CN110994836B - 电机转子和永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本申请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)上的磁钢槽(2)，磁钢槽(2)沿转子铁芯(1)的周向延伸，磁钢槽(2)内设置有永磁体(3)，转子铁芯(1)上还设置有隔磁孔(4)，隔磁孔(4)设置在位于转子铁芯(1)的径向最外侧的磁钢槽(2)的外侧边上，并与磁钢槽(2)连通，隔磁孔(4)关于该隔磁孔(4)所在极的D轴对称。根据本申请的电机转子和永磁电机，能够有效增强电机的抗退磁能力。
Description
技术领域
本申请涉及电机设备技术领域，具体涉及一种电机转子和永磁电机。
背景技术
永磁辅助式同步磁阻电机是一种遵循磁阻最小路径闭合原理，通过转子在不同位置引起的磁阻变化产生磁拉力驱动电动机旋转的新型的交流电动机，具有结构简单、坚固耐用、效率高、调速范围广、成本较低等优点。
永磁辅助式同步磁阻电机最大限度的利用了永磁辅助同步磁阻电机的磁阻转矩，转子结构设计中通过提高电机d、q轴电感差值(提高q轴电感或减小d轴电感)可以将电机磁阻转矩提高，增大电机的功率密度。铁氧体永磁体容易在低温下发生退磁，钕铁硼永磁体容易在高温下发生退磁，提高永磁辅助同步磁阻电机的抗退磁能力退磁特性是电机应用系统考核永磁电机最重要的标准，但现有的技术仍存在电机退磁的风险，这样就影响电机应用的寿命问题。
发明内容
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种电机转子和永磁电机，能够有效增强电机的抗退磁能力。
为了解决上述问题，本申请提供一种电机转子，包括转子铁芯和设置在转子铁芯上的磁钢槽，磁钢槽沿转子铁芯的周向延伸，磁钢槽内设置有永磁体，转子铁芯上还设置有隔磁孔，隔磁孔设置在位于转子铁芯的径向最外侧的磁钢槽的外侧边上，并与磁钢槽连通，隔磁孔关于该隔磁孔所在极的D轴对称。
优选地，隔磁孔的个数为至少一个。
优选地，隔磁孔的个数为奇数个时，位于D轴上的隔磁孔自身关于D轴对称，位于D轴两侧的隔磁孔关于D轴对称。
优选地，隔磁孔的个数为偶数个时，位于D轴两侧的隔磁孔关于D轴对称。
优选地，隔磁孔为弧形，沿着从D轴到两侧的方向，隔磁孔的半径满足R1≥R2…。
优选地，在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内，位于D轴上的隔磁孔的深度为L，外侧边与转子铁芯的外周壁在D轴上的距离为H，转子铁芯的外轮廓半径为R，其中
优选地，隔磁孔的截面形状为弧形、U形或V形。
优选地，隔磁孔的截面形状为V形时，隔磁孔的两个侧边为朝向D轴凸起的凸弧线。
优选地，磁钢槽为向转子铁芯的中心轴线凸出的弧形，隔磁孔为多个，并在外侧边上沿周向间隔排布。
优选地，磁钢槽为至少两个，至少两个磁钢槽沿转子铁芯的径向间隔排布，相邻的磁钢槽之间形成导磁通道。
优选地，外侧边与转子铁芯的外周壁在D轴上的距离为H，永磁体在D轴上的径向厚度为H1，其中H≥H1。
根据本申请的另一方面，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。
本申请提供的电机转子，包括转子铁芯和设置在转子铁芯上的磁钢槽，磁钢槽沿转子铁芯的周向延伸，磁钢槽内设置有永磁体，转子铁芯上还设置有隔磁孔，隔磁孔设置在位于转子铁芯的径向最外侧的磁钢槽的外侧边上，并与磁钢槽连通，隔磁孔关于该隔磁孔所在极的D轴对称。通过在位于转子铁芯的径向最外侧的磁钢槽的外侧边上设置隔磁孔，且使得隔磁孔关于D轴对称，能使转子铁芯的保护效果增强，增强永磁体的抗退磁能力，一方面可以提高电机运行的功率密度，另一方面也可以提高磁钢运行的安全性，保障电机运行的寿命。
附图说明
图1为本申请实施例的电机转子的尺寸结构图；
图2为本申请第一实施例的电机转子的结构示意图；
图3为本申请第二实施例的电机转子的结构示意图；
图4为本申请第三实施例的电机转子的结构示意图；
图5为现有技术中的电机转子的磁力线分布图；
图6为本申请实施例的电机转子的磁力线分布图。
附图标记表示为：
1、转子铁芯；2、磁钢槽；3、永磁体；4、隔磁孔；5、导磁通道。
具体实施方式
结合参见图1至图6所示，根据本申请的实施例，电机转子包括转子铁芯1和设置在转子铁芯1上的磁钢槽2，磁钢槽2沿转子铁芯1的周向延伸，磁钢槽2内设置有永磁体3，转子铁芯1上还设置有隔磁孔4，隔磁孔4设置在位于转子铁芯1的径向最外侧的磁钢槽2的外侧边上，并与磁钢槽2连通，隔磁孔4关于该隔磁孔4所在极的D轴对称。
通过在位于转子铁芯1的径向最外侧的磁钢槽2的径向外侧边上设置隔磁孔4，且使得隔磁孔4关于D轴对称，能使转子铁芯1的保护效果增强，增强永磁体3的抗退磁能力，一方面可以提高电机磁阻转矩，增大电机功率密度，另一方面也可以提高磁钢运行的安全性，保障电机运行的寿命。
隔磁孔4的个数为至少一个。当隔磁孔4的数量为一个时，隔磁孔4自身关于D轴对称。
当隔磁孔4的数量为多个，且隔磁孔4的个数为奇数个时，位于D轴上的隔磁孔4自身关于D轴对称，位于D轴两侧的隔磁孔4关于D轴对称。
当隔磁孔4的数量为多个，且隔磁孔4的个数为偶数个时，位于D轴两侧的隔磁孔4关于D轴对称。
转子铁芯上沿周向开设有多个磁钢槽2，径向最外侧的磁钢槽2的径向外侧壁上设置有隔磁孔4，隔磁孔4位于径向最外侧的磁钢槽2的径向外侧边与转子铁芯1的外周壁之间，且隔磁孔关于D轴对称分布，设置在磁钢槽2外侧的多个隔磁孔4可以影响磁场，使其按一定规律分布，优化磁路，使反电势波形正弦化，提高转子和电机效率，有利于电机的平稳运行，减小噪音。
多个隔磁孔4沿径向外侧边的周向排布，可以使得D轴的磁路更加饱和，从而降低D轴的电感，增加电机的磁阻转矩，从而可以实现通过优化电机转子结构增大电机转矩输出的效果。
当隔磁孔4的数量为多个，且隔磁孔4为弧形时，沿着从D轴到两侧的方向，隔磁孔4的半径满足R1≥R2…。
当隔磁孔4的数量为奇数个时，沿着从D轴到两侧的方向，最中间的隔磁孔4的半径为R1，两侧的隔磁孔4的半径依次为R2、R3…，其中最中间的隔磁孔4的半径R1最大，沿着远离D轴的方向，其它的隔磁孔4的半径可以依次减小，也可以均与R1相等，如图2所示。
当隔磁孔4的数量为偶数个时，沿着从D轴到两侧的方向，与D轴距离最近的两个隔磁孔4的半径为R1，两侧的隔磁孔4的半径依次为R2、R3…，其中最中间的两个隔磁孔4的半径R1最大，沿着远离D轴的方向，其它的隔磁孔4的半径可以依次减小，也可以均与R1相等，如图3所示。
优选地，隔磁孔4的数量为奇数个。
优选地，外侧边与转子铁芯的外周壁在D轴上的距离为H，永磁体3在D轴上的径向厚度为H1，其中H≥H1。
在垂直于转子铁芯1的中心轴线的截面内，位于D轴上的隔磁孔4的深度为L，外侧边与转子铁芯的外周壁在D轴上的距离为H，转子铁芯1的外轮廓半径为R，其中
通过限定H和H1之间的关系和/或，限定L、H、R之间的关系，能够合理优化电机转子的结构，从而进一步增强磁阻电机的抗退磁能力。
隔磁孔4的截面形状为弧形、U形或V形。
隔磁孔4的截面形状为V形时，隔磁孔4的两个侧边为朝向D轴凸起的凸弧线，如图4所示。
磁钢槽2为向转子铁芯1的中心轴线凸出的弧形，隔磁孔4为多个，并在外侧边上沿周向间隔排布。在本实施例中，隔磁孔4沿着磁钢槽2的径向外侧边的周向分布在整个径向外侧边上，可以最大化隔磁孔4的作用，提高磁阻电机的抗退磁能力。
磁钢槽2为至少两个，至少两个磁钢槽2沿转子铁芯1的径向间隔排布，相邻的磁钢槽2之间形成导磁通道5。
根据本申请的实施例，永磁电机包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。
采用本申请的永磁辅助同步磁阻电机，将永磁辅助同步磁阻电机转子外层磁钢槽2在弧度上进行特殊设计，可以解决定子采用集中绕组所引起的转子的永磁体退磁问题，提高永磁辅助同步磁阻电机的运转可靠性，具体效果见图5和图6所示，现有技术中的电机结构在退磁电枢反应下退磁场正对磁钢，新结构通过在磁钢槽上方开设隔磁孔4后，对电机磁力线的分布有影响，削弱退磁电枢反应对磁钢对称中心的退磁效果，增强电机的抗退磁能力。
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。
以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。
Claims (9)
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)上的磁钢槽(2)，所述磁钢槽(2)沿所述转子铁芯(1)的周向延伸，所述磁钢槽(2)内设置有永磁体(3)，所述转子铁芯(1)上还设置有隔磁孔(4)，所述隔磁孔(4)设置在位于所述转子铁芯(1)的径向最外侧的所述磁钢槽(2)的外侧边上，并与所述磁钢槽(2)连通，所述隔磁孔(4)关于该隔磁孔(4)所在极的D轴对称；所述隔磁孔(4)的个数为至少一个；所述隔磁孔(4)的个数为奇数个时，位于D轴上的所述隔磁孔(4)自身关于D轴对称，位于D轴两侧的所述隔磁孔(4)关于D轴对称；
在垂直于所述转子铁芯(1)的中心轴线的截面内，位于D轴上的所述隔磁孔(4)的深度为L，所述外侧边与所述转子铁芯的外周壁在D轴上的距离为H，所述转子铁芯(1)的外轮廓半径为R，其中，
2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述隔磁孔(4)的个数为偶数个时，位于D轴两侧的所述隔磁孔(4)关于D轴对称。
3.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，所述隔磁孔(4)为弧形，沿着从D轴到两侧的方向，所述隔磁孔(4)的半径满足R1≥R2…，其中R1为距离D轴最近的两个隔磁孔(4)的半径，R2为位于半径为R1的隔磁孔(4)远离D轴一侧的相邻隔磁孔(4)的直径，依次类推。
4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述隔磁孔(4)的截面形状为弧形、U形或V形。
5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述隔磁孔(4)的截面形状为V形时，所述隔磁孔(4)的两个侧边为朝向D轴凸起的凸弧线。
6.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述磁钢槽(2)为向所述转子铁芯(1)的中心轴线凸出的弧形，所述隔磁孔(4)为多个，并在所述外侧边上沿周向间隔排布。
7.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述磁钢槽(2)为至少两个，至少两个所述磁钢槽(2)沿所述转子铁芯(1)的径向间隔排布，相邻的所述磁钢槽(2)之间形成导磁通道(5)。
8.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述外侧边与所述转子铁芯的外周壁在D轴上的距离为H，所述永磁体(3)在D轴上的径向厚度为H1，其中H≥H1。
9.一种永磁电机，包括电机转子，其特征在于，所述电机转子为权利要求1至8中任一项所述的电机转子。
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