CN105262302A - 一种永磁同步电机的转子斜极结构 - Google Patents

Abstract

一种永磁同步电机的转子斜极结构，转子斜极结构是由多个转子冲片叠加在一起形成的多段转子斜极结构，其中，每个转子冲片均包含安装孔和磁铁槽，安装孔和磁铁槽分别等间距地设置在转子冲片上靠近边缘的区域上，相邻的转子冲片的安装孔错开对齐，磁铁槽安装磁铁。本发明的永磁同步电机的转子斜极结构，不需要增加额外的工装和模具，只使用一套冲片模具，使用特殊设计的冲片进行特殊的组合即可实现斜极，有效地降低齿槽转矩。

Description

一种永磁同步电机的转子斜极结构

技术领域

本发明涉及永磁同步电动机和发电机的领域，尤其涉及一种永磁同步电机的转子斜极结构。

背景技术

永磁同步电机以较高的运行效率越来越多的被应用，以达到节能的效果。永磁同步电机中的永磁铁不会根据电机的位置和状态更改磁性的强弱，所以在圆周方向运转过程中，磁铁的磁极会对定子齿和槽有不同的吸引力，大小不同的吸引力将导致转子在旋转时转矩发生波动，这个波动会导致电机运转的振动和噪声，尤其对大功率的电机，此原因产生的振动和噪声尤为明显。即永磁同步电机因为永磁转子的特性产生的齿槽转矩将引起电机的振动和噪声，降低电机噪声和振动的措施之一就是减小电机运转时的齿槽转矩。所以在很多的应用领域，永磁同步电机需要采用降低齿槽转矩措施来降低电机运行的噪声和振动，其中转子斜极是方案之一。

现有斜极的主要技术有三种：第一种是2段斜极，即一个转子在长度方向上分为两段，两段的永磁铁的磁极存在一个夹角，这个夹角就是转子斜极的角度，这种做法可以减小齿槽转矩，但由于只有2端斜极，齿槽转矩的降低效果并不理想；第二种是多极磁极斜极的产品，但多极斜极的产品存在冲片形状多、模具和工装投入多、组装复杂的缺点；第三种技术是采用连续斜极，使用的磁铁直接切割成扭斜的形状，这种做法的磁铁成本投入大，产品成本高，组装成本高。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种永磁同步电机的转子斜极结构，采用简易的方式实现多段的转子斜极，有效地降低齿槽转矩。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种永磁同步电机的转子斜极结构，转子斜极结构是由多个转子冲片叠加在一起形成的多段转子斜极结构，其中，每个转子冲片均包含安装孔和磁铁槽，安装孔和磁铁槽分别等间距地设置在转子冲片上靠近边缘的区域上，相邻的转子冲片的安装孔错开对齐，磁铁槽安装磁铁。

进一步地，使用一套冲片模具制成转子冲片。

进一步地，转子冲片上的安装孔以在斜极角度上设计多个孔或连在一起的多孔的方式设置。

进一步地，转子冲片上的安装孔采用三个相连安装孔的方式设置。

进一步地，三个相连安装孔中的每个安装孔的形状相同且布置方式相同。

进一步地，转子斜极结构为三段转子斜极结构，通过使安装孔依次错开对齐的方式将三个转子冲片叠加在一起形成该三段转子斜极结构。

进一步地，磁铁槽的形状相同且布置方式相同。

进一步地，转子冲片的侧面上设置有定位槽。

进一步地，安装孔为圆形。

进一步地，磁铁槽为大体上长方形。

本发明的永磁同步电机的转子斜极结构，不需要增加额外的工装和模具，只使用一套冲片模具，使用特殊设计的冲片进行特殊的组合即可实现斜极，通过冲片的特殊设计实现多段的转子斜极，有效地降低齿槽转矩，组装简单，无需特殊工装，在不需要采用成本较高的扭斜的磁铁、不增加部件的数量的情况下，即实现转子的斜极。

附图说明

图1为本发明的永磁同步电机的转子斜极结构的转子冲片的一实施例的正视图；

图1A为图1的转子冲片的俯视图；

图1B为图1的转子冲片的侧视图；

图2为本发明的永磁同步电机的转子斜极结构的转子冲片的另一实施例的正视图；

图3为本发明的永磁同步电机的转子斜极结构的正视图；

图3A为图3的转子斜极结构的侧面分解视图；

图3B为图3的转子斜极结构的侧面视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例及附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的永磁同步电机的转子斜极结构，转子斜极结构是由多个转子冲片1叠加在一起形成的多段转子斜极结构。转子冲片1是使用一套冲片模具制成的，因此转子冲片1的设计和形状完全相同。

如图1-2所示，转子冲片1为圆环结构，转子冲片1中包含安装孔2和磁铁槽3。如图1所示，磁铁槽3邻近转子冲片1的外圆等间距地设置在转子冲片1中，各个磁铁槽3的中心与转子冲片1的圆心的距离相等。磁铁槽3贯穿转子冲片1的厚度，磁铁槽3中可安装磁铁，磁铁槽3的形状相同。在一实施例中，转子冲片1中设置10个磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310且所有磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310在转子冲片1中的布置方式相同，每个磁铁槽的中心与转子冲片1的圆心的距离相等且相邻的磁铁槽之间的间距均相等。另外，所有磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310的形状完全相同，为大体上长方形。

转子冲片1中的安装孔2以在希望的斜极角度上设计多个孔或连在一起的多孔的方式设置，安装孔2的形状相同且为圆形，安装孔2的圆心与转子冲片1的圆心的距离相等。安装孔2为多个孔时，该多个孔等间距地设置在转子冲片1中。在一实施例中，转子冲片1的安装孔2采用三个相连安装孔2的形式设置，三个相连安装孔2中的每个安装孔21、22、23的形状相同且布置方式相同，三个相连安装孔2中的每个安装孔21、22、23与转子冲片1的圆心的距离相等且安装孔21、22、23的半径相等。转子冲片1中设置有五组三个相连安装孔2，每组三个相连安装孔2分别沿转子冲片1的圆周方向等间距地布置在转子冲片1中且每组三个相连安装孔2的布置方式相同。每组三个相连安装孔2分别居中设置在不重复的相邻两个磁铁槽3之间。例如，图1-2所示的转子冲片上设置10个磁铁槽实施例中，五组三个相连安装孔2分别设置在磁铁槽31和32、33和34、35和36、37和38、39和310之间，且每组三个相连安装孔2的每个安装孔21、22、23到转子冲片1的圆心的距离相等。

在转子冲片1的侧面、对应于一组三个相连安装孔2中的中间安装孔22处可以设置一个定位槽4，定位槽4截面为半圆形且定位槽4贯穿转子冲片1的厚度。如图2所示，在另一实施例中，沿转子冲片1的侧面在分别对应于相邻磁铁槽31和32、32和33、33和34、34和35、35和36、36和37、37和38、38和39、39和310、310和31之间的间隔中心处设置定位槽4，定位槽4也贯穿转子冲片1的厚度。定位槽4有助于转子冲片1之间的定位。

本发明提供的永磁同步电机的转子斜极结构是通过在转子冲片1的磁铁槽3中塞入磁铁并且通过安装孔2将转子冲片1以不同的组装方式叠加在一起来实现的，因此本发明提供的永磁同步电机的转子斜极结构可以具有不同段的斜极，这与转子冲片1中的安装孔2和磁铁槽3的设计有关，比如安装孔2的位置、磁铁槽3的位置、安装孔2的大小等。

图3到图3B中所示的三个转子冲片1与图1到图1B中所描述的转子冲片1完全相同，因此在此省略图1到图1B中所标示的部分附图标记，仅示出部分附图标记以进行说明。如图3A所示，转子冲片1分为3段，通过三个转子冲片1的安装孔2依次错开对齐的方式而使三个转子冲片1叠加在一起。

从上向下排列的第一转子冲片1的每组三个相连安装孔2中的安装孔21与第二转子冲片1的每组三个相连安装孔2中的安装孔22对齐，同时第一转子冲片1中的各个磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310分别与第二转子冲片1中的相应磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310对齐。第一转子冲片1中的各个磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310和第二转子冲片1中的各个磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310塞入磁铁，用常规紧固件(未示出)穿过对齐的第一转子冲片1中的安装孔21和第二转子冲片1中的安装孔22而使第一转子冲片1与第二转子冲片1叠加在一起。

第二转子冲片1的每组三个相连安装孔2的安装孔22与第三转子冲片1的每组三个相连安装孔2中的安装孔23对齐，此时，第一转子冲片1中的各个安装孔21分别与第二转子冲片1中的相应安装孔22和第三转子冲片1中的相应安装孔23对齐，同时第一转子冲片1、第二转子冲片1、第三转子冲片1中的各个相应磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310分别对齐。第三转子冲片1中的各个磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310塞入磁铁，用常规紧固件继续穿过第三转子冲片1中的各个安装孔23而将第一转子冲片1、第二转子冲片1、第三转子冲片1叠加在一起，3段转子冲片1分别斜出一个角度，形成本发明的永磁同步电机的转子斜极结构。

在一实施例中，参考图3到图3B，先将第一转子冲片1、第二转子冲片1和第三转子冲片1中的各个磁铁槽31、32、33、34、35、36、37、38、39、310塞入磁铁，然后将第一转子冲片1的五组三个相连安装孔2的安装孔21和第二转子冲片1的五组三个相连安装孔2的安装孔22和第三转子冲片1的五组三个相连安装孔2的安装孔23分别对齐，并用五个常规紧固件分别穿过对齐的第一转子冲片1的安装孔21、第二转子冲片1的安装孔22、第三转子冲片1的安装孔23而使第一转子冲片1、第二转子冲片1、第三转子冲片1固定连接，3段转子冲片1分别斜出一个角度，形成本发明的永磁同步电机的转子斜极结构。

本发明的永磁同步电机的转子斜极结构，采用特殊设计的转子冲片1，通过转子冲片1的不同组装方式来实现不同段的转子斜极结构。转子冲片1中的安装孔2在希望的斜极角度上设计多个孔或连在一起的多孔，根据一个磁极上安装孔2的数量把转子斜极分成与安装孔2相同数量的段数，在形成不同分段的转子冲片1中放入磁铁后，把转子冲片1组装起来，每段上面使用的安装孔2都不同，这样完成组装的转子斜极结构后，转子斜极结构由若干个不同角度的分段转子冲片1组成，形成多段的磁极。

本发明的永磁同步电机的转子斜极结构在包括交流永磁同步电动机和发电机、直流永磁同步电动机和发电机、直流无刷电动机的永磁同步电动机和发电机中使用。

本发明的永磁同步电机的转子斜极结构不限于由三个转子冲片1构成的3段转子斜极结构，本发明的永磁同步电机的转子斜极结构可以扩展到2个、4个等多段转子斜极结构的应用，多段转子斜极结构的安装方式可以与在此公开的3段转子斜极结构的安装方式相同，也可以另有变化。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，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。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，所述转子斜极结构是由多个转子冲片叠加在一起形成的多段转子斜极结构，其中，每个转子冲片均包含安装孔和磁铁槽，所述安装孔和所述磁铁槽分别等间距地设置在所述转子冲片上靠近边缘的区域上，相邻的所述转子冲片的安装孔错开对齐，所述磁铁槽安装磁铁。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，使用一套冲片模具制成所述转子冲片。

3.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，所述转子冲片上的安装孔以在斜极角度上设计多个孔或连在一起的多孔的方式设置。

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，所述转子冲片上的安装孔采用三个相连安装孔的方式设置。

5.根据权利要求4所述的永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，所述三个相连安装孔中的每个安装孔的形状相同且布置方式相同。

6.根据权利要求5所述的永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，所述转子斜极结构为三段转子斜极结构，通过使安装孔依次错开对齐的方式将三个所述转子冲片叠加在一起形成所述三段转子斜极结构。

7.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，所述磁铁槽的形状相同且布置方式相同。

8.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，所述转子冲片的侧面上设置有定位槽。

9.根据权利要求5所述的永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，所述安装孔为圆形。

10.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子斜极结构，其特征在于，所述磁铁槽为大体上长方形。