所述非金属护套为碳纤维增强树脂基复合材料。

所述非金属护套端部内壁有密封圈。

所述转子的磁轭外装有转子护套，转子护套完全覆盖磁钢。

所述转子护套由高温合金构成，并以热套法安装。

本实用新型的有益效果在于：在保证功率输出的情况下实现电动机轻质化设计，并采用一体化屏蔽结构使工作环境介质进入转子和定子之间的内腔，实现冷却电动机和润滑轴承目的，冷却完的介质通过轴中心孔回流，实现循环冷却，同时在高转速工况下具有良好的结构稳定性，连接简单可靠。

附图说明

图1是本实用新型流道结构示意图；

图2是图1中定子的结构示意图；

图3是图2的局部结构放大示意图；

图4是图1中转子的结构示意图。

图中：1-进液口，2-第一轴承，3-定子，4-气隙，5-转子，6-轴中心孔，7-第二轴承，8-出液口，11-机壳，12-电枢，13-引出线，14-轴，15-磁钢，16-转子护套，17-磁轭，21-环氧树脂，22-定子绕组，23-密封圈，24-非金属护套，25-绝缘端板，26-挡板，27-定子铁芯。

具体实施方式

下面进一步描述本实用新型的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

实施例1

如图1至图4所示的一种一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，包括相互配合的定子3和转子5；定子3和转子5之间有气隙4，转子5的轴心有轴中心孔6，轴中心孔6后端连通于气隙4。

实施例2

基于实施例1，并且，气隙4中填充润滑油。

实施例3

基于实施例1，并且，气隙4前端进液口1位于转子5侧面位置。

实施例4

基于实施例1，并且，转子5前部由第一轴承2可转动固定，转子5后端部由第二轴承7可转动固定，第一轴承2和第二轴承7均位于气隙4中。

实施例5

基于实施例1，并且，定子3的定子绕组22前端套装于环氧树脂21中。

实施例6

基于实施例1，并且，定子3的内壁上有非金属护套24。

实施例7

基于实施例6，并且，非金属护套24为碳纤维增强树脂基复合材料。

实施例8

基于实施例6，并且，非金属护套24端部内壁有密封圈23。

实施例9

基于实施例1，并且，转子5的磁轭17外装有转子护套16，转子护套16完全覆盖磁钢15。

实施例10

基于实施例9，并且，转子护套16由高温合金构成，并以热套法安装。

实施例11

基于上述实施例，具体如图1所示，通过在电动机定子3和转子5之间设置非金属护套，保证电动机定子3和环境介质完全隔离。采用一体化设计方案，第一轴承2和第二轴承7布置在电动机转子5两侧。工作环境中部分介质通过图中所示进液口1进入电动机内腔，先润滑轴伸处第一轴承2，浸入电动机气隙4达到冷却永磁电动机目的，然后润滑另一侧第二轴承7，最后通过轴中心孔6实现回流，流出轴伸端出液口8，实现电动机、第一轴承2和第二轴承7的冷却润滑。

如图2和图3所示定子结构图和局部放大示意图。与常见电动机类似，一体化屏蔽电动机定子部件主要包括机壳11和电枢12，结构简洁，除与电磁相关的结构电枢外，无其他辅助结构，大大降低了定子的整体重量。其中电枢12部分还存在三相引出线13，三相引出线13为普通的三相输出线。从局部放大示意图可以看出，电动机定子电枢12组件主要由电动机定子铁芯27、定子绕组22、环氧树脂21、挡板26、绝缘端板25、密封圈23和非金属护套24组成。为保证电动机定子的屏蔽结构可靠安全，采取了两种密封保护结构。其中非金属护套24主要是由碳纤维增强树脂基复合材料构成，目的在于将电动机内部定子绕组22与介质完全隔离，给定子提供可靠安全的隔离防护，同时还避免产生涡流损耗。特别的，挡板26与定子铁芯27进行粘接，其结构的主要作用是为非金属护套24提供支撑点。绝缘端板25与挡板26配合粘接，保证电动机定子铁芯27绝缘性能。电动机机壳11与端部绕组22之间存在的气隙用环氧树脂21进行填充，实现为非金属护套24提供支撑点的目的，减小非金属护套24对挡板26造成的局部应力，同时阻止电动机绕组热量的传递，环氧树脂21密度小，能够进一步降低电动机重量。在非金属护套24与机壳11接触面选择两个密封圈23进行过盈装配，过盈装配密封圈23可以有效防止电动机内腔介质渗透非金属护套24与机壳11之间存在的装配间隙。

如图4所示为转子结构图，转子整体由轴14、磁钢15、转子护套16、磁轭17组成。磁轭17两做成凹形状，其主要作用是：当磁钢2装入磁轭17后，磁轭轴向机械限位，使整个转子结构更加稳固，限制磁钢15轴向串动。转子护套16由高温合金构成，最终使用热套法压入转子组件，两者之间存在小过盈且结合处使用激光焊接，使整个转子结构更加稳固，能够为磁钢15提供有效的离心力防护。轴14前端形状为正六边形，实现永磁电动机力矩传输作用，加工过程需注意保证正六边形中心与磁钢中心对齐。裸露在转子外表面的转子护套16和轴14均需进行钝化处理，保证各部分零件不受环境介质影响，从而实现可靠安全屏蔽。

工作原理为：当电动机定子绕组通入对称三相电流，定子产生旋转磁场，定子旋转磁场与转子磁场相互作用产生的转矩使得电动机转子由静止开始运动。选择非金属护套实现一体化屏蔽结构，将电动机定子和转子分隔开，介质在电动机内腔实现回流能够有效的带走电动机热量。

Claims (10)

1.一种一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，包括相互配合的定子(3)和转子(5)，其特征在于：所述定子(3)和转子(5)之间有气隙(4)，转子(5)的轴心有轴中心孔(6)，轴中心孔(6)后端连通于气隙(4)。

2.如权利要求1所述的一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，其特征在于：所述气隙(4)中填充润滑油。

3.如权利要求1所述的一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，其特征在于：所述气隙(4)前端进液口(1)位于转子(5)侧面位置。

4.如权利要求1所述的一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，其特征在于：所述转子(5)前部由第一轴承(2)可转动固定，转子(5)后端部由第二轴承(7)可转动固定，第一轴承(2)和第二轴承(7)均位于气隙(4)中。

5.如权利要求1所述的一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，其特征在于：所述定子(3)的定子绕组(22)前端套装于环氧树脂(21)中。

6.如权利要求1所述的一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，其特征在于：所述定子(3)的内壁上有非金属护套(24)。

7.如权利要求6所述的一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，其特征在于：所述非金属护套(24)为碳纤维增强树脂基复合材料。

8.如权利要求6所述的一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，其特征在于：所述非金属护套(24)端部内壁有密封圈(23)。

9.如权利要求1所述的一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，其特征在于：所述转子(5)的磁轭(17)外装有转子护套(16)，转子护套(16)完全覆盖磁钢(15)。

10.如权利要求9所述的一体化屏蔽高功率密度高转速电动机，其特征在于：所述转子护套(16)由高温合金构成，并以热套法安装。

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