CN107994699B - 一种提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构 - Google Patents

一种提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构，包括中心转轴、转子铁芯，中心转轴和转子铁芯同中心轴线安装；围绕中心轴线，在转子铁芯上均匀设有多个形状、大小相同的U形通槽，U形通槽的底部槽体上设有永磁体，U形通槽的两侧槽体上设有若干个相互之间不连通的磁桥。本发明通过在U形通槽的两侧槽体上设置不完全连通的磁桥结构，有效提高了电机的抗不可逆退磁能力。磁桥结构的设置并未明显影响电机的转矩输出能力，保证了电机的输出性能。

Description

一种提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构
技术领域
本发明涉及永磁电机领域，特别是涉及一种提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构。
背景技术
永磁电机中，转子铁芯中按一定规律分布有永磁体，永磁体建立的磁场与定子电枢磁场相互作用产生电磁转矩。当电机转速升高，永磁磁场在电枢绕组中感应出的反电势也随之升高，为进一步提高速度，通常的做法是利用电枢电流的励磁分量产生去磁磁场来进行弱磁控制，也就是向永磁体施加一个退磁磁场。在某些特殊情况下，例如启动或堵转的时候，永磁体亦可能会承受一个较大的退磁磁场。这些退磁磁场的存在，会使得永磁体的工作点沿永磁材料的退磁曲线下降。而永磁材料的退磁曲线通常并非完全线性，在永磁体工作点低于某个值后，会进入到退磁曲线的非线性段。进入非线性段工作的永磁体，在撤掉去磁磁场后，永磁体将沿新的回复线运行，并不能恢复到原本的初始状态，导致永磁体性能发生不可逆变化，从而使得电机的性能出现变化。
上述现象称为永磁体的不可逆退磁，不可逆退磁的发生导致电机工作性能不稳定。电机抵抗不可逆退磁的能力称为抗不可逆退磁能力，电机的抗不可逆退磁能力，影响着电机驱动系统的稳定性和可靠性。
在有较高可靠性和稳定性的应用场合中，抗不可逆去磁能力是电机的重要设计指标，如何在不大幅降低电机转矩密度的同时获得良好的抗不可逆去磁能力，是现代电机设计领域的一大技术难题。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构，能够在保证不明显降低电机输出能力的前提下，有效地提高电机的抗不可逆退磁能力，从而提高电机的稳定性和可靠性。
技术方案：为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明所述的提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构，包括中心转轴、转子铁芯，中心转轴和转子铁芯同中心轴线安装；围绕中心轴线，在转子铁芯上均匀设有多个形状、大小相同的U形通槽，U形通槽的底部槽体上设有永磁体，U形通槽的两侧槽体上设有若干个相互之间不连通的磁桥。
进一步，所述磁桥沿垂直于U形通槽内壁的方向设置，U形通槽的厚度为h，磁桥垂直于U形通槽内壁方向上的长度hrib满足永磁体磁化方向上的长度为lpm，磁桥平行于U形通槽内壁方向上的长度wrib满足磁桥沿平行于U形通槽内壁方向距离永磁体的距离lrib满足lrib>lpm。
进一步，所述U形通槽的一侧槽体上设有的磁桥的个数n≥2，所述n个磁桥中，相邻两个磁桥的间距drib≥wrib。
进一步，所述转子铁芯由转子冲片叠压而成。
有益效果：本发明公开了一种提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构，具有如下的有益效果：
1)通过在U形通槽的两侧槽体上设置不完全连通的磁桥结构，有效提高了电机的抗不可逆退磁能力；
2)磁桥结构的设置并未明显影响电机的转矩输出能力，保证了电机的输出性能。
附图说明
图1为本发明具体实施方式中转子的结构示意图；
图2为图1的局部放大图；
图3为本发明的实施例1中转子的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明的技术方案作进一步的介绍。
本具体实施方式公开了一种提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构，如图1所示，包括中心转轴1、转子铁芯2，中心转轴1和转子铁芯2同中心轴线安装。如图2所示，围绕中心轴线，在转子铁芯2上均匀设有多个形状、大小相同的U形通槽4，U形通槽4的底部槽体上设有永磁体3，U形通槽4的两侧槽体上设有若干个相互之间不连通的磁桥5。因各磁桥5之间不连通，故磁桥5又称为旁通磁桥。转子铁芯2由转子冲片叠压而成。
磁桥5沿垂直于U形通槽4内壁的方向设置，U形通槽4的厚度为h，磁桥5垂直于U形通槽4内壁方向上的长度hrib满足永磁体磁化方向上的长度为lpm，磁桥5平行于U形通槽4内壁方向上的长度wrib满足磁桥5沿平行于U形通槽4内壁方向距离永磁体的距离lrib满足lrib>lpm。U形通槽4的一侧槽体上设有的磁桥5的个数n≥2，n个磁桥5中，相邻两个磁桥5的间距drib≥wrib。
下面通过实施例1对本具体实施方式进行进一步的说明。
图3所示为电机的转子整体结构图，本实施例为一个6极的永磁磁阻同步电机转子，P＝6。如图3所示的本实施例转子结构示意图，转子铁芯中共有3层通槽，沿中心转轴向外依次为内层、中间层和外层。其中，内层和中间层通槽厚度h和永磁体沿磁化方向的厚度lpm均为3mm，h＝lpm＝3mm，设置于内层和中间层通槽两端的旁通磁桥沿垂直于通槽内壁的方向上的长度hrib＝1.5mm，满足旁通磁桥沿平行于通槽内壁的方向上的长度wrib＝0.7mm，满足旁通磁桥沿平行于通槽内壁的方向上距离永磁体的距离lrib＝3.5mm，满足lrib>lpm；本实施例中在内层和中间层通槽的同一端均设置2个旁通磁桥，n＝2，满足n≥2；在同一端的2个旁通磁桥间的距离drib＝0.7mm，满足drib≥wrib。

Claims (3)

1.一种提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构，其特征在于：包括中心转轴(1)、转子铁芯(2)，中心转轴(1)和转子铁芯(2)同中心轴线安装；围绕中心轴线，在转子铁芯(2)上均匀设有多个形状、大小相同的U形通槽(4)，U形通槽(4)的底部槽体上设有永磁体(3)，U形通槽(4)的两侧槽体上设有若干个相互之间不连通的磁桥(5)；
所述磁桥(5)沿垂直于U形通槽(4)内壁的方向设置，U形通槽(4)的厚度为h，磁桥(5)垂直于U形通槽(4)内壁方向上的长度hrib满足永磁体磁化方向上的长度为lpm，磁桥平行于U形通槽(4)内壁方向上的长度wrib满足磁桥(5)沿平行于U形通槽(4)内壁方向距离永磁体的距离lrib满足lrib>lpm。
2.根据权利要求1所述的提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构，其特征在于：所述U形通槽(4)的一侧槽体上设有的磁桥(5)的个数n≥2，所述n个磁桥(5)中，相邻两个磁桥(5)的间距drib≥wrib。
3.根据权利要求1所述的提高永磁电机永磁体抗不可逆去磁能力的转子结构，其特征在于：所述转子铁芯(2)由转子冲片叠压而成。
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