CN110994843A - 永磁同步电机的转子结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种永磁同步电机的转子结构，在转子的端面上设置有多个沿转子长度方向延伸且周向分布的V形磁钢槽(1)，所述V形磁钢槽(1)等间距分布且所述V形磁钢槽(1)的V形开口方向朝向转子外径；每个所述V形磁钢槽(1)内设置有磁钢(2)；每个所述V形磁钢槽(1)对应的顶角位置设置有隔磁磁桥(7)，相邻的所述V形磁钢槽(1)之间设置有第一空气槽(8)。本发明可以有效改善永磁磁密波形的正弦性，降低磁密中的谐波含量。此外，V形磁钢槽的磁路可以提高磁阻效应，增大磁阻转矩，增强转子磁通，减小高速区铁耗，降低转矩波动，最大限度提升永磁同步电动机的效率，节省材料，实现低尺寸高效率。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体地，涉及永磁同步电机的转子结构。
背景技术
永磁同步电机具有高效节能、高功率密度等显著特点而得到了广泛应用。虽然永磁同步电机的定子结构和制造工艺与异步交流电机相似，但两者的转子结构不相同。永磁同步电机的转子有内嵌式和表贴式两种主要结构，其转子磁路结构多种多样，通过磁钢构成磁极有“一”形、“V”形、复合结构以及其他新式排布方式。
现有永磁同步电机的气隙与异步电机气隙相似，永磁磁密波形正弦性畸变率高达百分之二十以上，工作时产生大量影响电机性能的谐波，这些谐波不但增加了电机的功率损耗，而且加大了电机的振动和噪声。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种永磁同步电机的转子结构。
根据本发明提供的一种永磁同步电机的转子结构，在转子的端面上设置有多个沿转子长度方向延伸且周向分布的V形磁钢槽，所述V形磁钢槽等间距分布且所述V形磁钢槽的V形开口方向朝向转子外径；每个所述V形磁钢槽内设置有磁钢；每个所述V形磁钢槽对应的顶角位置设置有隔磁磁桥，相邻的所述V形磁钢槽之间设置有第一空气槽。
可选地，所述V形磁钢槽包括呈八字形设置的第一矩形槽和第二矩形槽，所述第一矩形槽靠近转子内径的一端和所述第二矩形槽靠近转子内径的一端通过所述隔磁磁桥隔离。
可选地，所述磁钢通过永磁体材料制作而成。
可选地，所述第一空气槽为圆形结构。
可选地，所述第一空气槽的圆心到两侧的V形磁钢槽的垂直距离相等。
可选地，所述隔磁磁桥为弧形三角形结构。
可选地，所述转子外径由不均匀的气隙弧段组成。
可选地，还包括第二空气槽5，所述第二空气槽5位于所述V形磁钢槽1的开口和转子外径之间的区域内。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明提供的永磁同步电机的转子结构，可以有效改善永磁磁密波形的正弦性，降低磁密中的谐波含量。此外，V形磁钢槽的磁路可以提高磁阻效应，增大磁阻转矩，增强转子磁通，减小高速区铁耗，降低转矩波动，最大限度提升永磁同步电动机的效率，节省材料，实现低尺寸高效率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的永磁同步电机的转子结构的示意图；
图中：
1-V形磁钢槽；
2-磁钢；
3-V形磁钢槽夹角；
4-转子内径；
5-第二空气槽；
6-转子的弧形外壁；
7-隔磁磁桥；
8-第一空气槽。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
图1为本发明提供的永磁同步电机的转子结构的示意图，如图1所示，在转子的端面上设置有多个沿转子长度方向延伸且周向分布的V形磁钢槽1，V形磁钢槽1等间距分布且V形磁钢槽1的V形开口方向朝向转子外径；每个V形磁钢槽1内设置有磁钢2；每个V形磁钢槽1对应的顶角位置设置有隔磁磁桥7，相邻的V形磁钢槽1之间设置有第一空气槽8。V形磁钢槽1包括呈八字形设置的第一矩形槽和第二矩形槽，第一矩形槽靠近转子内径的一端和第二矩形槽靠近转子内径的一端通过隔磁磁桥7隔离。
本实施例中，呈一定的V形磁钢槽1的磁路可以提高磁阻效应，增大磁阻转矩，增强转子磁通，减小高速区铁耗，降低转矩波动。
示例性的，隔磁磁桥7为弧形三角形结构。
具体地，如图1所示，V形磁钢槽底部有类三角形空气槽，该空气槽的两直线壁分别与两侧矩形磁钢槽的最近槽壁之间等角度，两个等宽直臂和一等宽弧形臂共同构成一隔磁磁桥7，隔磁磁桥7的各壁等宽，可以防止漏磁，尽量使磁力线在转子内形成短路，使得隔磁磁桥7磁力线饱和，减少了空气槽气隙磁通。
本实施例中，磁钢2通过永磁体材料制作而成。磁钢2所用材料可以为钕铁硼永磁体38UH或38SH，但不作为限制，其他永磁体材料也可以制成磁钢2。
示例性的，第一空气槽8为圆形结构。第一空气槽8的圆心到两侧的V形磁钢槽1的垂直距离相等。第一空气槽8有利于通风以及减小转动惯量的作用。最后V形磁钢排布可以增大磁阻转矩，增强转子磁通，减小高速区铁耗，降低转矩波动等。
本实施例中，转子外径由不均匀的气隙弧段组成。转子外径为分段弧形近似圆形也就组成转子的非均匀气隙，这有利于减少齿槽转矩和转矩脉动。
本实施例中，还包括第二空气槽5，第二空气槽5位于V形磁钢槽1的开口和转子外径之间的区域内。第二空气槽5可以增加凸极比，增大磁阻效应；
具体地，如图1所示，转子的外壁为近似圆形结构，具体而言，第二空气槽5的中心位置对应的转子外壁处相对于其两边的转子外壁部分较凸，形成最小气隙，此处的磁阻最小，磁通最大，不均匀气隙位置及特定气隙比，能够消除部分对电动机有害的谐波，有效减小电动机的损耗、温升和噪声。再加上相应的V形磁路结构以及类三角形空气槽，使得该转子凸极比进一步加大，提高磁阻效应，增大磁阻转矩，增强转子磁通，减小高速区铁耗，降低转矩波动。
本实施例提供的永磁同步电机的转子结构，可以有效改善永磁磁密波形的正弦性，降低磁密中的谐波含量。此外，V形磁钢槽的磁路可以提高磁阻效应，增大磁阻转矩，增强转子磁通，减小高速区铁耗，降低转矩波动，最大限度提升永磁同步电动机的效率，节省材料，实现低尺寸高效率。
本发明还提供一种永磁同步电机，包括定子和转子，转子外径为分段圆弧。转子上设转轴，转轴为导磁性轴。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (8)
1.一种永磁同步电机的转子结构，其特征在于，在转子的端面上设置有多个沿转子长度方向延伸且周向分布的V形磁钢槽(1)，所述V形磁钢槽(1)等间距分布且所述V形磁钢槽(1)的V形开口方向朝向转子外径；每个所述V形磁钢槽(1)内设置有磁钢(2)；每个所述V形磁钢槽(1)对应的顶角位置设置有隔磁磁桥(7)，相邻的所述V形磁钢槽(1)之间设置有第一空气槽(8)。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于，所述V形磁钢槽(1)包括呈八字形设置的第一矩形槽和第二矩形槽，所述第一矩形槽靠近转子内径的一端和所述第二矩形槽靠近转子内径的一端通过所述隔磁磁桥(7)隔离。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于，所述磁钢(2)通过永磁体材料制作而成。
4.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于，所述第一空气槽(8)为圆形结构。
5.根据权利要求4所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于，所述第一空气槽(8)的圆心到两侧的V形磁钢槽(1)的垂直距离相等。
6.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于，所述隔磁磁桥(7)为弧形三角形结构。
7.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于，所述转子外径由不均匀的气隙弧段组成。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于，还包括第二空气槽(5)，所述第二空气槽(5)位于所述V形磁钢槽(1)的开口和转子外径之间的区域内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911386364.7A CN110994843A (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 永磁同步电机的转子结构 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201911386364.7A CN110994843A (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 永磁同步电机的转子结构 |
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| CN201911386364.7A Pending CN110994843A (zh) | 2019-12-26 | 2019-12-26 | 永磁同步电机的转子结构 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN110994843A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113675971A (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种混合材料高凸极比的永磁电机转子结构 |
-
2019
- 2019-12-26 CN CN201911386364.7A patent/CN110994843A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113675971A (zh) * | 2020-05-13 | 2021-11-19 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种混合材料高凸极比的永磁电机转子结构 |
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