CN101247055A

CN101247055A - 低脉动稀土永磁无刷电动机

Info

Publication number: CN101247055A
Application number: CNA2008100265011A
Authority: CN
Inventors: 胡建华
Original assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Current assignee: Guangdong Meizhi Compressor Co Ltd
Priority date: 2008-02-23
Filing date: 2008-02-23
Publication date: 2008-08-20

Abstract

一种低脉动稀土永磁无刷电动机，包括定子和转子，转子由冲片成叠组成为柱状，定子和转子之间设置有径向气隙，转子上均匀对称布置有永磁铁放置孔，永磁铁插装在放置孔中，放置孔端部设置有割磁孔，割磁孔对称布置在放置孔对角线的两侧。割磁孔在靠近放置孔的一侧较大，割磁孔沿转子外径弧度方向逐渐减少，最后形成一个小圆弧。本发明通过在转子冲片永磁体放置孔的端部设置割磁孔，同时，将定子与转子之间的径向气隙通过定子内径与转子外径的不同位置而设计为不均匀气隙，使电机具有聚磁作用，能明显改善定子绕组中感应的电压波形，也就是改善电动机的反电势波形，减少齿槽转矩，降低转矩脉动，实现永磁无刷电机高效、平稳、静音运行。

Description

低脉动稀土永磁无刷电动机

技术领域

本发明涉及一种永磁电动机，特别是一种低脉动稀土永磁无刷电动机。

背景技术

常见的永磁电动机的转子铁芯内部埋入有铁氧体或稀土类永磁体，参见附图1，由于电枢绕组产生的d轴方向的磁通的磁路中，还存在一个与气隙磁阻相同的大磁铁，所以q轴方向的磁通可以通过铁芯，使q轴方向的磁阻减小，结果使电感Ld＜Lq，电动机呈凸极机特性，具有凸极机特性的永磁电动机可以增加磁阻转矩，实现永磁电动机的高转矩、高效率。附图2和附图3为这种永磁电动机的常见典型结构，其中：附图2中的定子线卷10.1为集中绕组，附图3中的定子线卷10.2为分布绕组，1为气隙，2为永磁体放置孔，4为螺杆孔，5为永磁体，6为转轴孔，10为定子，20为转子。但上述结构的永磁电动机存在较大的缺陷，由于定子气隙和转子冲片的结构未做适当的割磁和聚磁处理，导致漏磁加大，气隙磁场波形很差，在定子绕组中感应的电压含有大量的高次谐波，由此齿槽转矩恶化，噪音及振动加大。

另外，由于现代电力电子技术的高速发展，电机驱动所采用的控制器输出的电流已能实现理想的正弦波形，而作为与转矩起有效作用的仅是基波分量，故要求电机定子绕组中感应的电压尽量正弦化，其高频分量仅形成转矩波动，而转矩波动造成噪音及振动加大。

中国专利文献号CN1853330公开了一种永磁电动机，它是通过减少电枢反作用磁通、同时改善外周部分铁心的磁通分布而使噪声及振动少的高效率的永磁电动机。转子铁心中具有在与以其轴心为中心的大致正多边形的各边对应的部位形成的永磁铁放置孔；分别插入该永磁铁放置孔中的永磁铁；以及形成于永磁铁放置孔的外周部分铁心、并沿永磁铁放置孔隔开配置的径向细长的大于等于4个的缝隙孔，使缝隙孔的径向外侧一端的间距大致相等，径向内侧一端的间隔在与永磁铁的中间部分对应的位置较大，随着从中间部分离开到端部而相应减小。其结构较复杂，加工难度较大。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种结构简单合理、加工方便、使电机具有聚磁作用、可改善定子绕组中感应的电压波形，降低转矩波动，实现永磁无刷电机高效、平稳、静音运行的低脉动稀土永磁无刷电动机，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种低脉动稀土永磁无刷电动机，包括定子和转子，转子由冲片成叠组成为柱状，定子和转子之间设置有径向气隙，转子上均匀对称布置有永磁铁放置孔，永磁铁插装在放置孔中，其结构特征是放置孔端部设置有割磁孔，割磁孔对称布置在放置孔对角线的两侧。

割磁孔的截面为一端大另一端小的长圆孔，在靠近放置孔的一侧较大，沿转子外径弧度方向逐渐减少，最后形成一个小圆弧。

所述定子内径上的各段圆弧分别处于不同圆心，各段圆弧沿定子内径均匀分布，其中每段圆弧的半径大于转子冲片的半径。定子轭部处与转子外径具有最小气隙，定子槽口处和转子外径具有最大气隙。

所述圆弧为四段及以上，永磁铁对称布置。

本发明通过在转子冲片永磁体放置孔的端部设置割磁孔，同时，将定子与转子之间的径向气隙通过定子内径与转子外径的不同位置而设计为不均匀气隙，使电机具有聚磁作用，能明显改善定子绕组中感应的电压波形，也就是改善电动机的反电势波形，减少齿槽转矩，降低转矩脉动，实现永磁无刷电机高效、平稳、静音运行。

附图说明

图1为现有技术一实施例结构示意图。

图2为定子线卷为集中绕组的结构示意图。

图3为定子线卷为分布绕组的结构示意图。

图4为本发明一实施例结构示意图。

图5为现有技术和本发明的定子绕组感应电压波形比较图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图4-图5，本低脉动稀土永磁无刷电动机，包括定子10和转子20，转子由冲片成叠组成为柱状，定子和转子之间设置有径向气隙1，定子轭部处与转子外径具有最小气隙，一般为0.1～2mm，定子槽口处和转子外径具有最大气隙，最大气隙为最小气隙的1.5～6.0倍。定子内径上的六段圆弧分别处于不同圆心，各段圆弧沿定子内径均匀分布，其中每段圆弧的半径大于转子冲片的半径。

转子上均匀对称布置有永磁铁放置孔2，永磁铁5对称插装在放置孔中，在转子上放置孔对角线的两侧分别对称设置有割磁孔3，割磁孔共8个，其截面为一端大、另一端小的长圆孔，在靠近放置孔的一侧较大，割磁孔3与放置孔的距离约为0.3～1.0mm，割磁孔沿转子外径弧度方向逐渐减少，最后形成一个小圆弧，小圆弧的半径约为0.3～1.0mm。

Claims

1.一种低脉动稀土永磁无刷电动机，包括定子(10)和转子(20)，转子由冲片成叠组成为柱状，定子和转子之间设置有径向气隙(1)，转子上均匀对称布置有永磁铁放置孔(2)，永磁铁(5)插装在放置孔中，其特征是放置孔端部设置有割磁孔(3)，割磁孔对称布置在放置孔对角线的两侧。

2.根据权利要求1所述低脉动稀土永磁无刷电动机，其特征是所述割磁孔的截面为一端大、另一端小的长圆孔；在靠近放置孔的一侧较大，沿转子外径弧度方向逐渐减少，最后形成一个小圆弧。

3.根据权利要求1或2所述低脉动稀土永磁无刷电动机，其特征是所述定子内径上的各段圆弧分别处于不同圆心，各段圆弧沿定子内径均匀分布，其中每段圆弧的半径大于转子冲片的半径。

4.根据权利要求3所述低脉动稀土永磁无刷电动机，其特征是所述定子轭部处与转子外径具有最小气隙，定子槽口处和转子外径具有最大气隙。

5.根据权利要求4所述低脉动稀土永磁无刷电动机，其特征是所述最大气隙为最小气隙的1.5～6.0倍。

6.根据权利要求3所述低脉动稀土永磁无刷电动机，其特征是所述圆弧为四段及以上，永磁铁(5)对称布置。

7.根据权利要求3所述低脉动稀土永磁无刷电动机，其特征是所述割磁孔(3)与放置孔的距离为0.3～1.0mm。

8.根据权利要求2所述低脉动稀土永磁无刷电动机，其特征是所述小圆弧的半径为0.3～1.0mm。