CN106374655A - 一种电机转子及具其的永磁电机 - Google Patents

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范少稳
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Abstract

本发明提供一种电机转子及具有其的永磁电机，电机转子包括转子铁芯、磁体容纳槽和磁体，磁体容纳槽设置于转子铁芯中，磁体容纳槽内设置有磁体，转子铁芯设置有缝隙孔，缝隙孔设置在磁体容纳槽外侧的转子圆周部分，缝隙孔贯穿到转子外圆周面。本发明提供的电机转子能够减少转子铁芯外周部分的无效磁通，消除定子绕组中感应电压中的5次、7次谐波，并且不会产生不必要的径向力和轴向力，从而降低电机的噪音，同时减少了铁损而提高电机效率。

Description

一种电机转子及具其的永磁电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机转子及具有其的永磁电机。
背景技术
目前在永磁电机中，对电机定子为3n(n＝2,3,4…)槽，转子为2n(n＝2,3,4…)极的永磁电机，其转子如图1所示，在永磁电机的转子铁芯中设置有多个封闭缝隙孔，该封闭缝隙孔没有延伸到外圆周面，即该封闭缝隙孔没有贯穿到电机的气隙中，该结构能使磁体的磁通沿径向进出，同时使得由定子绕组电流产生的磁通减少沿外周部分铁芯的圆周方向迂回。
但不足之处是，由于封闭缝隙孔与转子外圆周间存在一定距离d1，在该区域内因为有转子冲片的存在，所以会出现一定数量的无效磁通，定子绕组中感应的电压含有很多高次谐波的失真波形，特别是有较大的5次、7次谐波，导致噪音增大，还因铁损增大而导致电机效率降低。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种电机转子及具有其的永磁电机，能够减少转子铁芯外周部分的无效磁通，相对于传统结构能大幅度消除定子绕组中感应电压中的5次、7次谐波分量。
本发明的一个方面提供一种电机转子，采用以下方案：
一种电机转子，包括转子铁芯、磁体容纳槽和磁体，所述磁体容纳槽设置于所述转子铁芯中，所述磁体容纳槽内设置有所述磁体，所述转子铁芯中设置有缝隙孔，所述缝隙孔设置在所述磁体容纳槽外侧的转子圆周部分，所述缝隙孔贯穿到转子外圆周面。
优选地，所述缝隙孔的数量N≥4。
优选地，所述缝隙孔朝向所述转子外圆周面延伸的方向与所述磁体容纳槽的侧壁垂直。
优选地，所述缝隙孔关于穿过所述磁体容纳槽中心的转子半径对称分布。
优选地，相邻缝隙孔之间的距离从中间位置向两侧逐渐减小。
优选地，所述缝隙孔的缝隙宽度t小于其朝向所述转子外圆周面延伸的距离。
优选地，所述转子铁芯中还包括通气孔，所述通气孔沿轴向贯穿所述转子铁芯。
优选地，所述转子铁芯由转子冲片层叠而成，所述缝隙孔的底面到所述磁体容纳槽的距离d为所述转子冲片厚度的1-3倍。
优选地，所述转子铁芯由转子冲片层叠而成，所述缝隙孔的缝隙宽度t为所述转子冲片厚度的1-3倍。
本发明的另一个方面提供一种永磁电机，采用以下方案：
一种永磁电机，包括转子和定子，所述转子为前面所述的电机转子。
本发明提供的电机转子减少了转子铁芯外周部分的无效磁通，消除定子绕组中感应电压中的5次、7次谐波，并且不会产生不必要的径向力和轴向力，从而降低电机的噪音，同时减少了铁损而提高电机效率。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1是现有电机转子结构示意图；
图2是本发明所涉及的一种电机转子结构示意图；
图3是图2局部结构放大示意图；
图4是现有永磁电机转子磁力线分布图；
图5是本发明所涉及的永磁电机转子磁力线分布图；
图6是本发明的永磁电机定子绕组感应电压5次谐波与7次谐波与现有技术的对比图；
图中：1-转子铁芯；2-磁体容纳槽；31-封闭缝隙孔；32-缝隙孔；4-磁体；5-通气孔；a-第一缝隙孔；b-第二缝隙孔；c-第三缝隙孔；d-第四缝隙孔；e-第五缝隙孔；f-第六缝隙孔；Ⅰ-传统永磁电机转子谐波；Ⅱ-本发明永磁电机转子谐波。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。
如图1所示，传统的电机转子包括转子铁芯1，转子铁芯1中设置有磁体容纳槽2、多个封闭缝隙孔31和通气孔5，磁体4容纳于磁体容纳槽2中，其中，封闭缝隙孔31没有延伸到转子的外圆周面，即该封闭缝隙孔没有贯穿到电机的气隙中，传统的电机转子能使磁体的磁通沿径向进出，同时使得由定子绕组电流产生的磁通减少沿外周部分转子铁芯1的圆周方向迂回，改善外周部分转子铁芯1的磁通分布而使噪音及振动减少，如图4所示，由于封闭缝隙孔与转子外圆周间存在一定距离d1，在该区域内因为有转子冲片的存在，所以会出现一定数量的无效磁通，定子绕组中感应的电压含有很多高次谐波的失真波形，特别是有较大的5次谐波、7次谐波，导致噪音增大，还因铁损增大而导致电机效率降低。
如图2所示，本发明提供的一种电机转子，包括转子铁芯1、磁体容纳槽2和磁体4，磁体容纳槽2内设置有磁体4，在转子铁芯1中设置有缝隙孔32，缝隙孔32设置在磁体容纳槽2外侧的转子圆周部分，缝隙孔32贯穿到转子外圆周面，也即贯穿到电机的气隙中。能减少转子铁芯1外周部分的无效磁通，彻底地消除定子绕组中感应电压中的5次、7次谐波，不会产生不必要的径向力和轴向力，从而降低电机的噪音，同时减少了铁损而提高电机效率，如图6所示，相对于传统结构能大幅度消除定子绕组中感应电压中的5次、7次谐波分量，其中5次谐波感应电压减低40％，7次谐波感应电压减低60％以上。
进一步地，缝隙孔32的数量N≥4，以最大化的减少转子铁芯1外周部分的无效磁通。
进一步地，缝隙孔32朝向转子外圆周面延伸的方向与磁体容纳槽2的侧壁垂直，利于减少转子铁芯1外周部分的无效磁通。
进一步地，缝隙孔32关于穿过磁体容纳槽2中心的转子半径对称分布。
进一步地，相邻缝隙孔32之间的距离从中间位置向两侧逐渐减小。在一实施例中，如图3所示，缝隙孔32包括第一缝隙孔a、第二缝隙孔b、第三缝隙孔c、第四缝隙孔d、第五缝隙孔e、第六缝隙孔f，其中，第一缝隙孔a与第六缝隙孔f、第二缝隙孔b与第五缝隙孔e、第三缝隙孔c与第四缝隙孔d、分别沿转子半径对称分布，靠近中间的第三缝隙孔c与第四缝隙孔d之间的距离为L1，依次向外的第四缝隙孔d与第五缝隙孔e之间的距离为L2，第五缝隙孔e与第六缝隙孔f之间的距离为L3，满足L1>L2>L3。
进一步地，缝隙孔32的缝隙宽度t小于其朝向转子外圆周面延伸的距离，从而构成大致径向的细长结构，利于减少转子铁芯1外周部分的无效磁通。
进一步地，转子铁芯1包括通气孔5，通气孔5沿轴向贯穿转子铁芯1，能够使转子产生的热量散发出去。
进一步地，转子铁芯1由转子冲片层叠而成，缝隙孔32的底面到磁体容纳槽2的距离d为转子冲片厚度的1-3倍。
进一步地，转子铁芯1由转子冲片层叠而成，缝隙孔32的缝隙宽度t为转子冲片厚度的1-3倍。
本发明还提供了一种永磁电机，包括转子和定子，转子为本发明的电机转子。实现减少转子铁芯1外周部分的无效磁通，能够降低电机的噪音，同时减少了铁损而提高电机效率。如图5所示，本发明永磁电机转子外周部分的磁力线整齐，无迂回曲折现象，能彻底的消除定子绕组中感应电压中的5次、7次谐波。
本发明提供的电机转子及具有其的永磁电机能够减少了转子铁芯外周部分的无效磁通，彻底的消除定子绕组中感应电压中的5次、7次谐波，相对于传统结构能大幅度消除定子绕组中感应电压中的5次、7次谐波分量，其中5次谐波感应电压减低40％，7次谐波感应电压减低60％以上，并且不会产生不必要的径向力和轴向力，从而降低电机的噪音，同时减少了铁损而提高电机效率。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机转子，包括转子铁芯、磁体容纳槽和磁体，所述磁体容纳槽设置于所述转子铁芯中，所述磁体容纳槽内设置有所述磁体，其特征在于，所述转子铁芯中设置有缝隙孔，所述缝隙孔设置在所述磁体容纳槽外侧的转子圆周部分，所述缝隙孔贯穿到转子外圆周面。
2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述缝隙孔的数量N≥4。
3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述缝隙孔朝向所述转子外圆周面延伸的方向与所述磁体容纳槽的侧壁垂直。
4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述缝隙孔关于穿过所述磁体容纳槽中心的转子半径对称分布。
5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，相邻缝隙孔之间的距离从中间位置向两侧逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述缝隙孔的缝隙宽度t小于其朝向所述转子外圆周面延伸的距离。
7.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯中还包括通气孔，所述通气孔沿轴向贯穿所述转子铁芯。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯由转子冲片层叠而成，所述缝隙孔的底面到所述磁体容纳槽的距离d为所述转子冲片厚度的1-3倍。
9.根据权利要求1-7任一项所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯由转子冲片层叠而成，所述缝隙孔的缝隙宽度t为所述转子冲片厚度的1-3倍。
10.一种永磁电机，包括转子和定子，其特征在于，所述转子为权利要求1-9任一项所述的电机转子。
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