樣機定子由三段在空間上互差120°的爪極以及主軸組成。爪極使用SMC材料，該材料為瑞典某公司提供的塊狀材料經過車削和線切割等工藝加工而成，其結構示意圖如圖1所示。雖然SMC材料在高頻環境下的損耗較小，但是機械強度較差，硬度較低，材質較脆，因此在切割過程中需要謹慎操作，避免造成材料的浪費。在一對爪極中，爪極之間的軸套與其中一個爪極一體成型，使一對爪極、軸套和繞組的結構更加緊湊。單相集中繞組的匝數為28匝，在事先定制好的模具上纏繞后，包裹絕緣材料，套在爪極之間的軸套中，如圖2為樣機爪極結構圖。

樣機的定子軸主要起支撐作用，由于電機在運行時轉速最高可達23000r/min，因此在定子軸與軸承、爪極之間受力較大，雖然定子軸并不轉動，但是需要足夠大的剛性和初性，不僅能夠支撐住整個電機的重量，還可以承受電機旋轉時對其較大的壓力。因此對于定子軸材料的選擇尤為關鍵，不可輕視。考慮到上述的要求，本樣機采用42CrMo作為支撐軸，它是具有超高強度的鋼，具有非常高的強度和軔度，具有極高的疲勞極限和多次沖擊的能力，與傳統的45號鋼相比，沖擊軔性更好。基于上述42CrMo的眾多優點和對材質的要求，本樣機采用了42CrMo作為定子軸的制作材料。三段爪極與主軸之間由鍵槽固定連接，每段爪極呈90°錯開，為了使每段爪極可以固定在主軸上，槽楔的位置也要互差90°。每段爪極之間互差120°均勻分布在主軸上，每組爪極的兩側各有擋板以在軸向方向上固定爪極。由于爪極材質較脆，當電機高速運行時，鍵與爪極的鍵槽之間有細微的相互運動，久而久之會造成縫隙擴大，因此在定子裝配完成后，要使用環氧樹脂進行填充，使整個爪極和主軸成為一體，即可以使定子結構更加牢固，又可以降低風磨損耗。雖然此方法可以降低鍵與鍵槽之間的縫隙，但是一旦填充完環氧樹脂后就不能再次拆解定子，否則會大大影響電機的機械精度。如圖3所示為定子未進行填充前的結構圖。

二、東莞電機廠闡述樣機轉子

外轉子為圓筒形，采用的材料為45號鋼，外轉子內部沿著軸向方向均勻表貼12塊永磁體，每排3塊，共4排，如圖4為外轉子結構示意圖。電機在高速旋轉時會產生熱量，為了滿足電機設計要求，使用的永磁體應該具有較好的耐熱性，較好的散熱性，避免溫度過高而消磁。本樣機采用的永磁體型號為NeFeB35SH。該永磁材料的矯頑力為844kA/m，剩磁為1.13-1.15T，最大磁能積為247-255kJ/m3，內稟矯頑力為1592kA/m。滿足設計需求。在裝配時，需要在轉子內表面扣1mm的槽，然后將永磁體分別安裝在槽內，并在永磁體與轉子內表面之間使用厭氧膠固定，又選用2.5mm的尼龍安裝在永磁體間。這樣可以保證永磁體在安裝過程中定位的精確度，也在一定程度上幫助降低風磨損耗，如圖5為樣機的轉子圖。

三、樣機整機

樣機的定子與轉子裝配完成后，需要安裝端蓋與支架。樣機的兩側端蓋與轉子輾部之間采用6個內六角螺栓固定。端蓋外側有開孔，孔徑略大于螺栓的螺母。當孔徑穿入螺母后還可以塞入介質調整動平衡。樣機前端蓋連接出轉矩的輸出軸，隨外轉子一同旋轉，輸出軸與聯軸器相連，用于連接負載。

軸承是東莞電機結構中非常重要的部件之一，尤其是在高速電機中。高速電機中軸承部分的機械故障占據電機總機械故障的半數以上，因此在電機設計和選擇軸承時，要充分考慮電機本身的特點和軸承的工藝、尺寸和各種技術指標，若選擇不當會，選擇劣質軸承，軸承磨損巨大，造成軸承過熱甚至損壞，嚴重降低高速電機的安全性能。因此，處理好軸承的問題，是保證電機正常運轉和安全性的保障，如圖6為裝配完成后的樣機圖。

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