CN109378916A - 一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构 - Google Patents

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戈宝军
刘海涛
于岚
林鹏
王立坤
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Abstract

本发明提供了一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构，属于电机结构技术领域，转子包括铁心极、主永磁体、辅助永磁体、钛合金填充物、支撑筋，所述的铁心极为一体式叠压结构，数量为偶数个，外表面开有圆弧形轴向流道，所述的主永磁体极性相同，内插于铁心极中部，侧面与铁心极相贴合，所述的辅助永磁体内嵌于铁心极背部，极性与主永磁体相反，数量为主永磁体数量的两倍，所述的钛合金填充物沿周向与主永磁体相间排布，所述的支撑筋为矩形，与主永磁体和钛合金填充物底部相接触。本发明的电机转子结构，可以降低铁损，减少永磁体用量，能够提高转矩密度，减小漏磁，弱磁能力强，调速范围宽。

Description

一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体是一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构。
背景技术
电动汽车产业的发展对于解决环境污染和能源短缺等问题具有重要意义，电动汽车多采用效率和功率因数较高的永磁电机作为驱动核心，而电动汽车驱动系统对永磁电机的要求也越来越高。电机采用交替极结构可以克服传统横向磁通永磁电机弱磁能力低的问题，与传统表贴式永磁电机相比其永磁体用量较少，因此得到了越来越多的关注与应用。但是传统的交替极永磁电机结构会产生一定的漏磁，进而限制了电机的弱磁调速能力以及输出转矩，这与电动汽车用驱动电机具有较宽的调速范围、在恶劣路况下电机能够输出较大转矩的实际需求是矛盾的。因此针对电动汽车的实际需要，合理优化驱动电机结构以提升电机运行性能具有实际应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构，以解决现有永磁电机永磁体用量大、损耗高、输出转矩低的问题，并减小漏磁，提高电机的弱磁扩速能力。
为达到上述目的本发明所采用的技术方案是：一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构，转子包括铁心极、主永磁体、辅助永磁体、钛合金填充物、支撑筋，所述的铁心极为一体式叠压结构，数量为偶数个，外表面开有圆弧形轴向流道，所述的主永磁体极性相同，内插于铁心极中部，侧面与铁心极相贴合，所述的辅助永磁体内嵌于铁心极背部，极性与主永磁体相反，数量为主永磁体数量的两倍，所述的钛合金填充物沿周向与主永磁体相间排布，所述的支撑筋为矩形，与主永磁体和钛合金填充物底部相接触。
上述技术方案中，所述的铁心极采用低铁损冷轧高强度碳素钢材料，铁心极与主永磁体数量相同，铁心极极性与主永磁体相反。
上述技术方案中，所述的主永磁体采用温度系数较低的钐钴材料，主永磁体呈轮辐型沿圆周交替排列。
上述技术方案中，所述的辅助永磁体采用价格较低的铁氧体材料，单块辅助永磁体体积小于主永磁体的二分之一。
上述技术方案中，所述的钛合金填充物位于两铁心极之间，钛合金填充物与主永磁体体积相同。
上述技术方案中，所述的支撑筋径向高度h2大于辅助永磁体径向厚度h1。
通过采用上述技术方案，永磁电机获得良好的运行性能，铁心极为一体式叠压结构，数量为偶数个，外表面开有圆弧形轴向流道，可保证磁场的对称性，减少铁损，利于散热，主永磁体极性相同，内插于铁心极中部，侧面与铁心极相贴合，呈轮辐型沿圆周交替排列，可将铁心极磁化成与主永磁体相反的极性，减少了永磁体用量，辅助永磁体内嵌于铁心极背部，极性与主永磁体相反，能够提高转矩密度，弱磁能力强，调速范围宽，钛合金填充物沿周向与主永磁体相间排布，起到隔磁效果，减小了极间漏磁，支撑筋为矩形，与主永磁体和钛合金填充物底部相接触，可以起到固定作用。
附图说明
附图1是本发明一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构的示意图。
附图2是转子铁心极局部放大图。
图1中：1、铁心极，2、主永磁体，3、辅助永磁体，4、支撑筋，5、钛合金填充物，6、轴向流道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参照说明书附图1和附图2，一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构,其特征在于，转子包括铁心极1、主永磁体2、辅助永磁体3、钛合金填充物4、支撑筋5，所述的铁心极1为一体式叠压结构，数量为偶数个，外表面开有圆弧形轴向流道6，所述的主永磁体2极性相同，内插于铁心极1中部，侧面与铁心极1相贴合，所述的辅助永磁体3内嵌于铁心极1背部，极性与主永磁体2相反，数量为主永磁体2数量的两倍，所述的钛合金填充物4沿周向与主永磁体2相间排布，所述的支撑筋5为矩形，与主永磁体2和钛合金填充物4底部相接触。
所述的铁心极1采用低铁损冷轧高强度碳素钢材料，铁心极1与主永磁体2数量相同，铁心极1极性与主永磁体2相反。
所述的主永磁体2采用温度系数较低的钐钴材料，主永磁体2呈轮辐型沿圆周交替排列。
所述的辅助永磁体3采用成本较低的铁氧体材料，单块辅助永磁体3体积小于主永磁体2的二分之一。
所述的钛合金填充物4位于两铁心极1之间，钛合金填充物4与主永磁体2体积相同。
所述的支撑筋5径向高度h2大于辅助永磁体3径向厚度h1。
本发明的转子结构中，铁心极1为一体式叠压结构，数量为偶数个，外表面开有圆弧形轴向流道6，可保证磁场的对称性，减少铁损，利于散热，主永磁体2极性相同，内插于铁心极1中部，侧面与铁心极1相贴合，呈轮辐型沿圆周交替排列，可将铁心极1磁化成与主永磁体2相反的极性，减少了永磁体用量，辅助永磁体3内嵌于铁心极1背部，极性与主永磁体2相反，能够提高转矩密度，弱磁能力强，调速范围宽，钛合金填充物4沿周向与主永磁体2相间排布，起到隔磁效果，减小了极间漏磁，支撑筋5为矩形，与主永磁体2和钛合金填充物4底部相接触，可以起到固定作用。
本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

Claims (6)

1.一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构，其特征在于，转子包括铁心极（1）、主永磁体（2）、辅助永磁体（3）、钛合金填充物（4）、支撑筋（5），所述的铁心极（1）为一体式叠压结构，数量为偶数个，外表面开有圆弧形轴向流道（6），所述的主永磁体（2）极性相同，内插于铁心极（1）中部，侧面与铁心极（1）相贴合，所述的辅助永磁体（3）内嵌于铁心极（1）背部，极性与主永磁体（2）相反，数量为主永磁体（2）数量的两倍，所述的钛合金填充物（4）沿周向与主永磁体（2）相间排布，所述的支撑筋（5）为矩形，与主永磁体（2）和钛合金填充物（4）底部相接触。
2.根据权利要求书1所述的一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构，其特征在于，所述的铁心极（1）采用低铁损冷轧高强度碳素钢材料，铁心极（1）与主永磁体（2）数量相同，铁心极（1）极性与主永磁体（2）相反。
3.根据权利要求书1所述的一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构，其特征在于，所述的主永磁体（2）采用温度系数较低的钐钴材料，主永磁体（2）呈轮辐型沿圆周交替排列。
4.根据权利要求书1所述的一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构，其特征在于，所述的辅助永磁体（3）采用成本较低的铁氧体材料，单块辅助永磁体（3）体积小于主永磁体（2）的二分之一。
5.根据权利要求书1所述的一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构，其特征在于，所述的钛合金填充物（4）位于两铁心极（1）之间，钛合金填充物（4）与主永磁体（2）体积相同。
6.根据权利要求书1所述的一种辅助永磁体交替极轮辐型永磁电机转子结构，其特征在于，所述的支撑筋（5）径向高度h2大于辅助永磁体（3）径向厚度h1。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112350463A (zh) * 2020-12-14 2021-02-09 哈尔滨理工大学 一种新型的永磁同步电机结构
CN112350480A (zh) * 2020-12-14 2021-02-09 哈尔滨理工大学 一种高效率Halbach阵列永磁同步电机
CN113270970A (zh) * 2021-05-25 2021-08-17 东南大学 一种无接触式一体化游标伺服电机
CN113555986A (zh) * 2021-06-23 2021-10-26 江苏大学 一种高机械鲁棒性磁场调制式辐向永磁电机及其多谐波优化设计方法

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