CN102790457A - 永磁辅助同步磁阻电机转子及其电机和电机的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永磁辅助同步磁阻电机转子及其电机和电机的安装方法。本发明的永磁辅助同步磁阻电机的转子包括：转子铁心，在转子铁心上以转子的轴心为圆心按圆周方向均匀分布多个永磁体槽组，每个永磁体槽组包括单层或多层永磁体槽；多个永磁体组，与多个永磁体槽组的数量相同，每个永磁体组包括单层或多层分别嵌入在相应的永磁体槽组的永磁体槽中的永磁体，每个永磁体组内的各永磁体为同一极性，相邻的两个永磁体组极性相反；其中多个永磁体槽组中的至少一层永磁体槽的端部为具有切削面的锐化端，具有锐化端的永磁体槽的锐化端切削面的宽度T与中间宽度W满足以下关系：

本发明可以提高电机整体抗退磁能力和运转可靠性。

Description

永磁辅助同步磁阻电机转子及其电机和电机的安装方法

技术领域

本发明涉及电机领域，更具体地，涉及一种永磁辅助同步磁阻电机转子及其电机和电机的安装方法。

背景技术

永磁辅助同步磁阻电机因为永磁体埋在转子铁芯内，转子的牢固性增强，并且减小永磁体内部的涡流损耗。永磁辅助同步磁阻电机d轴、q轴方向电感存在差异，除了可以利用电机的永磁转矩之外还可以利用电机的磁阻转矩，提高电机的效率，因此其应用越来越广泛。但是，目前使用的永磁电机，都存在易在电机启动失败或是电机失步运转等恶劣条件下发生退磁的风险，其中铁氧体永磁体容易在低温下发生退磁，钕铁硼永磁体容易在高温下发生退磁。因此为了提高电机的可靠性，需要提高电机的抗退磁能力。

通常来说提高电机的抗退磁能力可以通过提高永磁体材料性能、增加永磁体厚度的方法来实现，但以上方法对电机的成本增加明显，且在部分情况下即便采用最佳性能的永磁体，在结构允许的范围内采用最厚的永磁体，抗退磁能力还可能不满足需求，对于采用多层永磁体的永磁体内置式永磁同步电机，为了提高电机的整体抗退磁能力要求各层永磁体的抗退磁能力尽量一致，由于结构或工艺的限制，也很难使得各层永磁体的退磁电流保持一致。

发明内容

本发明目的在于提供一种提高电机抗退磁能力和运转可靠性的永磁辅助同步磁阻电机转子及其电机和电机的安装方法。

本发明提供了一种永磁辅助同步磁阻电机的转子，包括：转子铁心，在所述转子铁心上以所述转子的轴心为圆心按圆周方向均匀分布多个永磁体槽组，每个永磁体槽组包括单层或多层永磁体槽；多个永磁体组，与多个所述永磁体槽组的数量相同，每个永磁体组包括单层或多层分别嵌入在相应的永磁体槽组的永磁体槽中的永磁体，每个永磁体组内的各永磁体为同一极性，相邻的两个永磁体组极性相反；其中多个永磁体槽组中的至少一层永磁体槽的端部为具有切削面的锐化端，具有锐化端的永磁体槽的锐化端的切削面的宽度T与中间宽度W满足以下关系：

进一步地，永磁体槽的厚度从中间向两端逐渐递减。

进一步地，永磁体槽中间槽段的厚度均一，端部槽段的厚度从中间槽段与端部槽段的连接处开始至末端逐渐递减。

进一步地，永磁体槽中间槽段的厚度均一，连接锐化端和中间槽段的过渡槽段的厚度均一，并且过渡槽段的厚度比中间槽段的厚度小。

进一步地，具有锐化端的永磁体槽的端部为尖角。

进一步地，具有锐化端的永磁体槽的端部具有斜角或倒圆角。

进一步地，所述转子的每个永磁体槽组包括多层永磁体槽，多层永磁体槽中的最外层永磁体槽内不放置永磁体。

进一步地，所述转子的每个永磁体槽组包括多层永磁体槽，多层永磁体槽中的最外层永磁体槽的的端部为具有切削面的锐化端。

进一步地，所述转子的永磁体的形状是弧形或方块形。

进一步地，所述转子的永磁体槽的形状是弧形或U形或V形。

进一步地，所述转子的永磁体槽包括位于中部的中间槽段以及从中间槽段的端部向所述转子的外圆周延伸的端部槽段，所述永磁体仅设置在所述中间槽段中。

本发明还提供了一种永磁辅助同步磁阻电机，包括定子和由所述定子环绕的可转动的转子，其中所述转子为前述的永磁辅助同步磁阻电机的转子。

本发明还提供了一种永磁辅助同步磁阻电机的安装方法，包括以下步骤：步骤一，将永磁体插入转子铁心中的永磁体槽，使多个永磁体槽组中的至少一层永磁体槽的端部为具有切削面的锐化端，具有锐化端的永磁体槽的锐化端的切削面的宽度T与中间宽度W满足以下关系：

步骤二，将转子铁心两端用挡板封盖，从而将永磁体固定在永磁体槽中；步骤三，将封盖好的转子铁心放置于定子中，并盖合好电机外壳。

根据本发明的永磁辅助同步磁阻电机的转子，通过将永磁体槽组中的至少一层永磁体槽的末端削尖，可以提高相应层永磁体的抗退磁能力，从而提高电机整体的抗退磁能力，提高电机的运转可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的第一实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转子结构示意图；

图2是根据本发明的第二实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转子结构示意图；

图3是根据本发明的第三实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转子结构示意图；

图4是根据本发明的第四实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转子结构示意图；

图5是根据本发明的第五实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转子结构示意图；以及

图6是根据本发明的第一实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转子永磁体槽末端削尖对退磁电流影响示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图1示出了本发明第一实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转子。该转子具有六个永磁体组，即六个极，每个永磁体组具有两层永磁体，永磁体槽和永磁体均为弧形。以下参考图1和图6对第一实施例进行具体说明。

第一实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转子1包括转子铁心2和多个永磁体组。转子铁心2由硅钢板叠压而成，在转子铁心2上以转子1的轴心为圆心按圆周方向均匀分布六个永磁体槽组，每个永磁体槽组包括两层永磁体槽3，即位于内侧的内永磁体槽3a和位于外侧的外永磁体槽3b。六个永磁体组与六个永磁体槽组对应设置，每个永磁体组包括分别嵌入在相应的永磁体槽组的永磁体槽中的两层永磁体4，即位于内侧的内永磁体4a和位于外侧的外永磁体4b，每个永磁体组内的各永磁体4为同一极性，相邻的两个永磁体组的极性相反，六个永磁体组沿圆周方向按照N极、S极交替分布。内永磁体4a和外永磁体4b的弧形结构向内凸出。永磁体4比相应的永磁体槽3略短，永磁体4插入永磁体槽3后在两端部各留有一定的空隙，空隙中可以填充空气或者其他非导磁性介质。

本发明的多个永磁体槽组中的至少一层永磁体槽3的末端削尖，即至少一层永磁体槽3的端部为具有切削面的锐化端，具有锐化端的永磁体槽3的锐化端的切削面的宽度T与中间宽度W满足以下关系：在第一实施例中，具体地为外永磁体槽3b的末端削尖，如图1所示，外永磁体槽3b的末端为具有斜角的末端削尖结构；内永磁体槽3a的末端厚度没有明显变化，而是从中间部分开始向末端逐渐减薄。

实验发现在永磁体组具有两层永磁体4的情况下，外永磁体4b的退磁电流要小于内永磁体4a的退磁电流，造成电机整体退磁电流下降，通过将外永磁体槽3b末端削尖的设计，可以有效提高外永磁体4b的退磁电流，从而提高电机的整体退磁电流，其中末端削尖的永磁体槽3的末端的切削面的宽度T与中间宽度W的比值对退磁电流的影响如图6所示，根据实验结果可知，当符合

这一条件时，电机退磁电流可以明显增加。

其中，具有锐化端的永磁体槽3的厚度可以是从中间向两端逐渐递减。

具有锐化端的永磁体槽3还可以是中间厚、而两端薄的形状。以嵌入弧形永磁体4的永磁体槽3为例，由于弧形永磁体4容易在永磁体4中间内表面区域发生局部退磁，为了缓解弧形永磁体4的局部退磁，可以将弧形永磁体4设计成为中间厚、两端薄的形状，此外采用这种不等厚的永磁体4设计还可以防止永磁体4在相应的永磁体槽3内发生滑动。因此，相应的永磁体槽应是中间厚、两端薄的弧形或者其它相应形状。

为了使电机的退磁电流达到最大，具有锐化端的永磁体槽的末端还可以为尖角，即T＝0。

具有锐化端的永磁体槽3的末端还可以具有斜角或倒圆角。

在转子的每个永磁体槽组包括多层永磁体槽的情况下，为了避免转子外层永磁体退磁，引起电机的反电势及电感等参数变化，导致电机驱动可靠性下降，在最外层的永磁体槽3内可以不放置永磁体4。

永磁辅助同步磁阻电机的转子的永磁体4的形状可以是弧形或方块形。转子的永磁体槽3的形状可以是弧形或U形或V形。

图2至图5示出了本发明的其它实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转子结构。

在图2所示的第二实施例中，为六极、每极单层永磁体、永磁体槽3和永磁体4均为弧型的转子结构。每个永磁体槽3的中间厚度均一，只在两个端部进行削尖处理，使永磁体槽3的端部形成了近似梯形的结构。

在图3所示的第三实施例中，为四极、每极双层永磁体、U形永磁体槽，永磁体槽中间放置方块形永磁体的转子结构。内永磁体槽3a和外永磁体槽3b具有位于中部的中间槽段以及从中间槽段的端部向转子的外圆周延伸的端部槽段，永磁体仅设置在中间槽段中。U形永磁体槽的中间槽段厚度均一，永磁体槽的末端无明显厚度变化，U形永磁体槽的端部槽段的厚度从中间槽段与端部槽段的连接处开始至末端逐渐递减。在图3和图4中，内、外永磁体槽的锐化端的切削面的宽度分别以T1和T2代表，对应的中间宽度以W1和W2代表。

在图4所示的第四实施例中，为四极、每极双层永磁体、方块形永磁体、U形永磁体槽的转子结构。其内永磁体槽3a和外永磁体槽3b的末端均削尖处理，U形永磁体槽的U形底部厚度均一，两侧部厚度均一但可与U形底部厚度不同，在永磁体槽3a和3b的端部削尖，形成了具有斜角的末端削尖结构。

在图5所示的第五实施例中，为四极、每极双层永磁体、方块形永磁体、V形永磁体槽的转子结构。每个永磁体槽的中间厚度均一，只在两个端部进行削尖处理，其中，外永磁体槽3b的端部为具有斜角的的末端削尖结构，而内永磁体槽3b的端部为以Z代表的尖角结构，即T＝0。

以上各实施例的永磁辅助同步磁阻电机转子，无论是六极双层弧型永磁体转子、六极单层弧型永磁体转子、四极双层方块永磁体的U形转子还是四极双层方块永磁体的V形转子，只要符合的条件，都可以提高电机退磁电流，从而提高电机运转可靠性。

本发明的永磁辅助同步磁阻电机包括定子和由定子环绕的可转动的转子，其中，转子为前述的永磁辅助同步磁阻电机的转子。该永磁辅助同步磁阻电机能提高电机抗退磁能力，可以应用在空调压缩机、电动车以及风扇等系统中。

本发明还提供了一种永磁辅助同步磁阻电机的安装方法，包括以下步骤：

步骤一，将永磁体插入转子铁心中的永磁体槽，使多个永磁体槽组中的至少一层永磁体槽的端部为具有切削面的锐化端，具有锐化端的永磁体槽的锐化端的切削面的宽度T与中间宽度W满足以下关系：

步骤二，将转子铁心两端用挡板封盖，从而将永磁体固定在永磁体槽中；

步骤三，将封盖好的转子铁心放置于定子中，并盖合好电机外壳。

从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：通过将永磁体槽组中的至少一层永磁体槽的末端削尖，可以提高相应层永磁体的抗退磁能力，从而提高电机整体的抗退磁能力，提高电机的运转可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种永磁辅助同步磁阻电机的转子，包括：

转子铁心，在所述转子铁心上以所述转子的轴心为圆心按圆周方向均匀分布多个永磁体槽组，每个永磁体槽组包括单层或多层永磁体槽；

多个永磁体组，与多个所述永磁体槽组的数量相同，每个永磁体组包括单层或多层分别嵌入在相应的永磁体槽组的永磁体槽中的永磁体，每个永磁体组内的各永磁体为同一极性，相邻的两个永磁体组极性相反；其特征在于，

多个永磁体槽组中的至少一层永磁体槽的端部为具有切削面的锐化端，具有锐化端的永磁体槽的锐化端的切削面的宽度T与中间宽度W满足以下关系：

2.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，永磁体槽的厚度从中间向两端逐渐递减。

3.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，永磁体槽中间槽段的厚度均一，端部槽段的厚度从中间槽段与端部槽段的连接处开始至末端逐渐递减。

4.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，永磁体槽中间槽段的厚度均一，连接锐化端和中间槽段的过渡槽段的厚度均一，并且过渡槽段的厚度比中间槽段的厚度小。

5.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，具有锐化端的永磁体槽的端部为尖角。

6.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，具有锐化端的永磁体槽的端部具有斜角或倒圆角。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，所述转子的每个永磁体槽组包括多层永磁体槽，多层永磁体槽中的最外层永磁体槽内不放置永磁体。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，所述转子的每个永磁体槽组包括多层永磁体槽，多层永磁体槽中的最外层永磁体槽的端部为具有切削面的锐化端。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，所述转子的永磁体的形状是弧形或方块形。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，所述转子的永磁体槽的形状是弧形或U形或V形。

11.根据权利要求1至6中任一项所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子，其特征在于，所述转子的永磁体槽包括位于中部的中间槽段以及从中间槽段的端部向所述转子的外圆周延伸的端部槽段，所述永磁体仅设置在所述中间槽段中。

12.一种永磁辅助同步磁阻电机，包括定子和由所述定子环绕的可转动的转子，其特征在于，所述转子为根据权利要求1至11中任一项所述的永磁辅助同步磁阻电机的转子。

13.一种永磁辅助同步磁阻电机的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，将永磁体插入转子铁心中的永磁体槽，使多个永磁体槽组中的至少一层永磁体槽的端部为具有切削面的锐化端，具有锐化端的永磁体槽的锐化端的切削面的宽度T与中间宽度W满足以下关系：

步骤二，将转子铁心两端用挡板封盖，从而将永磁体固定在永磁体槽中；

步骤三，将封盖好的转子铁心放置于定子中，并盖合好电机外壳。

Images