CN102857000B - 一种内嵌式正弦型面永磁电机转子 - Google Patents
一种内嵌式正弦型面永磁电机转子 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种内嵌式正弦型面永磁电机转子。解决了现有技术中传统电机永磁体一般贴置在转子外侧，在转子高转速情况下容易脱落的问题，以及一般形状的转子在转动中存在波动，使得电机运行不稳定，并存在振动噪音的问题。在转子表面绕轴设置有若干连续相接的弧形凸起，根据相邻凸起相交点与转子轴心的连线将转子划分成若干等分的区域，在每个区域内分别设置有两个呈倒八字形排布的槽体，在槽体内插置有永磁体。本发明的优点是：使得转子在高转速转动时永磁体不会脱离，提高了电机可靠性和寿命；增加了凸极率，产生较大的凸极转矩，提高了效率，延长了电机寿命；使得电机运行更加平稳，减少了谐波造成的损耗，对电机的振动噪声也有所改善。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁电机技术领域，尤其是涉及一种对保证了转子在高速转动时永磁体不会脱离，增加了电机的可靠性和寿命的内嵌式正弦型面永磁电机转子。
背景技术
传统的电机转子结构一般为：包括转子，在转子表面贴置有永磁体。这种采用表贴式结构的永磁体在高转速时容易脱落，影响了电机的可靠性和寿命，而且在弱磁提速时提速效果不是很明显，另外转子表面一般为圆形或多边形，这种结构的转子在转动过程中存在波动，使得电机运行不够稳定，同时还存在转动带来振动噪音的问题。如申请号为201010575144.1，名称为一种转子组件的中国发明申请，其公开的转子组件包括转轴、转子铁芯，和安装在转子铁芯外侧面的若干永磁体。该专利中的永磁体也是采用表贴式结构，就存在上述的缺点：永磁体在高转速时容易脱落，影响了电机的可靠性和寿命，在弱磁提速时提速效果不是很明显，同时转子采用一般圆形结构，在转动过程中存在波动，使得电机运行不稳定。
发明内容
本发明解决了现有技术中传统电机永磁体一般贴置在转子外侧，在转子高转速情况下容易脱落的问题，以及一般形状的转子在转动中存在波动，使得电机运行不稳定，并存在振动噪音的问题，提供了一种保证了转子在高速转动时永磁体不会脱离，增加了电机的可靠性和寿命，使电机运行更稳定的内嵌式正弦型面永磁电机转子。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种内嵌式正弦型面永磁电机转子，在转子表面绕轴设置有若干连续相接的弧形凸起，使转子的截面形成花瓣型结构，根据相邻凸起相交点与转子轴心的连线将转子划分成若干等分的区域，在每个区域内分别设置有两个呈倒八字形排布的槽体，在槽体内插置有永磁体。本发明的磁铁并不是贴置在转子表面，而是设置在转子内部的槽体内，这种结构保证了转子在高速转动时不会脱离，增加了电机的可靠性和寿命；并且该结构还增加了凸极率，产生较大的凸极转矩，减小了电机绕组电流，减低了绕组的温升，提高了效率，延长了电机寿命；另外本发明该结构还使得电机在弱磁提速时效果更为明显，并产生更高的转速，调速范围远大于采用表面贴式转子结构的电机。转子表面设有凸起，这使得气隙磁密更接近正弦形，降低了电机运行过程中转矩波动，使得电机运行更加平稳，这样减少了谐波造成的损耗，同时对电机的振动噪声也有所改善。
作为一种优选方案，所述槽体为长形直槽，每个区域内的两个槽体的外端分别设置在靠近凸起的两端处，两个槽体的内端相靠拢并设置在靠近转子轴孔的位置，这样转子截面内槽体围绕转子轴孔形成一星状结构。每个区域内对应设置有两个槽体，两个槽体都是对称设置。该凸起的两端指凸起与转子外圆相交的两个端点，也即该凸起与相邻两个凸起相交的端点。在凸起个数确定后，两个槽体之间的夹角就确定了。永磁体长度与槽体长度相匹配，可以对永磁体长度进行调节。
作为一种优选方案，所述槽体的前端与凸起边缘的间距为0.5mm~1mm，槽体的后端与转子轴孔边缘的间距为0.5mm~1mm，两个槽体的后端之间的间距为0.5mm~1.5mm。该槽体与凸起边缘及转子轴孔边缘的间距设置，保证了转子铁芯能承受的强度同时使得电机在高转速下永磁体不会脱落。
作为一种优选方案，所述转子表面的凸起为偶数个，所述每个区域的两个槽体内的永磁体磁极相同，而相邻的区域之间的永磁体磁极相反。凸起为偶数个，这样转子内形成偶数对磁极对。
作为一种优选方案，所述凸起的半径大于Rsin（a/2）小于R，其中R为转子外圆半径，a为区域内两槽体前端的外侧与转子轴心连线的夹角。在实际操作中凸起的半径小于并接近外圆半径，只是在转子表面略微凸起，并不是很明显。a的大小为0.78*180°/p，p为磁极对数量。
因此，本发明的优点是：1.将永磁体设置在转子内，使得转子在高转速转动时永磁体不会脱离，提高了电机可靠性和寿命；2.永磁体在转子每个区域内成倒八字设置，增加了凸极率，产生较大的凸极转矩，减小了电机绕组电流，减低了绕组的温升，提高了效率，延长了电机寿命；3.转子表面设置有弧形突起，使得气隙磁密更接近正弦形，降低了电机运行过程中转矩波动，使得电机运行更加平稳，这样减少了谐波造成的损耗，同时对电机的振动噪声也有所改善。
附图说明
附图1是本发明转子截面的一种结构示意图；
附图2是附图1中A处的放大结构示意图；
附图3是附图1中B处的放大结构示意图。
1-转子 2-凸起 3-区域 4-槽体 5-永磁体 6-转子轴孔。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例：
本实施例一种内嵌式正弦型面永磁电机转子，如图1所示，该转子的表面绕轴并沿轴向设置有若干连续相接的弧形凸起2，该凸起数量为偶数个，凸起大小一致且头尾相连接，本实施中以6个凸起为例进行说明。根据相邻凸起2相交点与转子轴心的连线将转子划分成若干等分的区域，如图1中虚线所表示的部分，这样就将转子划分成6个等分的区域。在每个区域内分别设置有两个呈倒八字形排布的槽体4，槽体为长形直槽，每个区域内的两个槽体4的外端分别设置在靠近凸起的两端处，该凸起的两端即指凸起与转子外圆相交的两个端点，两个槽体的内端相靠拢并设置在靠近转子轴孔6的位置，两个槽体是对称分布的，每个区域内槽体都是如此设置，这样转子截面内槽体围绕转子轴孔形成一星状结构。在槽体内插置有永磁体5，该永磁体与槽体相配合固定，永磁体的长度与槽体基本相一致，也可以对永磁体长度进行调整。如图2和图3所示，槽体4的前端与凸起边缘的间距为0.5mm，槽体4的后端与转子轴孔6边缘的间距为0.5mm，两个槽体的后端之间的间距即图2中虚线间距离为1mm。该凸起2为圆弧状，为圆的一部分，该凸起所在圆的半径c大小为Rsin（a/2）<c<R，其中R为转子外圆半径，a为区域内两槽体前端的外侧与转子轴心连线的夹角，a的大小为0.78*180°/p，p为磁极对数量。在实际操作中该凸起的半径靠近转子外圆半径，只是在转子表面略微凸起。本发明的凸起不限定为6个，可以是8个、10个等等，在凸起数量确定后即可确定两槽体前端的外侧与转子轴心连线的夹角，也就是两槽体之间的夹角。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了凸起、转子、区域、永磁体、槽体等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (1)
1.一种内嵌式正弦型面永磁电机转子，其特征在于：在转子（1）表面绕轴设置有若干连续相接的弧形凸起（2），使转子的截面形成花瓣型结构，根据相邻凸起相交点与转子轴心的连线将转子划分成若干等分的区域（3），在每个区域内分别设置有两个呈倒八字形排布的槽体（4），在槽体内插置有永磁体（5），所述槽体为长形直槽，每个区域内的两个槽体（4）的外端分别设置在靠近凸起的两端处，两个槽体（4）的内端相靠拢并设置在靠近转子（1）轴孔的位置，转子截面内槽体围绕转子轴孔形成一星状结构，所述槽体（4）的前端与凸起边缘的间距为0.5mm~1mm，槽体（4）的后端与转子轴孔边缘的间距为0.5mm~1mm，两个槽体的后端之间的间距为0.5mm~1.5mm，所述转子（1）表面的凸起为偶数个，所述每个区域（3）的两个槽体（4）内的永磁体（5）磁极相同，而相邻的区域之间的永磁体磁极相反，所述凸起（2）的半径大于Rsin（a/2）小于R，其中R为转子外圆半径，a为区域内两槽体前端的外侧与转子轴心连线的夹角。
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