【技术实现步骤摘要】
一种正弦气隙磁密的高速永磁电机转子及其制备方法
[0001]本专利技术涉及电机
，具体涉及一种具有正弦气隙磁密的高速永磁电机及其制备方法。
技术介绍
[0002]高速电机转速高，体积小，功率密度大，可直接驱动高速负载高速负载（如压缩机和鼓风机）形成高速直驱系统，其重量和尺寸大大降低，综合节能效果可达15%，大大提高系统效率及可靠性，广泛应用在新能源汽车、高性能医疗器械、高档数控机床与机器人、航空航天装备、海洋工程装备等重要的工业领域。
[0003]高速永磁电机以其结构简单、力能密度高、无励磁损耗、效率高等优点，最适合于高速电机。但高速、高频、高功率密度的三高特点使高速电机在设计上面临许多困难和挑战。首先，高速电机圆周速度一般可达200m/s以上，高速高频下定子铁心损耗、转子摩擦损耗、永磁体涡流损耗均非常大，同时高功率密度使转子散热困难，易造成永磁体发生不可逆退磁；其次，永磁体抗拉强度只有30~80MPa，高转速下由于离心力的作用转子强度问题更为突出，必须采用护套保护永磁体。因此，永磁转子结构的机械强度以及温升导...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种正弦气隙磁密的高速永磁电机转子，其特征在于：包括转轴（1）、设置在所述转轴（1）外侧的Halbach阵列结构（2）、设置在所述Halbach阵列结构（2）两端的隔磁端环（3）和设置在所述转轴（1）内部的通风结构（4），所述Halbach阵列结构（2）形成若干磁极，所述通风结构（4）为用于降低高速永磁电机转子温度的通风孔；所述Halbach阵列结构（2）包括依次设置在所述转轴（1）外侧的永磁体层（21）、磁粉胶膜/碳纤维单元（22）和碳纤维护套（23），所述永磁体层（21）包括至少两块嵌入粘接在所述转轴（1）的外侧并进行预取向的永磁体块（211），所述磁粉胶膜/碳纤维单元（22）包括缠绕在所述永磁体层（21）外侧的至少两层磁粉胶膜纤维复合结构（221），所述磁粉胶膜碳纤维复合结构（221）包括磁粉胶膜（2211）和复合在所述磁粉胶膜（2211）下侧的碳纤维布（2212），所述磁粉胶膜（2211）包括磁粉和环氧树脂；所述碳纤维护套（23）缠绕在所述磁粉胶膜/碳纤维单元（22）的外侧；所述永磁体层（21）、所述磁粉胶膜/碳纤维单元（22）和所述碳纤维护套（23）进行整体Halbach充磁，所述隔磁端环（3）设置在所述磁粉胶膜/碳纤维单元（22）和所述碳纤维护套（23）的两端、所述转轴（1）的外侧。2.根据权利要求1所述的一种正弦气隙磁密的高速永磁电机转子，其特征在于：所述磁粉在所述磁粉胶膜（2211）中离散分布，高速永磁电机转子的气隙磁密接近正弦性。3.根据权利要求1所述的一种正弦气隙磁密的高速永磁电机转子，其特征在于：所述转轴（1）包括转轴本体（11）和设置在所述转轴本体（11）外表面的永磁体安装槽（12），所述永磁体块（211）安装到所述永磁体安装槽（12）后上表面与所述转轴本体（11）两端的上表面平齐；所述转轴（1）为不导磁合金材料，所述转轴（1）表面做滚花处理；所述通风结构（4）包括贯通设置在所述转轴（1）内部的L形通风孔（41），所述L形通风孔（41）包括沿所述转轴（1）轴线设置的直孔（411）和与所述直孔（411）末端连通的斜孔（412），所述斜孔（412）与所述直孔（411）的弯折角度为30~60
°
；所述磁粉胶膜/碳纤维单元（22）中所述磁粉的体积占比为60%~80%，所述磁粉的粒径为50~200μm、粒径配比为3:1~1:1，所述碳纤维布（2212）的厚度为0.06~0.12mm，所述磁粉胶膜（2211）和所述碳纤维布（2212）的厚度比为1:1~5:1；所述隔磁端环（3）的外端轴端为锥形结构，所述隔磁端环（3）与所述转轴（1）为过盈配合。4.根据权利要求3所述的一种正弦气隙磁密的高速永磁电机转子，其特征在于：所述磁粉的粒径为100mm和50mm、质量比为3:1；所述磁粉为钕铁硼硬磁颗粒或钐钴硬磁颗粒；所述通风结构（4）还包括设置在所述转轴（1）中心的中心孔（42）。5.一种正弦气隙磁密的高速永磁电机转子的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、磁粉胶膜制备：将磁粉、环氧树脂和溶剂按比例混合后搅拌均匀倒入拉膜模具中，匀速拉动推杆均匀...
【专利技术属性】
技术研发人员：王天煜，白斌，王惠军，张岳，姚金宇，汪泽润，
申请(专利权)人：上海电子信息职业技术学院，
类型：发明
国别省市：
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