CN103683573A

CN103683573A - 永磁开关磁链电机

Info

Publication number: CN103683573A
Application number: CN201210358358.2A
Authority: CN
Inventors: 孙文娇; 陈彬; 陈东锁; 曾学英
Original assignee: Zhuhai Gree Energy Saving Environmental Protection Refrigeration Technology Research Center Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Gree Energy Saving Environmental Protection Refrigeration Technology Research Center Co Ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: CN103683573B

Abstract

本发明提供了一种永磁开关磁链电机，该永磁开关磁链电机包括定子铁芯、转子铁芯、电枢绕组和永磁体，所述定子铁芯上包括若干个定子槽和两相邻定子槽之间的定子齿，所述定子齿上设置有放置永磁体的永磁体槽，所述电枢绕组设置在所述定子槽内，在所述永磁体槽与所述定子齿的连接部上设置有隔磁孔。本发明采用隔磁孔代替隔磁桥增加了定子冲片外围连接部的面积，能够减小定子在装配、测试和使用过程中的变形；在定子冲片内径增加隔磁孔作为连接部分可进一步增强定子的机械强度。

Description

永磁开关磁链电机

技术领域

本发明涉及一种磁链电机，尤其涉及一种永磁开关磁链电机。

背景技术

电机是现代工业系统中的主要驱动部件，性能优异的电机对整个驱动系统至关重要。近年来，随着电力电子技术、永磁材料和微机控制技术的发展，永磁无刷直流电机得到迅速发展，永磁无刷直流电机具有高效、高功率密度的特点，随着高性能永磁材料的问世，大大提高了永磁无刷直流电机的功率密度和性能。开关磁阻电机因为结构简单、可靠性好等特点，得到越来越广泛的应用。在开关磁阻电机的定子齿中间放置永磁体得到的永磁开关磁链电机，结合了开关磁阻电机和永磁电机的特点，既有开关磁阻电机结构简单可靠性好等特点，同时兼具永磁电机功率密度高等特点。

永磁开关磁链电机具有双凸极结构，与开关磁阻电机相似，同时具有开关磁阻电机和永磁电机的优点。电机定子由多个单元块组成，每个单元块包括一个U型铁芯和一片切向充磁的永磁体，相邻单元内永磁体的磁化方向相对。转子上无任何形式的绕组、永磁体、滑环等。

现有的永磁开关磁链电机，由于定子冲片被永磁体隔离，对生产加工要求极高。对于一般的生产条件，通常在永磁体外侧保留一定的相连部位，使得定子铁芯合成一个整体。铁芯相连部位必须设计得很薄，使得此部分深度饱和产生高磁阻，起到隔磁桥的作用。由于冲片的连接部位很薄，很容易造成冲片的变形、断裂，使得生产报废率增加。除此之外，加工叠压成的铁芯也存在机械强度差的缺点，定子很容易由于受到外部压力而导致内圆变形，进而影响电机的运行性能。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种新的永磁开关磁链电机，它通过设置隔磁孔增强了定子铁芯的机械强度，更适应于生产加工。

本发明的技术方案如下：

一种永磁开关磁链电机，包括定子铁芯、转子铁芯、电枢绕组和永磁体，在所述定子铁芯上设置有若干个定子槽和两相邻定子槽之间的定子齿，所述定子齿上设置有放置永磁体的永磁体槽，所述电枢绕组设置在所述定子槽内，其在所述永磁体槽与所述定子齿的边缘之间的连接部上设置有隔磁孔。

在其中一个实施例中，在所述永磁体槽与所述定子齿的外径边缘的外连接部设置有隔磁孔。

在其中一个实施例中，在所述永磁体槽与所述定子齿的内径边缘的内连接部设置有隔磁孔。

在其中一个实施例中，在所述永磁体槽与所述定子齿的两侧边缘之间的内连接部和外连接部上均设置有隔磁孔。

在其中一个实施例中，所述隔磁孔的形状为腰形孔、扇形孔或者方孔。

在其中一个实施例中，所述隔磁孔的一端与所述定子齿的边缘之间的距离小于所述永磁体槽与所述定子齿的边缘之间的连接部的长度的1/4。

在其中一个实施例中，所述隔磁孔的数目大于或等于2，所述相邻两个隔磁孔之间的距离为0.5~4mm。

在其中一个实施例中，所述隔磁孔均匀分布在所述永磁体槽与所述定子齿的边缘之间的连接部上。

在其中一个实施例中，所述隔磁孔沿所述定子铁芯周向设置。

在其中一个实施例中，所述永磁体为铁氧体或稀土。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用隔磁孔代替隔磁桥增加了定子冲片外围连接部的面积，能够减小定子在装配、测试和使用过程中的变形；在定子冲片内径增加隔磁孔作为连接部分可进一步增强定子的机械强度。

2、通过合理的设计隔磁孔的形状、大小及位置，可以优化电机的反电势波形，减小谐波含量。

3、采用隔磁孔结构可以使定子铁芯外部所受的应力分散，增加定子铁芯的机械强度，减小因定子铁芯外部受力而导致的内圆变形。

附图说明

以下结合具体附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。

图1为本发明的永磁开关磁链电机的一个实施例的整体示意图；

图2为图1所示的永磁开关磁链电机的隔磁孔的放大示意图；

图3为本发明的永磁开关磁链电机的另一个实施例的整体示意图；

图4为图3所示的永磁开关磁链电机的隔磁孔的放大示意图；

图5为本发明的永磁开关磁链电机的另一个实施例的整体示意图；

图6为图5所示的永磁开关磁链电机的隔磁孔的放大示意图；

图7为隔磁孔组的一个实施例的示意图。

附图标记说明：1-定子铁芯、2-转子铁芯、3-电枢绕组、4-永磁体、5-隔磁孔、11-定子槽、12-定子齿、13-永磁体槽。

具体实施方式

本发明提供一种新型的、结构简单的永磁开关磁链电机。更特别的，本发明主要采用隔磁孔代替以往的隔磁桥，使得定子铁芯的机械强度增加，便于加工。以下将详述本发明的较佳具体实施例。

参见图1至图7，本发明提供一种永磁开关磁链电机，该永磁开关磁链电机包括定子铁芯1、转子铁芯2、电枢绕组3和永磁体4，所述定子铁芯1包括若干个沿周向均匀分布的定子槽11和两相邻定子槽11之间的定子齿12，所述定子齿12上设置有放置永磁体4的永磁体槽13，所述电枢绕组3设置在所述定子槽11内，在所述永磁体槽13与所述定子齿12的边缘的连接部上设置有隔磁孔5。

一般的，转子铁芯是由齿槽式转子冲片叠压构成，定子铁芯由定子冲片叠压构成。本实施例中，将电枢绕组和永磁体都设置在定子铁芯上，易于散热，易于整个电机的冷却，同时可以提高功率密度；定子槽之间是定子齿，本实施例中的定子齿的最外层相互连接使得整个定子铁芯合成为一个整体。设计时对于永磁体槽与定子齿的连接部，为了防止漏磁和电磁干扰，永磁体槽和定子齿的边缘之间的连接部必须设计的非常薄，这样该连接部可以深度饱和产生高磁阻，起到隔磁桥的作用。但是连接部设计的很薄很容易造成冲片的变形、断裂，生产报废率增加。因此，本实施例在该连接部分设置了隔磁孔，由于空气的磁导率很小，因此隔磁孔使得永磁体产生的磁通通过定子齿的漏磁减少，起到隔磁的作用，设计为隔磁孔在加工设计时又可以增加永磁体槽和定子齿的边缘之间的连接部的面积，方便加工，同时减小定子铁芯在装配、测试和使用过程中的变形。

本实施例中的定子齿包括最外层的第一圆弧段121、中间的第二圆弧段122和内层的第三圆弧段123；所有定子齿的最外层的第一圆弧段相互连接使得定子铁芯为一个整体，相邻两个定子齿的第二圆弧段中间为定子槽，不同的定子齿的内层的第三圆弧段相互分离，并且第三圆弧段的弧长大于第二圆弧段的弧长，永磁体槽一般设置在整个定子齿的中心位置，一般的，隔磁孔设置在第一圆弧段的位置上。永磁体沿圆周切向充磁，放置在上述永磁体槽内，N极、S极交替排列。本实施例中的电枢绕组采用三相集中式电枢绕组。本实施例中的转子5个齿，定子6个齿，永磁体有6块。本发明可以适用于各种转子和定子的不同齿数。

隔磁孔的位置可以设计在永磁体槽与定子齿的外径边缘的外连接部即第一圆弧段的部分，也可以设置在永磁体槽与定子齿的内径边缘之间的内连接部即第三圆弧段部分，也可以在第一圆弧段和第三圆弧段均设置隔磁孔。

较佳的，作为一种可实施方式，参见图1和图2，本实施例在所述永磁体槽13与所述定子齿12的外径边缘之间的外连接部124设置有隔磁孔5。此时，永磁体槽贯穿整个第二圆弧段和第三圆弧段，第三圆弧段被永磁体槽分隔为2个小的圆弧段。采用隔磁孔组后，永磁体槽与定子齿的外径边缘的连接部分即第一圆弧段的靠近外层的部分可以适当的增加面积，这样方便加工；同时可以使定子铁芯外部所受的应力分散，增加定子铁芯的机械强度，减少因定子铁芯外部受力而导致的变形。

较佳的，作为一种可实施方式，参见图3和图4，本实施例在所述永磁体槽13与所述定子齿12的内径边缘之间的内连接部125设置有隔磁孔5。本实施例中，永磁体槽并没有贯穿整个第三圆弧段，也就是说，在永磁体槽和定子齿的内径边缘存在着内连接部125，隔磁孔组就设置在内连接部上，通常隔磁孔组设置在第三圆弧段上，本实施例在定子铁芯的靠近内径的一侧增加连接部可以进一步增强定子铁芯的机械强度。

较佳的，作为一种可实施方式，参见图5和图6，本实施例在所述永磁体槽13与所述定子齿12的内径边缘和外径边缘两侧相连的内连接部125和外连接部124上均设置有隔磁孔5。在定子齿的内径侧和外径侧均设置隔磁孔可以增强定子铁芯的强度，方便加工，同时可以更好的优化电机的反电势波形，减少谐波含量，起到隔磁作用。

较佳的，作为一种可实施方式，所述隔磁孔的形状为腰形孔、扇形孔或者方孔。隔磁孔的形状可以是多种，本实施例采用的方孔。

较佳的，作为一种可实施方式，所述隔磁孔的一端与所述定子齿的边缘之间的距离c小于所述永磁体槽与所述定子齿的边缘之间的连接部的长度的1/4，并且隔磁孔的另一端与所述永磁体槽之间的距离b也应当小于所述永磁体槽与所述定子齿的边缘之间的连接部的长度的1/4隔磁孔与定子齿的边缘的距离在满足工艺条件的要求下越小越好，同样的，隔磁孔与永磁体槽的距离在满足工艺条件的要求下越小越好，隔磁效果越好。

较佳的，作为一种可实施方式，所述隔磁孔的数目大于1个，所述相邻两个隔磁孔之间的距离c为0.5~4mm。隔磁孔的数目可以是1个，也可以是多个。如果设置多个隔磁孔，则相邻隔磁孔之间的距离越小，隔磁效果越好。

较佳的，作为一种可实施方式，所述隔磁孔均匀分布在所述永磁体槽与所述定子齿的边缘之间的连接部上。也就是说所述隔磁孔的宽度与所述永磁体槽的宽度相当。即最左侧隔磁孔的最左端与最右侧隔磁孔的最右端之间的距离，等于隔磁孔的数量n×隔磁孔的宽度+（n-1）×隔磁孔之间的距离c。也就是说，隔磁孔组应当均匀分布在整个永磁体槽与定子齿的边缘之间的连接部上。本实施例中隔磁孔的数量可以根据隔磁孔的大小、形状以及永磁体槽的宽度确定，以能充分隔断永磁体与定子冲片内径、外径的连接部为准。

较佳的，作为一种可实施方式，所述隔磁孔沿所述定子铁芯周向设置。永磁体槽沿定子铁芯周向设置，则隔磁孔沿所述定子铁芯周向设置。

较佳的，作为一种可实施方式，所述永磁体为铁氧体或稀土等永磁材料。

较佳的，作为一种可实施方式，所述永磁开关磁链电机为旋转电机或直线电机。本发明的隔磁孔可以适用于各种电机。

最后，需要说明的是，在本专利文件中，诸如第一、第二等之类的关系术语仅仅用于将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何关系或者顺序。而且，在本专利文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体，其意在涵盖而非排他性包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备，不仅包括这些要素，而且还包括没有明确列出而本领域技术人员能够知晓的其他要素，或者还包括为这些过程、方法、物品或者设备所公知的必不可少的要素。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种永磁开关磁链电机，包括定子铁芯、转子铁芯、电枢绕组和永磁体，所述定子铁芯包括若干个定子槽和两相邻定子槽之间的定子齿，所述定子齿上设置有放置永磁体的永磁体槽，所述电枢绕组设置在所述定子槽内，其特征在于：在所述永磁体槽与所述定子齿的边缘之间的连接部上设置有隔磁孔。

2.根据权利要求1所述的永磁开关磁链电机，其特征在于：在所述永磁体槽与所述定子齿的外径边缘的外连接部上设置有隔磁孔。

3.根据权利要求1所述的永磁开关磁链电机，其特征在于：在所述永磁体槽与所述定子齿的内径边缘的内连接部上设置有隔磁孔。

4.根据权利要求1所述的永磁开关磁链电机，其特征在于：在所述永磁体槽与所述定子齿的两侧边缘之间的内连接部和外连接部上均设置有隔磁孔。

5.根据权利要求2~4任意一项所述的永磁开关磁链电机，其特征在于：所述隔磁孔的形状为腰形孔、扇形孔或者方孔。

6.根据权利要求2~4任意一项所述的永磁开关磁链电机，其特征在于：所述隔磁孔的一端与所述定子齿的边缘之间的距离小于所述永磁体槽与所述定子齿的边缘之间的连接部的长度的1/4。

7.根据权利要求2~4任意一项所述的永磁开关磁链电机，其特征在于：所述隔磁孔的数目大于或等于2，所述相邻两个隔磁孔之间的距离为0.5~4mm。

8.根据权利要求2~4任意一项所述的永磁开关磁链电机，其特征在于：所述隔磁孔均匀分布在所述永磁体槽与所述定子齿的边缘之间的连接部上。

9.根据权利要求1所述的永磁开关磁链电机，其特征在于：所述隔磁孔沿所述定子铁芯周向设置。

10.根据权利要求1所述的永磁开关磁链电机，其特征在于：所述永磁体为铁氧体或稀土。