CN102306963A - 一种永磁电机转子 - Google Patents

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Abstract

一种永磁电机转子，涉及永磁电机领域，旨在解决所用稀土材料成本过高、电机单方向转矩需要提高的问题。包括铁芯(1)、多个磁钢(2)、气隙(3)；所述磁钢(2)沿转子的径向向所述铁芯(1)旋转方向倾斜布置在所述铁芯(1)内部，自身也可以不对称。由此，所述磁钢(2)的磁场在与电机旋转同方向的一端得到了加强，电机向该方向旋转的转矩得到了增加，虽然反转转矩有所降低，但是在反转情况很少使用的情况下整体转矩性能还是得到了提升，节约了磁钢(2)成本。尤其是对于大多数时候向前行驶或负重爬坡的电动汽车永磁电机来说，有益效果就更加明显。本发明主要用于永磁电机，尤其是电动汽车上的永磁电机。

Description

一种永磁电机转子
技术领域
本发明涉及一种永磁电机领域，特别是涉及一种永磁电机转子。
背景技术
目前电动汽车电驱动技术日趋成熟，逐步向市场化迈进，而电动轿车的驱动电机由于功率密度、换能效率要求较高，所以一般采用无需外电源励磁的永磁同步电机。永磁同步电机的转子一般由钕铁硼磁钢镶嵌在转子铁芯内部或粘贴在其外部构成，而钕铁硼大部分由极其昂贵的钕等金属烧结而成，所以转子成本很高。现在常用的永磁同步电机，其转子结构，按磁极放置方式，可分为表贴式结构、半嵌入式结构和内置式结构。对于这三种结构来说，磁钢均是左右对称放置，这样的转子结构，再加上对称的三相定子结构，使得电机正、反向转速-转矩特性基本一致。
对于电动汽车来说，其驱动电机应用特性在于，正向前进方向要求有足够的正向转矩，以满足其启动性能、加速性能和爬坡性能，而反向倒退方向则不需要太大的转矩；并且其前进方向的使用频率要远远大于其后退方向的使用频率。因此，现在的永磁同步电机结构，其正反向最大转矩均一致的特性，造成了反向转矩没有充分利用，而正向转矩则可能不足的情况。
目前，市场上仍未发现，能够克服上述缺点，节约磁钢成本且正向转矩性能很高的永磁电机转子，经检索未发现相关专利和文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种节约磁钢成本并且正向转矩性能很高的永磁电机转子。
本发明的技术方案在于，永磁电机转子包括铁芯1、多个磁钢2，所述磁钢2沿径向镶嵌于所述铁芯1内部，所述磁钢2沿旋转方向的正向端向所述铁芯1外部传递的磁场强度大于反向端的磁场强度。
所述磁钢2本身的正向端可以向所述铁芯1旋转的方向倾斜，在所述铁芯1边缘内沿径向布置，所述磁钢2经所述铁芯1向所述铁芯1外部导出的磁场是不均匀的，尤其是沿电机正向旋转方向的磁场较强，由此正向转动的转矩得到了很大提升。并且所述磁钢2本身的正向端还可以大于反向端，也就是说所述磁钢2的反向端的体积可以减小，起到了节约磁钢材料的作用。
所述磁钢2的端部外侧可以设置有气隙3。优选地，所述磁钢2的正向端、反向端外侧都设置有所述气隙3。所述气隙3内的空气的磁导率远低于所述铁芯1的磁导率，可以使所述磁铁的磁场尽可能地导向所述铁芯1外部，提高了所述磁钢2的磁场利用率。
所述磁钢2的端部外侧可以设置有气隙3。优选地，所述磁钢2的正向端、反向端外侧都设置有所述气隙3。所述气隙3内的空气的磁导率远低于所述铁芯1的磁导率，可以使所述磁铁的磁场尽可能地导向所述铁芯1外部，提高了所述磁钢2的磁场利用率。
在上述技术方案中，在达到同样转矩和转速的技术要求时，电机可以设计得更小，提高了电机的功率密度，其各种机械、电磁的能量损失也较小，所以能量的转化效率得以提升。
本发明显著的优点和有益效果是：
1.转子正向旋转时转矩高。
2.节约磁钢成本。
3.电机功率密度进一步得到了提升。
4.能量转化效率也得到了一些提升。
附图说明
图1是现有的磁钢2径向布置技术的原理图。
图2是本发明磁钢2倾斜放置情况下的实施例原理图。
图3是本发明磁钢2本身不对称情况下的实施例原理图。
图4是本发明磁钢2倾斜放置情况下设有气隙3的实施例原理图。
图5是本发明磁钢2本身不对称情况下设有气隙3的实施例原理图。
图1-5中：铁芯1、磁钢2、气隙3。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
图1所示的现有技术中，所述磁钢2在所述铁芯1边缘内沿径向均匀布置，所述磁钢2经所述铁芯1向所述铁芯1外部导出的磁场相对来说是均匀的。
图2是本发明的第一种实施例，永磁电机转子包括铁芯1、多个磁场，所述磁钢2沿旋转方向的正向端向所述铁芯1外部的磁场强度大于反向端的磁场强度。所述磁钢2本身的正向端向所述铁芯1旋转的方向倾斜，在所述铁芯1边缘内沿径向布置，所述磁钢2经所述铁芯1向所述铁芯1外部导出的磁场是不均匀的，尤其是沿电机正向旋转方向的磁场较强，由此正向转动的转矩得到了很大提升。并且所述磁钢2的反向端的体积可以减小，起到了节约磁钢材料的作用。
图3是本发明的第二种实施例，所述磁钢2本身的正向端还可以大于反向端，在所述铁芯1边缘内沿径向布置，所述磁钢2经所述铁芯1向所述铁芯1外部导出的磁场是不均匀的，尤其是沿电机正向旋转方向的磁场较强。图4和图5是本发明的第三、四种实施例，所述磁钢2的端部外侧可以设置有气隙3。优选地，所述磁钢2的正向端、反向端外侧都设置有所述气隙3。所述气隙3内的空气的磁导率远低于所述铁芯1的磁导率，可以使所述磁钢2的磁场尽可能地导向所述铁芯1外部，提高了所述磁钢2的磁场利用率。并且，在图4的第三种实施例中，所述磁钢2本身的正向端向所述铁芯1旋转的方向倾斜；在图5的第四种实施例中，，所述磁钢2本身的正向端向所述铁芯1旋转的方向倾斜，并且所述磁钢2本身的正向端向所述铁芯1旋转的方向倾斜。

Claims (5)

1.一种永磁电机转子，包括铁芯(1)、多个磁钢(2)，所述磁钢(2)沿所述铁芯(1)的径向镶嵌于所述铁芯(1)内部，其特征在于，所述磁钢(2)沿旋转方向的正向端向所述铁芯(1)外部传递的磁场强度大于反向端的磁场强度。
2.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁钢(2)本身的正向端向所述铁芯(1)旋转的方向倾斜布置。
3.根据权利要求2所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁钢(2)本身的正向端还可以大于反向端。
4.根据权利要求2或3所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁钢(2)的端部外侧可以设置有气隙(3)。
5.根据权利要求4所述的永磁电机转子，其特征在于，优选地，所述磁钢(2)的正向端、反向端外侧都设置有所述气隙(3)。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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