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CN112152361A - 一种转子结构、永磁电机以及冷却方法 - Google Patents

一种转子结构、永磁电机以及冷却方法 Download PDF

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CN112152361A
CN112152361A CN202011119891.4A CN202011119891A CN112152361A CN 112152361 A CN112152361 A CN 112152361A CN 202011119891 A CN202011119891 A CN 202011119891A CN 112152361 A CN112152361 A CN 112152361A
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CN
China
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permanent magnet
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air
short shaft
air inlet
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CN202011119891.4A
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郭伟林
张芳
彭利明
刘佳佳
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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Gree Electric Appliances Inc of Zhuhai
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Abstract

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种转子结构、永磁电机以及冷却方法。该转子结构设置为中空结构，且所述转子结构包括：永磁体和两个短轴段，两个所述短轴段连通于所述永磁体的两端，且两个所述短轴段的直径均向靠近所述永磁体的方向逐渐减小；当需要对永磁体进行冷却时，首先将压力至少为0.5MPa的压缩空气通入其中一个短轴段内，压缩空气将对永磁体进行冷却，最后经由另一个短轴段排出，从而实现了对永磁体内部的直接冷却，并且通过将短轴段的结构进行优化，可以加快进入永磁体内压缩空气的速度，进一步提高散热效果，最终保证电机工作效率。

Description

一种转子结构、永磁电机以及冷却方法
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种转子结构、永磁电机以及冷却方法。
背景技术
目前，电机在高速运行过程中，永磁体上会产生大量的涡流损耗，进而引起自身发热，若该热量无法及时散去，则会造成永磁体出现不可逆转的退磁现象，最终导致电机性能下降。
发明内容
本申请的目的在于提供一种转子结构、永磁电机以及冷却方法，以解决现有技术中转子中永磁体热量无法及时散去，导致永磁体退磁的问题。
(一)技术方案
为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种转子结构，所述转子结构设置为中空结构，且所述转子结构包括：永磁体和两个短轴段，两个所述短轴段连通于所述永磁体的两端，且两个所述短轴段的直径均向靠近所述永磁体的方向逐渐减小。
可选的，两个所述短轴段靠近所述永磁体一端的直径均与所述永磁体的直径相等。
可选的，所述短轴段的大直径端的尺寸至少为小直径端尺寸的1.5倍。
可选的，所述永磁体的内径与外径的比值大于1/10小于1/7。
为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种永磁电机，包括：机壳以及如前述任一项所述的转子结构，所述转子结构安装于所述机壳内构成第一冷却线路。
可选的，所述第一冷却线路还包括：设置于所述机壳上第一端盖的盖板，所述盖板与所述转子结构的其中一个短轴段相对应，且所述盖板上开设有进气口，所述进气口通过气管与压缩机的进气口相连通。
可选的，所述机壳内所述转子结构的两侧还设有第二冷却线路。
可选的，所述第二冷却线路包括：开设于第二端盖的若干个空气入口、开设于所述第一端盖的若干个空气出口以及所述转子结构与定子之间的气隙，所述空气入口通过气管与压缩机的进气口相连通。
为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种永磁铁冷却方法，应用于如前述所述的永磁电机内，所述方法包括：
将压力至少为0.5MPa的压缩空气经由盖板上的进气口通入其中一个短轴段内，之后对永磁体进行冷却，最后经由另一个短轴段排出。
可选的，所述方法还包括：将压力至少为0.5MPa的压缩空气经由第二端盖上的空气入口分别通入转子结构与定子之间的气隙，以对所述永磁体的两个侧壁进行冷却，最后经由第一端盖上的空气出口排出。
(二)有益效果
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明提供了一种转子结构、永磁电机以及冷却方法，所述转子结构设置为中空结构，且所述转子结构包括：永磁体和两个短轴段，两个所述短轴段连通于所述永磁体的两端，且两个所述短轴段的直径均向靠近所述永磁体的方向逐渐减小；当需要对永磁体进行冷却时，首先将压力至少为0.5MPa的压缩空气通入其中一个短轴段内，压缩空气将对永磁体进行冷却，最后经由另一个短轴段排出，从而实现了对永磁体内部的直接冷却，并且通过将短轴段的结构进行优化，可以加快进入永磁体内压缩空气的速度，进一步提高散热效果，最终保证电机工作效率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：
图1是本发明中转子结构的结构示意图；
图2是本发明中短轴段的结构示意图；
图3是本发明中永磁电机的结构示意图；
图4是本发明中第一端盖的结构示意图；
图5是本发明中第二端盖的结构示意图。
图中：1、永磁体；2、短轴段；3、机壳；4、第一端盖；5、盖板；6、进气口；7、气管；8、第二端盖；9、空气入口；10、空气出口；11、定子。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
如图1和图2所示，本申请第一方面公开了一种转子结构，所述转子结构设置为中空结构，且所述转子结构包括：永磁体1和两个短轴段2，两个所述短轴段2连通于所述永磁体1的两端，且两个所述短轴段2的直径均向靠近所述永磁体1的方向逐渐减小；优选的，所述短轴段2的大直径端的尺寸至少为小直径端尺寸的1.5倍。
当需要对永磁体进行冷却时，首先将压力至少为0.5MPa的压缩空气通入其中一个短轴段内，压缩空气将对永磁体进行冷却，最后经由另一个短轴段排出，从而实现了对永磁体内部的直接冷却，并且通过将短轴段的结构进行优化，可以加快进入永磁体内压缩空气的速度，进一步提高散热效果，最终保证电机工作效率。
根据本发明的一个实施例，为了保证更为顺利的出风，两个所述短轴段2靠近所述永磁体1一端的直径均与所述永磁体1的直径相等。
根据本发明的一个实施例，为了保证电机输出功率的稳定，优选的，所述永磁体1的内径与外径的比值大于1/10小于1/7。
如图1-图5所示，本申请第二方面公开了一种永磁电机，包括：机壳3以及如前述任一项所述的转子结构，所述转子结构安装于所述机壳3内构成第一冷却线路，当需要对永磁体进行冷却时，首先将压力至少为0.5MPa的压缩空气通入第一冷却线路内，从而实现了对永磁体内部的直接冷却，最终保证电机工作效率。
根据本发明的一个实施例，所述第一冷却线路还包括：设置于所述机壳3上第一端盖4的盖板5，所述盖板5与所述转子结构的其中一个短轴段2相对应，且所述盖板5上开设有进气口6，所述进气口6通过气管7与压缩机的进气口6相连通；当需要对永磁体进行冷却时，首先将压力至少为0.5MPa的压缩空气经由盖板上的进气口通入其中一个短轴段内，之后压缩空气将对永磁体进行冷却，最后经由另一个短轴段排出，从而实现了对永磁体内部的直接冷却，并且通过将短轴段的结构进行优化，可以加快进入永磁体内压缩空气的速度，进一步提高散热效果，最终保证电机工作效率。
根据本发明的一个实施例，为进一步提高对永磁体的冷却效果，所述机壳3内所述转子结构的两侧还设有第二冷却线路，当需要对永磁体冷却时，分别向第一冷却线路与第二冷却线路通入至少0.5MPa的压缩空气，一方面通过第一冷却线路对永磁体的内部进行冷却，与此同时，另一方面通过两条第二冷却线路对永磁体的外壁面进行冷却，从而实现对永磁体进行全方位的冷却，提升冷却效果。
具体的，所述第二冷却线路包括：开设于第二端盖8的若干个空气入口9、开设于所述第一端盖4的若干个空气出口10以及所述转子结构与定子11之间的气隙，所述空气入口9通过气管7与压缩机的进气口6相连通；优选的，所述空气出口的尺寸大于所述空气入口的尺寸；当需要对永磁体冷却时，首先经由空气入口向其中一个短轴段通入至少0.5MPa的压缩空气，之后压缩空气将进入永磁体与定子之间的间隙，从而实现对永磁体的外壁面的冷却，因此，本方案采用永磁体内部直接冷却方式以及间接冷却方式相结合，实现对永磁体的全方位冷却，从而有效防止永磁体高温退磁。
本申请第三方面公开了一种永磁铁冷却方法，应用于如前述所述的永磁电机内，所述方法包括：
将压力至少为0.5MPa的压缩空气经由盖板5上的进气口6通入其中一个短轴段2内，之后对永磁体1进行冷却，最后经由另一个短轴段2排出。
根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：将压力至少为0.5MPa的压缩空气经由第二端盖8上的空气入口9分别通入转子结构与定子11之间的气隙，以对所述永磁体1的两个侧壁进行冷却，最后经由第一端盖4上的空气出口10排出。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，若干个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示重要性；词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何方向。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转子结构，其特征在于，所述转子结构设置为中空结构，且所述转子结构包括：永磁体(1)和两个短轴段(2)，两个所述短轴段(2)连通于所述永磁体(1)的两端，且两个所述短轴段(2)的直径均向靠近所述永磁体(1)的方向逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，两个所述短轴段(2)靠近所述永磁体(1)一端的直径均与所述永磁体(1)的直径相等。
3.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述短轴段(2)的大直径端的尺寸至少为小直径端尺寸的1.5倍。
4.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述永磁体(1)的内径与外径的比值大于1/10小于1/7。
5.一种永磁电机，其特征在于，包括：机壳(3)以及如权利要求1-4任一项所述的转子结构，所述转子结构安装于所述机壳(3)内构成第一冷却线路。
6.根据权利要求5所述的永磁电机，其特征在于，所述第一冷却线路还包括：设置于所述机壳(3)上第一端盖(4)的盖板(5)，所述盖板(5)与所述转子结构的其中一个短轴段(2)相对应，且所述盖板(5)上开设有进气口(6)，所述进气口(6)通过气管(7)与压缩机的进气口(6)相连通。
7.根据权利要求5所述的永磁电机，其特征在于，所述机壳(3)内所述转子结构的两侧还设有第二冷却线路。
8.根据权利要求7所述的永磁电机，其特征在于，所述第二冷却线路包括：开设于第二端盖(8)的若干个空气入口(9)、开设于所述第一端盖(4)的若干个空气出口(10)以及所述转子结构与定子(11)之间的气隙，所述空气入口(9)通过气管(7)与压缩机的进气口(6)相连通。
9.一种永磁铁冷却方法，其特征在于，应用于如权利要求5-8任一项所述的永磁电机内，所述方法包括：
将压力至少为0.5MPa的压缩空气经由盖板(5)上的进气口(6)通入其中一个短轴段(2)内，之后对永磁体(1)进行冷却，最后经由另一个短轴段(2)排出。
10.根据权利要求9所述的永磁铁冷却方法，其特征在于，所述方法还包括：将压力至少为0.5MPa的压缩空气经由第二端盖(8)上的空气入口(9)分别通入转子结构与定子(11)之间的气隙，以对所述永磁体(1)的两个侧壁进行冷却，最后经由第一端盖(4)上的空气出口(10)排出。
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