CN108023421A - 电机转子和永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电机转子和永磁电机。该电机转子包括转子铁芯(1)和设置在转子铁芯(1)内的多个磁极，磁极包括第一永磁体(2)、第二永磁体(3)和第三永磁体(4)，第一永磁体(2)设置在其所在磁极的中心位置，第二永磁体(3)设置在第一永磁体(2)的两侧，第三永磁体(4)设置在第二永磁体(3)远离第一永磁体(2)的一侧，第一永磁体(2)的矫顽力小于第二永磁体(3)的矫顽力和第三永磁体(4)的矫顽力，第三永磁体(4)设置在电机q轴上。根据本发明的电机转子，能够有效降低充退磁难度，增加电机调磁范围，提高电机处于增磁控制时的运行效率。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，具体涉及一种电机转子和永磁电机。
背景技术
传统永磁电机依靠永磁体提供磁通，但永磁体提供磁场固定，电机内部磁场难以调节，使永磁电机难以兼顾高频和低频时的效率。且在供电电源电压固定的情况下，限制了电机的最高运行频率。目前，大多永磁电机只能通过弱磁控制扩大运行范围，当电机处于增磁控制时，会降低电机的运行效率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电机转子和永磁电机，能够有效降低充退磁难度，增加电机调磁范围，提高电机处于增磁控制时的运行效率。
为了解决上述问题，本发明提供一种电机转子，包括转子铁芯和设置在转子铁芯内的多个磁极，磁极包括第一永磁体、第二永磁体和第三永磁体，第一永磁体设置在其所在磁极的中心位置，第二永磁体设置在第一永磁体的两侧，第三永磁体设置在第二永磁体远离第一永磁体的一侧，第一永磁体的矫顽力小于第二永磁体的矫顽力和第三永磁体的矫顽力，第三永磁体设置在电机q轴上。
优选地，第三永磁体自身关于其所在的电机q轴对称。
优选地，第一永磁体为矩形，且在转子铁芯的横截面上，第一永磁体沿周向方向呈一字型排布，第一永磁体垂直于第一永磁体所在磁极的d轴。
优选地，第一永磁体的两端设置有第一隔磁槽，第一隔磁槽位于第二永磁体的径向外侧。
优选地，转子铁芯的外圆对应于第一隔磁槽设置有凹槽，凹槽与第一隔磁槽一一对应。
优选地，凹槽的径向深度为L1，电机的单边气隙厚度为L，其中2L<L1<3L。
优选地，在转子铁芯的横截面上，第一永磁体的径向内侧边的端点与转子铁芯的中心之间的连线为第一连线，凹槽的径向外边缘靠近电机d轴一侧的端点与转子铁芯的中心之间的连线为第二连线，第二连线与电机d轴之间的夹角为θ1，第一连线与电机d轴之间的夹角为θ2，θ1≤θ2。
优选地，在转子铁芯的横截面上，设垂直于电机d轴的直线为第一直线，凹槽为梯形，凹槽位于径向外侧的两个端点的连线在第一直线上的投影长度为L4，凹槽位于径向内侧的两个端点的连线在第一直线上的投影长度为L3，第一隔磁槽远离第一永磁体的径向内侧端点和第一隔磁槽靠近第一永磁体的径向外侧端点的连线在第一直线上的投影长度为L2，其中0.8L3≤L2<L4。
优选地，第二永磁体的宽度为H2，0.85H2≤L2≤H2。
优选地，转子铁芯包括第二安装槽，第二永磁体设置在第二安装槽内，第一隔磁槽与第二安装槽之间设置有隔磁桥，在转子铁芯的横截面上，隔磁桥的宽度为L5，电机的单边气隙厚度为L，L＜L5。
优选地，第一隔磁槽的径向内侧边的长度为L6，第二永磁体的宽度为H2，0.8H2≤L6≤1.1H2。
优选地，第二安装槽靠近电机d轴的侧边与电机d轴之间的夹角θ5满足12°≤θ5≤21°。
优选地，转子铁芯还包括第二隔磁槽，第二隔磁槽从第二安装槽靠近第一隔磁槽的一端向电机d轴延伸。
优选地，转子铁芯还包括第三隔磁槽和第一安装槽，第一永磁体设置在第一安装槽内，第三隔磁槽位于第一安装槽的径向内侧，并设置在电机d轴上，第三隔磁槽位于两个第二隔磁槽之间。
优选地，在转子铁芯的横截面上，第二隔磁槽靠近第三隔磁槽一侧的侧边与该第二隔磁槽所在侧的第一永磁体的周向侧边之间的距离为H4，第二隔磁槽靠近第三隔磁槽一侧的侧边与第三隔磁槽的靠近该第二隔磁槽一侧的侧边之间的距离为H5，第三隔磁槽的径向外侧边与第一安装槽的径向内侧边之间的距离为H6，第三隔磁槽的径向内侧边与第一安装槽的径向内侧边之间的距离为H7，第一永磁体的长度为L11，第一永磁体的宽度为H1，其中，0.3L11≤H4≤0.4L11，L≤H5≤2L，H7≤H6≤0.3H1。
优选地，第三隔磁槽为U形槽；或，第三隔磁槽为两个关于电机d轴对称的矩形槽。
优选地，在转子铁芯的横截面上，转子铁芯还包括第一安装槽和第三安装槽，第一永磁体安装在第一安装槽内，第三永磁体安装在第三安装槽内，转子铁芯包括相对于转子铁芯的中心偏心设置的偏心段，偏心距离为L9，第一安装槽的径向外侧边与转子外圆之间的距离为L10，L9≤0.8L10；和/或，转子铁芯还包括设置在转子外圆上的第一V型槽和第二V型槽，第一V型槽和第二V型槽分别设置在第三安装槽的周向两侧，并通过直切边连接，第三安装槽靠近第一V型槽一侧的径向外侧端点与第一V型槽靠近第三安装槽的侧边之间的距离为L7，直切边与第三安装槽的径向外侧边之间的距离为L8，L8≤L7≤1.2L8；偏心段的圆心角为2θ3，第一V型槽靠近第一永磁体一侧的顶点与转子铁芯的中心之间的连线和电机d轴之间的夹角为θ4，电机转子的各磁极的机械角度为2θ，0.3θ≤θ3≤0.4θ；0.8θ≤θ4≤0.9θ。
优选地，当转子铁芯包括第一安装槽时，在转子铁芯的横截面上，沿着靠近电机d轴的方向，第一隔磁槽的径向外侧边包括依次连接的第一斜边和第一凸起，第一凸起沿电机d轴方向向外凸出，第一斜边与第一凸起的连接点和第一安装槽的径向外侧边沿电机d轴方向的距离为H10，在垂直于电机d轴的直线上，第一斜边的投影长度为H9，第一凸起的投影长度为H8，电机的单边气隙厚度为L，H9＝2H8，0≤H10≤L。
优选地，沿着电机转子的转动方向，位于第一永磁体两端的两个第一隔磁槽关于电机d轴为非对称结构。
根据本发明的另一方面，提供了一种永磁电机，包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。
本发明提供的电机转子，包括转子铁芯和设置在转子铁芯内的多个磁极，磁极包括第一永磁体、第二永磁体和第三永磁体，第一永磁体设置在其所在磁极的中心位置，第二永磁体设置在第一永磁体的两侧，第三永磁体设置在第二永磁体远离第一永磁体的一侧，第一永磁体的矫顽力小于第二永磁体的矫顽力和第三永磁体的矫顽力，第三永磁体设置在电机q轴上。该电机转子在电机运行时，矫顽力较低的磁钢一直运行在增磁状态，不会出现磁通变化的问题，由于矫顽力较低的第一永磁体位于该第一永磁体所在磁极的磁极中心位置，因此能够降低电机的充退磁难度，大幅度减小矫顽力较低永磁体充退磁电流大小，改善转子内部低矫顽力永磁体正常运行时的磁稳定性。由于第三永磁体设置在电机q轴上，因此可以增大电机q轴磁阻，保证电感Ld＞Lq，保证在增磁状态下电机运行效率最优。
附图说明
图1为本发明第一实施例的电机转子的结构示意图；
图2为本发明第一实施例的电机转子的第一尺寸结构图；
图3为本发明第一实施例的电机转子的第二尺寸结构图；
图4为本发明第一实施例的电机转子不设置凹槽时的磁力线示意图；
图5为本发明第一实施例的电机转子设置凹槽时的磁力线示意图；
图6为本发明第二实施例的电机转子的结构示意图；
图7为本发明第二实施例的电机转子的磁力线示意图；
图8为本发明第三实施例的电机转子的尺寸结构图；
图9为本发明第三实施例的电机转子的磁力线示意图；
图10为本发明第四实施例的电机转子的尺寸结构图；
图11为本发明第五实施例的电机转子的结构示意图；
图12为本发明第五实施例的电机转子的另一种结构示意图。
附图标记表示为：
1、转子铁芯；2、第一永磁体；3、第二永磁体；4、第三永磁体；5、第一安装槽；6、第二安装槽；7、第三安装槽；8、第一隔磁槽；9、凹槽；10、隔磁桥；11、第二隔磁槽；12、第三隔磁槽；13、第一V型槽；14、第二V型槽；15、直切边；16、偏心段；17、第一斜边；18、第一凸起。
具体实施方式
结合参见图1至12所示，根据本发明的实施例，电机转子包括转子铁芯1和设置在转子铁芯1内的多个磁极，磁极包括第一永磁体2、第二永磁体3和第三永磁体4，第一永磁体2设置在其所在磁极的中心位置，第二永磁体3设置在第一永磁体2的两侧，第三永磁体4设置在第二永磁体3远离第一永磁体2的一侧，第一永磁体2的矫顽力小于第二永磁体3的矫顽力和第三永磁体4的矫顽力，第三永磁体4设置在电机q轴上。
该电机转子在电机运行时，电机控制策略采用增磁控制，矫顽力较低的磁钢一直运行在保磁状态，第一永磁体2维持在当前磁通状态下，不会出现磁通变化的问题，由于矫顽力较低的第一永磁体2位于该第一永磁体2所在磁极的磁极中心位置，矫顽力较高的第二永磁体3和第三永磁体4设置在第一永磁体2的两侧，因此能够降低电机的充退磁难度，大幅度减小矫顽力较低永磁体充退磁电流大小，由于第一永磁体2的磁场大小和方向可以随着需要进行改变，同时不会改变第二永磁体3和第三永磁体4的磁场大小和方向，因此这样可以根据需要是转子磁场维持在要求状态下，并能保证其稳定性。由于第三永磁体4设置在电机q轴上，因此可以增大电机q轴磁阻，保证电感Ld＞Lq，保证在增磁控制状态下电机运行效率最优。
优选地，第三永磁体4自身关于其所在的电机q轴对称，可以使相邻的磁极内q轴磁阻分布均匀，从而使得电机内磁力线分布均匀，有效提高电机的运行效率和运行稳定性。
优选地，第一永磁体2为矩形，且在转子铁芯1的横截面上，第一永磁体2沿周向方向呈一字型排布，第一永磁体2垂直于第一永磁体2所在磁极的d轴，从而能够使得第一永磁体2的结构设计更加合理，减小第一永磁体2在转子径向方向上的体积占用，增大矫顽力较高的第二永磁体3的永磁体用量，提高电机的转矩和功率密度，同时更加有效地减小调节磁场时电机的充退磁电流大小，降低电机充退磁难度，实现电机内部磁场实时同步调节。
结合参见图1至图5所示，根据本发明的第一实施例，第一永磁体2的两端设置有第一隔磁槽8，第一隔磁槽8位于第二永磁体3的径向外侧。在第一永磁体2沿周向方向的两端设置第一隔磁槽8，能够降低调磁时磁钢的充退磁难度，减小调磁时电机充退磁电流的大小，避免或者减少矫顽力较低的永磁体受高矫顽力的永磁体影响易产生退磁的问题，增加电机调磁范围，改善转子内部低矫顽力永磁体正常运行时的磁稳定性，减小电机运行所需功率。
优选地，转子铁芯1的外圆对应于第一隔磁槽8设置有凹槽9，凹槽9与第一隔磁槽8一一对应。通过在第一永磁体2的周向两端设置第一隔磁槽8，在转子铁芯1的外圆上对应第一隔磁槽8的径向位置设置凹槽9，可以通过第一隔磁槽8和凹槽9的配合强制改变磁力线的走线，使得更多的磁力线用于改变第一永磁体2的磁性，从而改善电机的充退磁难度。
优选地，凹槽9的径向深度为L1，电机的单边气隙厚度为L，其中2L<L1<3L。
优选地，在转子铁芯1的横截面上，定子齿端点与转子铁芯1的中心之间的连线为第一连线，凹槽9的径向外边缘靠近电机d轴一侧的端点与转子铁芯1的中心之间的连线为第二连线，第二连线与电机d轴之间的夹角为θ1，第一连线与电机d轴之间的夹角为θ2，θ1≤θ2≤30°/p，p是电机极数；采用这样设计可以保证足够的充退磁能量的同时保证电机运行效率。
优选地，在转子铁芯1的横截面上，设垂直于电机d轴的直线为第一直线，凹槽9为梯形，凹槽9位于径向外侧的两个端点的连线在第一直线上的投影长度为L4，凹槽9位于径向内侧的两个端点的连线在第一直线上的投影长度为L3，第一隔磁槽8远离第一永磁体2的径向内侧端点和第一隔磁槽8靠近第一永磁体2的径向外侧端点的连线在第一直线上的投影长度为L2，其中0.8L3≤L2<L4。
优选地，第二永磁体3的宽度为H2，0.85H2≤L2≤H2。图中的H3为第三永磁体4的宽度。
通过增加凹槽9，并根据电机的单边气隙厚度L等参数对凹槽9的具体结构进行限定，优化隔磁结构，进一步降低充磁电流的大小。
结合参见图6和图7所示，根据本发明的第二实施例，转子铁芯1包括第二安装槽6，第二永磁体3设置在第二安装槽6内，第一隔磁槽8与第二安装槽6之间设置有隔磁桥10，在转子铁芯1的横截面上，隔磁桥10的宽度为L5，电机的单边气隙厚度为L，L＜L5。
此类变磁通电机正常状态下，矫顽力较高的第二永磁体3和第三永磁体4的磁性压制矫顽力较低的第一永磁体2的磁性，导致矫顽力较高的第二永磁体3和第三永磁体4对矫顽力较低的第一永磁体2有去磁作用，正常状态矫顽力较低的第一永磁体2即存在退磁隐患；同时在驱动过程中的充磁过程时，两种磁钢成并联状态，矫顽力较高的第二永磁体3和第三永磁体4会短路掉大部分充磁能量，导致充磁电流增加，增加控制器压力，增加成本；采用如图5所示位置的隔磁桥10，可以使矫顽力较高的永磁体与矫顽力较低的永磁体成串联状态，即矫顽力较高的永磁体对矫顽力较低的永磁体起保磁作用，因此充磁时除充磁电流对矫顽力较低的永磁体起作用外，矫顽力较高的永磁体也起一定的作用；再进行退磁时，同样的原理，可以有效提升退磁电流，减小正常运行退磁风险。
优选地，第一隔磁槽8的径向内侧边的长度为L6，第二永磁体3的宽度为H2，0.8H2≤L6≤1.1H2。
优选地，第二安装槽6靠近电机d轴的侧边与电机d轴之间的夹角θ5满足12°≤θ5≤21°。通过设置隔磁桥10，并根据电机的单边气隙厚度L对隔磁桥10的厚度进行限制，以及限定第一隔磁槽8与第二永磁体3之间的尺寸关系等，能够使得隔磁桥10的位置设置更加合理，有效改善充磁电流。
结合参见图8和图9所示，根据本发明的第三实施例，转子铁芯1还包括第二隔磁槽11，第二隔磁槽11从第二安装槽6靠近第一隔磁槽8的一端向电机d轴延伸。
优选地，转子铁芯1还包括第三隔磁槽12和第一安装槽5，第一永磁体2设置在第一安装槽5内，第三隔磁槽12位于第一安装槽5的径向内侧，并设置在电机d轴上，第三隔磁槽12位于两个第二隔磁槽11之间。通过在第二安装槽6靠近电机d轴的一侧增加第二隔磁槽11，能够调整第二永磁体磁力线走向，使得更多的磁力线用于改变第一永磁体2的磁性，从而改善电机的充退磁难度。
通过在两个第二隔磁槽11之间设置第三隔磁槽12，同时可以作为螺钉孔，通过其位置和形状的改变，有效改善电机反向充磁时的转矩脉动。
优选地，第三隔磁槽12为U形槽；或，第三隔磁槽12为两个关于电机d轴对称的矩形槽。
在转子铁芯1的横截面上，第二隔磁槽11靠近第三隔磁槽12一侧的侧边与该第二隔磁槽11所在侧的第一永磁体2的周向侧边之间的距离为H4，第二隔磁槽11靠近第三隔磁槽12一侧的侧边与第三隔磁槽12的靠近该第二隔磁槽11一侧的侧边之间的距离为H5，第三隔磁槽12的径向外侧边与第一安装槽5的径向内侧边之间的距离为H6，第三隔磁槽12的径向内侧边与第一安装槽5的径向内侧边之间的距离为H7，第一永磁体2的长度为L11，第一永磁体2的宽度为H1，其中，0.3L11≤H4≤0.4L11，L≤H5≤2L，H7≤H6≤0.3H1。
结合参见图10所示，根据本发明的第四实施例，在第三实施例的基础上进行了进一步的改进，在本实施例中，在转子铁芯1的横截面上，转子铁芯1还包括第一安装槽5和第三安装槽7，第一永磁体2安装在第一安装槽5内，第三永磁体4安装在第三安装槽7内，转子铁芯1包括相对于转子铁芯1的中心偏心设置的偏心段16，偏心距离为L9，第一安装槽5的径向外侧边与转子外圆之间的距离为L10，L9≤0.8L10；和/或，转子铁芯1还包括设置在转子外圆上的第一V型槽13和第二V型槽14，第一V型槽13和第二V型槽14分别设置在第三安装槽7的周向两侧，并通过直切边15连接，第三安装槽7靠近第一V型槽13一侧的径向外侧端点与第一V型槽13靠近第三安装槽7的侧边之间的距离为L7，直切边15与第三安装槽7的径向外侧边之间的距离为L8，L8≤L7≤1.2L8；偏心段16的圆心角为2θ3，第一V型槽13靠近第一永磁体2一侧的顶点与转子铁芯1的中心之间的连线和电机d轴之间的夹角为θ4，电机转子的各磁极的机械角度为2θ，0.3θ≤θ3≤0.4θ；0.8θ≤θ4≤0.9θ。
通过转子外圆偏心的设计以及切边设计，可以有效减小电机转矩脉动，提高电机运行效率，同时可以进一步增加q轴磁阻。
优选地，当转子铁芯1包括第一安装槽5时，在转子铁芯1的横截面上，沿着靠近电机d轴的方向，第一隔磁槽8的径向外侧边包括依次连接的第一斜边17和第一凸起18，第一凸起18沿电机d轴方向向外凸出，第一斜边17与第一凸起18的连接点和第一安装槽5的径向外侧边沿电机d轴方向的距离为H10，在垂直于电机d轴的直线上，第一斜边17的投影长度为H9，第一凸起18的投影长度为H8，电机的单边气隙厚度为L，H9＝2H8，0≤H10≤L。
通过上述方式，可以对隔磁结构进行进一步的结构优化，提升电机效率。
结合参见图11和图12所示，根据本发明的第五实施例，其与第四实施例基本相同，不同之处在于，在本实施例中，沿着电机转子的转动方向，位于第一永磁体2两端的两个第一隔磁槽8关于电机d轴为非对称结构。
具体而言，结合参见图11所示，在本实施例中，在电机转子旋转方向上游的第一隔磁槽8的结构为第四实施例中的第一隔磁槽8的结构，在电机转子旋转方向下游的第一隔磁槽8的结构进行了调节，其与上游的第一隔磁槽8的结构上的不同在于，在本实施例中，第一斜边17调整为弧形边，从而使得磁力线可以更加顺畅地从靠近弧形边的一侧流动，磁力线流动更加流畅。
结合参见图12所示，其与图11的不同在于，在本实施例中，位于电机转子旋转方向下游的第一隔磁槽8，其径向外侧边的弧长大于上游的第一隔磁槽8的第一凸起18的径向外侧边的弧长，从而形成不对称结构。
通过设置不对称结构，可以有效地降低正反向充磁时的转矩脉动，提高电机的运行效率。
优选地，在上述的各实施例中，永磁体采用磁钢，其中第一永磁体2采用矫顽力较低的铝镍钴、钐钴、铁氧体磁钢等，第二永磁体3和第三永磁体4采用矫顽力较高的钕铁硼磁钢等。
根据本发明的实施例，永磁电机包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。
本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。以上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型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (20)
1.一种电机转子，其特征在于，包括转子铁芯(1)和设置在所述转子铁芯(1)内的多个磁极，所述磁极包括第一永磁体(2)、第二永磁体(3)和第三永磁体(4)，所述第一永磁体(2)设置在其所在磁极的中心位置，所述第二永磁体(3)设置在所述第一永磁体(2)的两侧，所述第三永磁体(4)设置在所述第二永磁体(3)远离所述第一永磁体(2)的一侧，所述第一永磁体(2)的矫顽力小于所述第二永磁体(3)的矫顽力和所述第三永磁体(4)的矫顽力，所述第三永磁体(4)设置在电机q轴上。
2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第三永磁体(4)自身关于其所在的电机q轴对称。
3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一永磁体(2)为矩形，且在所述转子铁芯(1)的横截面上，所述第一永磁体(2)沿周向方向呈一字型排布，所述第一永磁体(2)垂直于第一永磁体(2)所在磁极的d轴。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电机转子，其特征在于，所述第一永磁体(2)的两端设置有第一隔磁槽(8)，所述第一隔磁槽(8)位于所述第二永磁体(3)的径向外侧。
5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯(1)的外圆对应于所述第一隔磁槽(8)设置有凹槽(9)，所述凹槽(9)与所述第一隔磁槽(8)一一对应。
6.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述凹槽(9)的径向深度为L1，所述电机的单边气隙厚度为L，其中2L<L1<3L。
7.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，在所述转子铁芯(1)的横截面上，所述第一永磁体(2)的径向内侧边的端点与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第一连线，所述凹槽(9)的径向外边缘靠近电机d轴一侧的端点与所述转子铁芯(1)的中心之间的连线为第二连线，所述第二连线与电机d轴之间的夹角为θ1，所述第一连线与电机d轴之间的夹角为θ2，θ1≤θ2。
8.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，在所述转子铁芯(1)的横截面上，设垂直于电机d轴的直线为第一直线，所述凹槽(9)为梯形，所述凹槽(9)位于径向外侧的两个端点的连线在第一直线上的投影长度为L4，所述凹槽(9)位于径向内侧的两个端点的连线在第一直线上的投影长度为L3，所述第一隔磁槽(8)远离所述第一永磁体(2)的径向内侧端点和所述第一隔磁槽(8)靠近所述第一永磁体(2)的径向外侧端点的连线在第一直线上的投影长度为L2，其中0.8L3≤L2<L4。
9.根据权利要求8所述的电机转子，其特征在于，所述第二永磁体(3)的宽度为H2，0.85H2≤L2≤H2。
10.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯(1)包括第二安装槽(6)，所述第二永磁体(3)设置在所述第二安装槽(6)内，所述第一隔磁槽(8)与所述第二安装槽(6)之间设置有隔磁桥(10)，在所述转子铁芯(1)的横截面上，所述隔磁桥(10)的宽度为L5，所述电机的单边气隙厚度为L，L＜L5。
11.根据权利要求10所述的电机转子，其特征在于，所述第一隔磁槽(8)的径向内侧边的长度为L6，所述第二永磁体(3)的宽度为H2，0.8H2≤L6≤1.1H2。
12.根据权利要求10所述的电机转子，其特征在于，所述第二安装槽(6)靠近电机d轴的侧边与电机d轴之间的夹角θ5满足12°≤θ5≤21°。
13.根据权利要求10所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯(1)还包括第二隔磁槽(11)，所述第二隔磁槽(11)从所述第二安装槽(6)靠近所述第一隔磁槽(8)的一端向电机d轴延伸。
14.根据权利要求13所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯(1)还包括第三隔磁槽(12)和第一安装槽(5)，所述第一永磁体(2)设置在所述第一安装槽(5)内，所述第三隔磁槽(12)位于第一安装槽(5)的径向内侧，并设置在电机d轴上，所述第三隔磁槽(12)位于两个所述第二隔磁槽(11)之间。
15.根据权利要求14所述的电机转子，其特征在于，在所述转子铁芯(1)的横截面上，所述第二隔磁槽(11)靠近所述第三隔磁槽(12)一侧的侧边与该第二隔磁槽(11)所在侧的所述第一永磁体(2)的周向侧边之间的距离为H4，所述第二隔磁槽(11)靠近所述第三隔磁槽(12)一侧的侧边与所述第三隔磁槽(12)的靠近该第二隔磁槽(11)一侧的侧边之间的距离为H5，所述第三隔磁槽(12)的径向外侧边与所述第一安装槽(5)的径向内侧边之间的距离为H6，所述第三隔磁槽(12)的径向内侧边与所述第一安装槽(5)的径向内侧边之间的距离为H7，所述第一永磁体(2)的长度为L11，所述第一永磁体(2)的宽度为H1，其中，0.3L11≤H4≤0.4L11，L≤H5≤2L，H7≤H6≤0.3H1。
16.根据权利要求14所述的电机转子，其特征在于，所述第三隔磁槽(12)为U形槽；或，所述第三隔磁槽(12)为两个关于电机d轴对称的矩形槽。
17.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，在所述转子铁芯(1)的横截面上，所述转子铁芯(1)还包括第一安装槽(5)和第三安装槽(7)，所述第一永磁体(2)安装在所述第一安装槽(5)内，所述第三永磁体(4)安装在所述第三安装槽(7)内，转子铁芯包括相对于所述转子铁芯(1)的中心偏心设置的偏心段(16)，偏心距离为L9，所述第一安装槽(5)的径向外侧边与所述转子外圆之间的距离为L10，L9≤0.8L10；和/或，所述转子铁芯(1)还包括设置在转子外圆上的第一V型槽(13)和第二V型槽(14)，所述第一V型槽(13)和所述第二V型槽(14)分别设置在所述第三安装槽(7)的周向两侧，并通过直切边(15)连接，所述第三安装槽(7)靠近第一V型槽(13)一侧的径向外侧端点与所述第一V型槽(13)靠近所述第三安装槽(7)的侧边之间的距离为L7，所述直切边(15)与所述第三安装槽(7)的径向外侧边之间的距离为L8，L8≤L7≤1.2L8；所述偏心段(16)的圆心角为2θ3，所述第一V型槽(13)靠近所述第一永磁体(2)一侧的顶点与转子铁芯(1)的中心之间的连线和电机d轴之间的夹角为θ4，所述电机转子的各磁极的机械角度为2θ，0.3θ≤θ3≤0.4θ；0.8θ≤θ4≤0.9θ。
18.根据权利要求5至16中任一项所述的电机转子，其特征在于，当所述转子铁芯(1)包括第一安装槽(5)时，在所述转子铁芯(1)的横截面上，沿着靠近电机d轴的方向，所述第一隔磁槽(8)的径向外侧边包括依次连接的第一斜边(17)和第一凸起(18)，所述第一凸起(18)沿电机d轴方向向外凸出，所述第一斜边(17)与所述第一凸起(18)的连接点和所述第一安装槽(5)的径向外侧边沿电机d轴方向的距离为H10，在垂直于电机d轴的直线上，所述第一斜边(17)的投影长度为H9，所述第一凸起(18)的投影长度为H8，电机的单边气隙厚度为L，H9＝2H8，0≤H10≤L。
19.根据权利要求5至16中任一项所述的电机转子，其特征在于，沿着电机转子的转动方向，位于第一永磁体(2)两端的两个第一隔磁槽(8)关于电机d轴为非对称结构。
20.一种永磁电机，包括电机转子，其特征在于，所述电机转子为权利要求1至19中任一项所述的电机转子。
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109067045A (zh) * | 2018-11-01 | 2018-12-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子及永磁电机 |
| CN109067037A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-21 | 江苏大学 | 一种高转矩密度的混合永磁电机转子结构 |
| CN109088494A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-12-25 | 东南大学 | 一种局部磁路并联型内置式混合永磁记忆电机 |
| CN109660042A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-19 | 华中科技大学 | 一种串联型混合永磁变磁通电机 |
| WO2019119972A1 (zh) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子和永磁电机 |
| CN111106686A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-05-05 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子、磁阻电机和电动汽车 |
| WO2020093773A1 (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子结构及永磁电机 |
| CN112886739A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 转子铁芯、电机转子、电机 |
| CN113964981A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-21 | 东南大学 | 一种混合永磁转子自漏磁型可变磁通记忆电机 |
| CN114514672A (zh) * | 2019-09-30 | 2022-05-17 | 大金工业株式会社 | 转子以及电动机 |
| CN115955029A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-04-11 | 柏瑞润兴（北京）科技发展有限公司 | 一种电机转子单元 |
| CN116742854A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-12 | 山东理工大学 | 具有反向双弧线型隔磁槽的非对称永磁电机 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109347229B (zh) * | 2018-11-14 | 2024-05-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子结构及永磁电机 |
| CN112600325B (zh) * | 2020-12-10 | 2022-06-28 | 苏州汇川技术有限公司 | 电机直极转子及永磁同步电机 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011259691A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-12-22 | Denso Corp | 回転電機の回転子 |
| CN103036323A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 株式会社东芝 | 永磁铁、使用该永磁铁的电动机及发电机 |
| CN202872490U (zh) * | 2012-11-07 | 2013-04-10 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | 电动汽车用永磁磁阻电机转子聚磁结构 |
| CN203219035U (zh) * | 2012-12-10 | 2013-09-25 | 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 | 转子组件和包括该转子组件的永磁体电机 |
| CN205377491U (zh) * | 2015-12-29 | 2016-07-06 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 电机转子及永磁电机 |
| CN207782523U (zh) * | 2017-12-21 | 2018-08-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子和永磁电机 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5159577B2 (ja) * | 2008-11-19 | 2013-03-06 | 株式会社東芝 | 永久磁石式回転電機 |
| US8541919B2 (en) * | 2010-02-26 | 2013-09-24 | General Electric Company | Rotor structure for interior permanent magnet electromotive machine including laminations profiled along a segment of a bridge to define a concave and curved bridge profile |
| JP5948127B2 (ja) * | 2012-04-23 | 2016-07-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 永久磁石回転電機及びそれを用いた電動車両 |
| DE112012005688T5 (de) * | 2012-05-28 | 2014-10-02 | Aida Engineering, Ltd. | Drehende elektrische Maschine mit kombiniertem Drehmoment |
| CN103219814B (zh) | 2013-04-09 | 2015-04-08 | 沈阳工业大学 | 基于不同剩磁密度永磁体的异步起动永磁同步电动机转子 |
| JP2015208053A (ja) * | 2014-04-17 | 2015-11-19 | 日立アプライアンス株式会社 | 永久磁石式回転電機及びそれを用いた圧縮機 |
| CN104638863B (zh) | 2015-01-23 | 2016-07-06 | 浙江迈雷科技有限公司 | 一种永磁同步电机 |
| CN205385357U (zh) | 2016-02-23 | 2016-07-13 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 一种内置式永磁电机转子结构及具有其的电机 |
| CN107294243B (zh) | 2017-07-27 | 2023-07-18 | 唐山普林亿威科技有限公司 | 低转矩波动内置式永磁电机转子及优化电机磁密的方法 |
| CN108023421B (zh) | 2017-12-21 | 2024-05-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子和永磁电机 |
-
2017
- 2017-12-21 CN CN201711388513.4A patent/CN108023421B/zh active Active
-
2018
- 2018-10-29 US US16/755,122 patent/US11251665B2/en active Active
- 2018-10-29 WO PCT/CN2018/112311 patent/WO2019119972A1/zh unknown
- 2018-10-29 EP EP18891445.1A patent/EP3672027B1/en active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011259691A (ja) * | 2010-05-12 | 2011-12-22 | Denso Corp | 回転電機の回転子 |
| CN103036323A (zh) * | 2011-09-29 | 2013-04-10 | 株式会社东芝 | 永磁铁、使用该永磁铁的电动机及发电机 |
| CN202872490U (zh) * | 2012-11-07 | 2013-04-10 | 上海中科深江电动车辆有限公司 | 电动汽车用永磁磁阻电机转子聚磁结构 |
| CN203219035U (zh) * | 2012-12-10 | 2013-09-25 | 艾默生环境优化技术(苏州)有限公司 | 转子组件和包括该转子组件的永磁体电机 |
| CN205377491U (zh) * | 2015-12-29 | 2016-07-06 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 电机转子及永磁电机 |
| CN207782523U (zh) * | 2017-12-21 | 2018-08-28 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子和永磁电机 |
Cited By (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11251665B2 (en) | 2017-12-21 | 2022-02-15 | Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai | Motor rotor and permanent magnet motor |
| WO2019119972A1 (zh) * | 2017-12-21 | 2019-06-27 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子和永磁电机 |
| CN109088494A (zh) * | 2018-08-14 | 2018-12-25 | 东南大学 | 一种局部磁路并联型内置式混合永磁记忆电机 |
| US11177706B2 (en) | 2018-08-14 | 2021-11-16 | Southeast University | Built-in hybrid permanent magnet memory motor with local magnetic circuits in parallel |
| CN109067037A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-21 | 江苏大学 | 一种高转矩密度的混合永磁电机转子结构 |
| CN109067037B (zh) * | 2018-08-17 | 2020-06-26 | 江苏大学 | 一种高转矩密度的混合永磁电机转子结构 |
| CN109067045A (zh) * | 2018-11-01 | 2018-12-21 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子及永磁电机 |
| CN109067045B (zh) * | 2018-11-01 | 2024-05-17 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子及永磁电机 |
| WO2020093773A1 (zh) * | 2018-11-08 | 2020-05-14 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子结构及永磁电机 |
| US11855488B2 (en) | 2018-11-08 | 2023-12-26 | Gree Electric Appliances, Inc. Of Zhuhai | Motor rotor structure and permanent magnet motor |
| CN109660042A (zh) * | 2019-01-16 | 2019-04-19 | 华中科技大学 | 一种串联型混合永磁变磁通电机 |
| CN114514672A (zh) * | 2019-09-30 | 2022-05-17 | 大金工业株式会社 | 转子以及电动机 |
| CN111106686A (zh) * | 2019-12-09 | 2020-05-05 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子、磁阻电机和电动汽车 |
| CN111106686B (zh) * | 2019-12-09 | 2021-03-26 | 珠海格力电器股份有限公司 | 电机转子、磁阻电机和电动汽车 |
| CN112886739B (zh) * | 2021-01-22 | 2022-04-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 转子铁芯、电机转子、电机 |
| CN112886739A (zh) * | 2021-01-22 | 2021-06-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 转子铁芯、电机转子、电机 |
| CN113964981A (zh) * | 2021-11-11 | 2022-01-21 | 东南大学 | 一种混合永磁转子自漏磁型可变磁通记忆电机 |
| CN115955029A (zh) * | 2023-03-13 | 2023-04-11 | 柏瑞润兴（北京）科技发展有限公司 | 一种电机转子单元 |
| CN116742854A (zh) * | 2023-06-21 | 2023-09-12 | 山东理工大学 | 具有反向双弧线型隔磁槽的非对称永磁电机 |
| CN116742854B (zh) * | 2023-06-21 | 2024-06-07 | 山东理工大学 | 具有反向双弧线型隔磁槽的非对称永磁电机 |
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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