一种风冷式稀土永磁电机及控制方法技术

本发明专利技术涉及一种风冷式稀土永磁电机及控制方法，包括：壳体以及设置在壳体内部的转子；所述壳体顶部设置有温控机构，所述温控机构顶部设置有至少一个径向进风口与至少一个径向出风口；所述壳体内壁设置有励磁线圈，所述转子一端设置有磁钢，所述磁钢外侧沿周向间隔设置有若干个永磁体；所述转子外侧设置有螺旋通道，所述转子内部沿轴线方向设置有轴向风道，所述转子内部设置有若干个冷却槽，若干个冷却槽间隔分布在所述轴向风道外侧，所述冷却槽内部设置有至少一个通孔，所述通孔连通所述轴向风道与所述冷却槽，所述壳体一端设置有轴向进风口，所述轴向进风口与所述轴向风道相配合。

【技术实现步骤摘要】
一种风冷式稀土永磁电机及控制方法
本专利技术涉及稀土永磁电机，尤其涉及一种风冷式稀土永磁电机及控制方法。
技术介绍
随着科技的发展，我国工业上各个领域都有着突飞猛进的进步，由于永磁同步电机有着效率高，精度高、质量好的优点，现在在很多方面被用作核心动力部件，并在很多环境中应用，因此电机运行的稳定性非常重要，电机运行时的温升对于电机的效率和正常使用有着很大的影响，当电机的温升过高时，电机定子绕组的绝缘可能会失效，造成电机的击穿，还有可能将电机烧毁，同时也可能造成永磁体退磁，使电机无法稳定云顶，同时会破坏定子硅钢片之间的绝缘层，增加定子损耗，因此为使电机能够可靠、稳定、高效的工作，必须使电机的温升合理，因此对于电机的温升和冷却有着很高的研究价值。稀土永磁体一般具有导电性，当经过永磁体的磁通发生变化时，永磁体中将感应出电势，从而产生涡流，涡流的热效应会使永磁体发热。而永磁体对温度较为敏感，温度升高会导致永磁体磁性能下降，温度升高至永磁体耐温极限，永磁体会永久退磁，传统的永磁电机的冷却方式则是通过冷却油对转子进行冷却，冷却方式单一，无法对转子进行轴向与径向的双维度或多维度进行冷却，此外，冷却过程中，无法通过转子外侧的螺旋通道将径向冷却风进行旋转带动，形成旋流，冷却效果较差，造成转子摩擦损耗升高，转子寿命下降。
技术实现思路
本专利技术克服了现有技术的不足，提供一种风冷式稀土永磁电机及控制方法。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种风冷式稀土永磁电机，包括：壳体以及设置在壳体内部的转子；所述壳体顶部设置有温控机构，所述温控机构顶部设置有至少一个径向进风口与至少一个径向出风口；所述壳体内壁设置有励磁线圈，所述转子一端设置有磁钢，所述磁钢外侧沿周向间隔设置有若干个永磁体；所述转子外侧设置有螺旋通道，所述转子内部沿轴线方向设置有轴向风道，所述转子内部设置有若干个冷却槽，若干个冷却槽间隔分布在所述轴向风道外侧，所述冷却槽内部设置有至少一个通孔，所述通孔连通所述轴向风道与所述冷却槽，所述壳体一端设置有轴向进风口，所述轴向进风口与所述轴向风道相配合。本专利技术一个较佳实施例中，所述永磁体为6个，任二所述永磁体间距相同，且所述永磁体为钕铁硼永磁体。本专利技术一个较佳实施例中，所述温控机构内部设置有过滤网，所述过滤网能够过滤空气中的颗粒杂质。本专利技术一个较佳实施例中，所述永磁体为稀土永磁体，相邻所述永磁体之间设置有磁力隔离板。本专利技术一个较佳实施例中，所述壳体一端设置有第一固定件，所述第一固定件四角均设置有螺栓孔。本专利技术一个较佳实施例中，所述第一固定件内侧配合连接有密封圈，所述转子贯穿所述密封圈中心位置。本专利技术一个较佳实施例中，所述壳体外侧设置有第二固定件，所述第二固定件为2个，2个所述第二固定件对称设置。为达到上述目的，本专利技术采用的第二种技术方案为：一种风冷式稀土永磁电机的控制方法，包括以下步骤：分别获取电机轴向通风结构参数与径向通风结构参数，建立温度场；结合流体场与磁场分析结果，建立空气摩擦损耗与涡流损耗之间的计算模型，通过热网络法对电机温升进行耦合迭代计算，得到电机瞬态温度特性，得到电机温升信息；通过温升信息调整电机转速位于预定转速阈值内。本专利技术一个较佳实施例中，所述空气摩擦损耗包括转子与轴向风道内冷却风之间的相互摩擦以及转子与径向进风口进入的冷却风之间的相互摩擦产生的热能。本专利技术一个较佳实施例中，转子与径向冷却风之间的摩擦损耗计算公式如下：γ＝λMπρω3r4l其中γ表示摩擦损耗；λ表示转子表面的粗糙度系数；ρ表示径向冷却风密度；ω表示转子角速度；r表示转子半径；l表示转子轴向长度；M表示径向冷却风摩擦系数。本专利技术解决了
技术介绍
中存在的缺陷，本专利技术具备以下有益效果：(1)通过在转子内部设置有轴向冷却风道以及冷却槽相配合，同时通过径向进风口向壳体内部冲入径向风，在转子旋转过程中，通过外部的螺旋通道使径向冷却风形成旋流风，增加冷却时间，并从多维度对转子进行快速冷却，冷却效果较好提高电机的散热性能，降低转子在旋转过程中的温度，同时降低转子的重量，能够防止永磁体在高温时的退磁现象，增加电机的稳定性。(2)通过温控机构对径向冷却风进行温度控制，使进入壳体内的风温始终保持最佳范围，在温控机构内部设置过滤网进行过滤空气中的颗粒杂质，防止杂质进入电机内部，防止转子旋转过程中造成转子摩擦损耗增加，提高转子运行安全性。(3)第一固定件内侧设置有密封圈，一方面能够对壳体内部的冷却风起到一定的隔绝作用，降低转子旋转过程中，转子与冷却风之间的摩擦，降低摩擦损耗，另一方面对壳体内部的励磁线圈产生的磁场起到一定的隔磁效果，减小电机定子损耗，提高电机运行安全性。(4)通过电机运行过程中的转子温度场，结合流体场与磁场分析结果，通过热网络法得到电机瞬态温度特性，得到电机温升信息，通过电机温升信息反向校正电机运行转速，使电机转速始终处于一个最佳范围内，保证电机的安全运行，提高电机控制精度。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术的优选实施例的局部立体结构示意图；图2是本专利技术的优选实施例的永磁电机另一角度结构示意图；图3是本专利技术的优选实施例的转子结构示意图；图4是本专利技术的优选实施例的冷却槽分布示意图；图5是本专利技术的优选实施例的风冷式稀土永磁电机控制方法流程图。图中：1、壳体，2、径向进风口，3、径向出风口，4、温控机构，5、第一固定件，6、密封圈，7、转子，8、轴向风道，9、第二固定件，10、轴向进风口，11、冷却槽，12、磁钢，13、永磁体，14、螺旋通道。具体实施方式为了能够更加清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成，需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风冷式稀土永磁电机，包括：壳体以及设置在壳体内部的转子；其特征在于，/n所述壳体顶部设置有温控机构，所述温控机构顶部设置有至少一个径向进风口与至少一个径向出风口；/n所述壳体内壁设置有励磁线圈，所述转子一端设置有磁钢，所述磁钢外侧沿周向间隔设置有若干个永磁体；/n所述转子外侧设置有螺旋通道，所述转子内部沿轴线方向设置有轴向风道，所述转子内部设置有若干个冷却槽，若干个冷却槽间隔分布在所述轴向风道外侧，所述冷却槽内部设置有至少一个通孔，所述通孔连通所述轴向风道与所述冷却槽，/n所述壳体一端设置有轴向进风口，所述轴向进风口与所述轴向风道相配合。/n

【技术特征摘要】
1.一种风冷式稀土永磁电机，包括：壳体以及设置在壳体内部的转子；其特征在于，
所述壳体顶部设置有温控机构，所述温控机构顶部设置有至少一个径向进风口与至少一个径向出风口；
所述壳体内壁设置有励磁线圈，所述转子一端设置有磁钢，所述磁钢外侧沿周向间隔设置有若干个永磁体；
所述转子外侧设置有螺旋通道，所述转子内部沿轴线方向设置有轴向风道，所述转子内部设置有若干个冷却槽，若干个冷却槽间隔分布在所述轴向风道外侧，所述冷却槽内部设置有至少一个通孔，所述通孔连通所述轴向风道与所述冷却槽，
所述壳体一端设置有轴向进风口，所述轴向进风口与所述轴向风道相配合。


2.根据权利要求1所述的一种风冷式稀土永磁电机，其特征在于：所述永磁体为6个，任二所述永磁体间距相同，且所述永磁体为钕铁硼永磁体。


3.根据权利要求2所述的一种风冷式稀土永磁电机，其特征在于：所述温控机构内部设置有过滤网，所述过滤网能够过滤空气中的颗粒杂质。


4.根据权利要求1所述的一种风冷式稀土永磁电机，其特征在于：所述永磁体为稀土永磁体，相邻所述永磁体之间设置有磁力隔离板。


5.根据权利要求1所述的一种风冷式稀土永磁电机，其特征在于：所述壳体一端设置有第一固定件，所述第一固定件四角均设置有螺栓孔。


6.根据权利要求5所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭剑辉，
申请(专利权)人：苏州全光光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32