CN106059148A - 永磁电机及其转子 - Google Patents

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田玉冬
何超
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Shanghai Dianji University
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Shanghai Dianji University
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种永磁电机及其转子，该永磁电机转子包括转子铁芯及贯穿转子铁芯的电机轴，转子铁芯上安装有切向永磁体及径向永磁体，该电机转子还设有不导磁连接件，该不导磁连接件一端连接所述切向永磁体，使所述切向永磁体向转子铁芯内部缩进。本发明通过使切向永磁体内缩移动，减弱气隙磁密，起到了弱磁升速的目的。

Description

永磁电机及其转子
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种永磁电机。
背景技术
随着经济的飞速发展，环境污染与资源日益枯竭的问题成为人类社会发展的阻碍，节能减排成为各国经济发展的主基调。电机作为国民经济发展不可或缺的一环，在实现节能减排目标方面，扮演着重要的角色。随着科学技术的发展，新材料不断问世，特别是高性能稀土永磁材料的不断发展，为高性能永磁电机的出现奠定了重要的基础。稀土永磁电机具有体积小，能耗低、效率高等特点，其越来越广泛的被应用于生产生活中的驱动力。
Halbach阵列永磁体排列方式能够显著增强气隙磁密，这种阵列的排列方式，正被越来越广泛的应用于永磁电机的永磁体磁钢排列。但永磁电机磁钢结构一旦固定，就很难去调节其磁场的强弱。
目前现有技术有改变切向永磁体的充磁方向，包括90°、60°、30°等；在切向永磁体之间添加软磁材料等，但是现有技术没有从改变永磁体磁钢结构入手的。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种能够实现弱磁升速的永磁电机及其转子。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种永磁电机转子，包括转子铁芯及贯穿转子铁芯的电机轴，转子铁芯上安装有切向永磁体及径向永磁体，该电机转子还设有不导磁连接件，该不导磁连接件一端连接所述切向永磁体，使所述切向永磁体向转子铁芯内部缩进。
进一步的，上述切向永磁体及径向永磁体采用的halbach型永磁体阵列，排列角度为90°。
进一步的，所述径向永磁体粘贴在转子铁芯内壁。
进一步的，所述切向及径向永磁体选用高磁能积的钕铁硼材料。
进一步的，所述切向永磁体及径向永磁体形状为扇形。
进一步的，所述切向永磁体在扇形的两边设有延伸部。
进一步的，不导磁连接件为高强度绝缘不导磁材料制成。
进一步的，电机轴中心具有沿轴向延伸的开孔，该开孔在电机轴的一侧形成开槽，该不导磁连接件的另一端穿过该开孔及开槽与外部控制装置连接。
进一步的，该电机转子还设有弹簧，所述弹簧设置在不导磁连接件与切向永磁体之间，支撑该切向永磁体，防止该切向永磁体在控制装置未调节时缩进转子铁芯。
本发明还提供另一个技术方案：一种永磁电机，上述永磁电机转子。
本发明通过使切向永磁体能够向电机转子铁芯内缩进，减弱气隙磁密，起到了弱磁升速的目的。
附图说明
本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中：
图1为本发明永磁电机转子永磁体排列示意图。
图2为本发明永磁电机转子永磁体充磁方向示意图。
图3为本发明永磁电机转子连接装置结构示意图。
图4为本发明永磁电机转子电机轴的剖面图。
附图标号说明：
电机轴1、切向永磁体2、延伸部20、径向永磁体3、不导磁连接件4、弹簧5、开孔10、开槽12
具体实施方式
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是申请人按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
本发明涉及一种永磁电机及其转子，该转子包括转子铁芯及贯穿转子铁芯的电机轴1，转子铁芯上安装有切向永磁体2及径向永磁体3。
图1为本发明永磁电机转子永磁体排列示意图。图2为本发明永磁电机转子永磁体充磁方向示意图。本发明电机的切向永磁体2及径向永磁体3采用一定角度的halbach型永磁体阵列，在本实施方式中是采用2块90°角度排列。所述切向永磁体2及径向永磁体3均为扇形，且选用高磁能积的钕铁硼材。其中切向永磁体2在其扇形两边还设有延伸部20，防止该永磁电机在高速运行时，切向永磁体2进入气隙。
结合图1及图2所示，径向永磁体3为表贴式，粘贴在转子铁芯内壁；切向永磁体2不同于径向永磁体3，其并不是粘贴于转子铁芯内壁，而是可活动地安装在转子铁芯内。通过一连接装置及外部的控制装置控制切向永磁体2的活动，可以达到永磁体磁场可变，可以实现电机弱磁升速的目的，下面会具体描述该连接装置的结构。
图3为本发明永磁电机转子连接装置结构示意图。图4为本发明永磁电机转子电机轴的剖面图。该连接装置一端连接切向永磁体2，另外一端穿过电机与外部控制装置连接。该连接装置包括不导磁连接件4及弹簧5，该不导磁连接件4为高强度绝缘不导磁材料制成。电机轴1中心具有沿轴向延伸的开孔10，该开孔10在电机轴1的一侧形成开槽12，图4清楚显示了该开孔10及开槽12形状及位置。不导磁连接件4的一端穿过上述开槽12及开孔10与外部控制装置连接。
本发明永磁电机工作流程具体如下：
1.启动控制装置：当需要电机升速运行时，启动控制装置；
2.调节切向永磁铁2：控制装置通过连接装置调节切向永磁体2的位置，使切向永磁体2向转子铁芯内部缩进移动，减弱了气隙磁密，达到了弱磁升速的目的。
3.切向永磁体2复位：当电机不需要升速运行时，调节控制装置，使切向永磁体2恢复到原来的位置。
本发明通过改变halbach阵列切向永磁体结构，使切向永磁体为可活动式，能够向电机转子铁芯内缩进，减弱气隙磁密，起到了弱磁升速的目的，同时解决了永磁电机磁场不易改变的问题。此外，该发明所需材料成本较低廉，结构简单，可操作性强。
所述弹簧5采用弹性系数适当的弹簧，可以起到支撑切向永磁体2的作用，防止切向永磁体2在控制装置未调节时，即在无外力作用时，缩进转子铁芯，同时便于切向永磁体2恢复到原位。
以上结合具体实例描述了本发明的技术原理。这些描述只为了解释本发明的技术原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种永磁电机转子，包括转子铁芯及贯穿转子铁芯的电机轴，转子铁芯上安装有切向永磁体及径向永磁体，其特征在于：该电机转子还设有不导磁连接件，该不导磁连接件一端连接所述切向永磁体，使所述切向永磁体向转子铁芯内部缩进。
2.根据权利要求1中所述永磁电机转子，其特征在于：上述切向永磁体及径向永磁体采用的halbach型永磁体阵列，排列角度为90°。
3.根据权利要求1中所述永磁电机转子，其特征在于：所述径向永磁体粘贴在转子铁芯内壁。
4.根据权利要求1中所述永磁电机转子，其特征在于：所述切向及径向永磁体选用高磁能积的钕铁硼材料。
5.根据权利要求1中所述永磁电机转子，其特征在于：所述切向永磁体及径向永磁体形状为扇形。
6.根据权利要求5中所述永磁电机转子，其特征在于：所述切向永磁体在扇形的两边设有延伸部。
7.根据权利要求1中所述永磁电机转子，其特征在于：不导磁连接件为高强度绝缘不导磁材料制成。
8.根据权利要求7中所述永磁电机转子，其特征在于：电机轴中心具有沿轴向延伸的开孔，该开孔在电机轴的一侧形成开槽，该不导磁连接件的另一端穿过该开孔及开槽与外部控制装置连接。
9.根据权利要求8中所述永磁电机转子，其特征在于：该电机转子还设有弹簧，所述弹簧设置在不导磁连接件与切向永磁体之间，支撑该切向永磁体，防止该切向永磁体在控制装置未调节时缩进转子铁芯。
10.一种永磁电机，其特征在于：包括如权利要求1至9中任意一项所述永磁电机转子。
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