样机定子由三段在空间上互差120°的爪极以及主轴组成。爪极使用SMC材料，该材料为瑞典某公司提供的块状材料经过车削和线切割等工艺加工而成，其结构示意图如图1所示。虽然SMC材料在高频环境下的损耗较小，但是机械强度较差，硬度较低，材质较脆，因此在切割过程中需要谨慎操作，避免造成材料的浪费。在一对爪极中，爪极之间的轴套与其中一个爪极一体成型，使一对爪极、轴套和绕组的结构更加紧凑。单相集中绕组的匝数为28匝，在事先定制好的模具上缠绕后，包裹绝缘材料，套在爪极之间的轴套中，如图2为样机爪极结构图。

样机的定子轴主要起支撑作用，由于电机在运行时转速最高可达23000r/min，因此在定子轴与轴承、爪极之间受力较大，虽然定子轴并不转动，但是需要足够大的刚性和初性，不仅能够支撑住整个电机的重量，还可以承受电机旋转时对其较大的压力。因此对于定子轴材料的选择尤为关键，不可轻视。考虑到上述的要求，本样机采用42CrMo作为支撑轴，它是具有超高强度的钢，具有非常高的强度和軔度，具有极高的疲劳极限和多次冲击的能力，与传统的45号钢相比，冲击軔性更好。基于上述42CrMo的众多优点和对材质的要求，本样机采用了42CrMo作为定子轴的制作材料。三段爪极与主轴之间由键槽固定连接，每段爪极呈90°错开，为了使每段爪极可以固定在主轴上，槽楔的位置也要互差90°。每段爪极之间互差120°均匀分布在主轴上，每组爪极的两侧各有挡板以在轴向方向上固定爪极。由于爪极材质较脆，当电机高速运行时，键与爪极的键槽之间有细微的相互运动，久而久之会造成缝隙扩大，因此在定子装配完成后，要使用环氧树脂进行填充，使整个爪极和主轴成为一体，即可以使定子结构更加牢固，又可以降低风磨损耗。虽然此方法可以降低键与键槽之间的缝隙，但是一旦填充完环氧树脂后就不能再次拆解定子，否则会大大影响电机的机械精度。如图3所示为定子未进行填充前的结构图。

二、东莞电机厂阐述样机转子

外转子为圆筒形，采用的材料为45号钢，外转子内部沿着轴向方向均匀表贴12块永磁体，每排3块，共4排，如图4为外转子结构示意图。电机在高速旋转时会产生热量，为了满足电机设计要求，使用的永磁体应该具有较好的耐热性，较好的散热性，避免温度过高而消磁。本样机采用的永磁体型号为NeFeB35SH。该永磁材料的矫顽力为844kA/m，剩磁为1.13-1.15T，最大磁能积为247-255kJ/m3，内禀矫顽力为1592kA/m。满足设计需求。在装配时，需要在转子内表面扣1mm的槽，然后将永磁体分别安装在槽内，并在永磁体与转子内表面之间使用厌氧胶固定，又选用2.5mm的尼龙安装在永磁体间。这样可以保证永磁体在安装过程中定位的精确度，也在一定程度上帮助降低风磨损耗，如图5为样机的转子图。

三、样机整机

样机的定子与转子装配完成后，需要安装端盖与支架。样机的两侧端盖与转子辗部之间采用6个内六角螺栓固定。端盖外侧有开孔，孔径略大于螺栓的螺母。当孔径穿入螺母后还可以塞入介质调整动平衡。样机前端盖连接出转矩的输出轴，随外转子一同旋转，输出轴与联轴器相连，用于连接负载。

轴承是东莞电机结构中非常重要的部件之一，尤其是在高速电机中。高速电机中轴承部分的机械故障占据电机总机械故障的半数以上，因此在电机设计和选择轴承时，要充分考虑电机本身的特点和轴承的工艺、尺寸和各种技术指标，若选择不当会，选择劣质轴承，轴承磨损巨大，造成轴承过热甚至损坏，严重降低高速电机的安全性能。因此，处理好轴承的问题，是保证电机正常运转和安全性的保障，如图6为装配完成后的样机图。

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