CN105262254A - 一种表面-内置混合式调速永磁同步电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种表面-内置混合式调速永磁同步电机，包括定子铁心、三相电枢绕组、转子铁心和转轴，所述转子铁心表面和内部沿轴向分别设置有表面永磁体和内置永磁体。本发明提出的表面-内置混合式调速永磁同步电机，工艺简单，便于实现；通过表面永磁体和内置永磁体的相互配合，可以减小内置式永磁体磁极结构产生的漏磁，增强表面永磁体磁极的抗弱磁性能，克服各自结构的缺陷，提升调速永磁同步电机的综合性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种表面-内置混合式调速永磁同步电机，属于永磁同步电机领域。
背景技术
调速永磁同步电机具有较高的效率、功率因数和转矩密度，因而被广泛应用到电梯、风电、混合动力汽车等众多工业领域中。与传统电励磁同步电机相比，其转子采用永磁体励磁、无需励磁绕组以及集电环和电刷等装置，结构更为简单、长期运行更为可靠；且由于电机转子无励磁损耗，其效率比电励磁同步电机平均约高2％～3％，更加高效和节能。调速永磁同步电机中，永磁体是整个电机的磁源，其材料特性、尺寸大小、结构位置等因素都直接影响着电机的其他电磁性能。
按照永磁体在转子铁心上放置的位置不同，调速永磁同步电机的转子结构可以分为表面式和内置式两种结构。其中，表面式结构的永磁体磁极通常为瓦片形，并通过特殊的粘贴剂固定在转子铁心表面。该结构电机永磁体与气隙直接相邻，一方面可以产生较大的气隙磁场，便于通过改变永磁体形状和充磁方式调节气隙磁场分布，另一方面永磁体也易受到定子电枢磁场的影响，在去磁磁场下容易导致退磁。内置式调速永磁同步电机永磁体磁极位于转子铁心内部，不直接与气隙接触，永磁体外围有转子铁心保护，其机械强度和可靠性都有所提高，但电机加工工艺也更为复杂。为了减小铁心漏磁，磁极槽端部通常设有较窄的隔磁桥，尽管如此，内置式永磁同步电机的漏磁现象仍然比表贴式和内嵌式永磁同步电机更严重。因此，表面式和内置式两种结构的调速永磁同步电机均存在各自的优点和不足，使其在某些应用中受到一定局限。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种表面-内置混合式调速永磁同步电机。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种表面-内置混合式调速永磁同步电机，包括定子铁心、三相电枢绕组、转子铁心和转轴，所述转子铁心表面和内部沿轴向分别设置有表面永磁体和内置永磁体。
表面永磁体为中间厚两侧薄结构，表面永磁体磁极为偏心磁极结构。
表面永磁体采用径向充磁方式。
内置永磁体所处空腔内两侧均设置有隔磁桥。
内置永磁体为两段式V字形结构。
本发明所达到的有益效果：本发明提出的表面-内置混合式调速永磁同步电机，工艺简单，便于实现；通过表面永磁体和内置永磁体的相互配合，可以减小内置式永磁体磁极结构产生的漏磁，增强表面永磁体磁极的抗弱磁性能，克服各自结构的缺陷，提升调速永磁同步电机的综合性能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为一台4极6槽表面-内置混合式调速永磁同步电机的磁路分布图。
图3为一台4极6槽表面-内置混合式调速永磁同步电机气隙磁通密度波形图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
以4极6槽表面-内置混合式调速永磁同步电机为例，具体结构如图1所示，包括定子铁心1、三相电枢绕组2、转子铁心3和转轴4，转子铁心3表面和内部沿轴向分别设置有表面永磁体5b和内置永磁体5a。
为了减小电机漏磁，内置永磁体5a所处空腔内两侧均设置有隔磁桥6，隔磁桥6一方面要足够宽，以保证电机转子铁心的机械强度，另一方面又要尽可能小，以通过转子铁心饱和阻断漏磁磁路，减小电机漏磁，在这里内置永磁体5a为两段式V字形结构，因此空腔内两侧的隔磁桥6也形成了两种不同的形状。
上述表面永磁体5b采用径向充磁方式，若直接为等厚永磁体则会导致较大的反电势谐波和齿槽转矩，因此，为了优化气隙磁场，对表面永磁体5b进行了形状优化，使其中间厚两边薄，表面永磁体5b磁极为偏心磁极结构，气隙磁场基本为正弦分布，大大改善了电机性能。
4极6槽表面-内置混合式调速永磁同步电机的基本结构参数，如表一所示。
表一基本结构参数
图2为本实施例表面-内置混合式调速永磁同步电机的磁路分布图，图3为对应的气隙磁通密度波形，由图可知，表贴-内置混合式调速永磁同步电机磁场分布合理，气隙磁密波形较为正弦。
综上所述，表面-内置混合式调速永磁同步电机，工艺简单，便于实现；通过表面永磁体5b和内置永磁体5a的相互配合，可以减小内置式永磁体磁极结构产生的漏磁，增强表面永磁体5b磁极的抗弱磁性能，克服各自结构的缺陷，提升调速永磁同步电机的综合性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种表面-内置混合式调速永磁同步电机，包括定子铁心、三相电枢绕组、转子铁心和转轴，其特征在于：所述转子铁心表面和内部沿轴向分别设置有表面永磁体和内置永磁体。
2.根据权利要求1所述的一种表面-内置混合式调速永磁同步电机，其特征在于：表面永磁体为中间厚两侧薄结构，表面永磁体磁极为偏心磁极结构。
3.根据权利要求2所述的一种表面-内置混合式调速永磁同步电机，其特征在于：表面永磁体采用径向充磁方式。
4.根据权利要求1所述的一种表面-内置混合式调速永磁同步电机，其特征在于：内置永磁体所处空腔内两侧均设置有隔磁桥。
5.根据权利要求4所述的一种表面-内置混合式调速永磁同步电机，其特征在于：内置永磁体为两段式V字形结构。
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