CN113078750A - 一种新型同步磁阻电机转子结构 - Google Patents

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戈宝军
张凯
韩继超
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Abstract

本发明公开一种同步磁阻电机转子结构，所述同步磁阻电机转子结构包括铁芯和铁芯护套，所述铁芯由外至内依次设置有不同厚度的第一层空气磁障、第二层空气磁障、第三层空气磁障和第四层空气磁障；所述相邻空气磁障之间与第一层空气磁障外侧为导磁肋；所述第三层空气磁障和第四层空气磁障中间部位设置厚度相等的中心肋；所述铁芯设有通风孔；所述铁芯外包裹一层碳纤维铁芯护套。本发明同步磁阻电机转子结构能很好的解决电机转子漏感严重、机械强度低、凸极比不高、转矩脉动大、转矩低等问题。

Description

一种新型同步磁阻电机转子结构
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种新型同步磁阻电机转子结构。
背景技术
随着电力电子技术的发展，在对电机控制要求较高的场所永磁同步电机得到了广泛的应用，但永磁同步电机存在温度限制过于严格，过载能力较差，难以弱磁调速等缺点，同时近几年由于稀土资源消耗过快，未来极有可能面临稀土资源紧缺，阻碍永磁同步电机的发展。然而同步磁阻电机由于转子上没有永磁体、加工简单、成本更低、无高温失磁的问题，这些优点使同步磁阻电机在一些特定领域具有独特的优势，因此受到广泛的关注于应用，具有很好的发展和应用潜力。
由于同步磁阻电机的功率密度和凸极比仍需进一步提高，并且因多层空气磁障导致的转子机械强度偏低和漏感较大等问题一直未能得到很好的解决方法，因此限制了同步磁阻电机的快速发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决同步磁阻电机转子漏感严重、机械强度低、凸极比不高、转矩脉动大、转矩低等问题的转子结构方案。
为实现上述目的，本发明提供了一种新型同步磁阻电机转子结构，所述同步磁阻电机转子包括铁芯和铁芯护套。其中，铁芯由外至内依次设置有不同厚度的第一层空气磁障、第二层空气磁障、第三层空气磁障和第四层空气磁障；所述相邻空气磁障之间与低一层空气磁障外侧为导磁肋；所述第三层空气磁障和第四层空气磁障中间部位设置厚度相等的中心肋；所述铁芯设有通风孔；所述铁芯外包裹一层碳纤维护套。
所述第四层空气磁障为中段厚两边边段薄的变厚度结构，中段部位与边段部位由圆弧状平顺过度。
所述第三层空气磁障为厚度相同的圆弧结构，厚度与第四层磁障边段厚度相同。
所述第四层空气磁障和第三层空气磁障中间部位设置厚度相等的中心肋。
所述第二层圆弧状空气磁障厚度为第三层圆弧状空气磁障厚度的2/3。
所述第一层圆弧状空气磁障厚度为第二层圆弧状空气磁障厚度的2/3。
所述铁芯为冲片轴向叠压结构。
所述铁芯上均开设有用于固定的连接孔，连接孔位于相邻磁障组底端边界靠近转轴处，所述连接孔通过连接件与端环将所述多层铁芯冲片固定在一起，连接件与端环为铸铝材料整体铸造结构。
所述铁芯设有通风孔，通风孔位于相邻磁障组边段交界处。
所述铁芯外包裹一层碳纤维护套。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：不同厚度的空气磁障可以有效地增大电机的转矩，增大电机凸极比；第三层空气磁障和第四层空气磁障中间部位设置厚度相等的中心肋，铁芯外包裹一层碳纤维护套，中心肋与铁芯护套可以很大的提高转子机械强度；渐变厚度的导磁肋保证了磁场的对称性，减小了转子漏感，降低了了转矩脉动；通风孔有利于降低转子温升；端环与连接件为铸铝结构，提高了电机转矩。
附图说明
图1为本发明同步磁阻电机转子的结构示意图，符号说明：1-第一层孔子磁障，2-第二层孔子磁障，3-第三层孔子磁障，4-第四层磁障，5-导磁肋，6-中心肋，7-连接孔，8-端环，9-通风孔，10-铁芯护套，11-电机转子。
图2为本发明同步磁阻电机转子的一组磁障结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种低漏感感、高机械强度、高凸极比、大转矩、低转矩脉动的同步磁阻电机转子结构结构。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
如图1所述，本发明是一种新型同步磁阻电机转子结构；
所述转子上均匀设置有m个磁障组(如图2所示)，m与电机的极数相同， 在本图中m的数值取4；
其中，针对每一磁障组，所述部件由外至内依次设置有第一层空气磁障磁1，第二层空气磁障2，第三层空气3，第四层空气磁障4，不同厚度的空气磁障提高了电机的凸极比，提高了转矩；
所述所述第三层空气磁障3和第四层空气磁障4中间部位设置厚度相等的中心肋6，使得转子的机械强度得到很大的提高；
所述相邻两层空气磁障之间位置以及第一层空气磁障外侧均设置有导磁肋5，导磁肋5宽度为渐变宽度，减小了转子漏感，降低了转矩脉动；
所述转子铁芯11为多层结构，各所述转子铁芯为冲片叠压式；
所述转子铁芯10上均设置有连接孔7，多层所述铁芯10通过位于相邻磁障组底端边界靠近转轴处的所述连接孔7由连接件与连接端环8固定在一起，所述连接件与连接端环为铸铝材料整体铸造结构。但是并不以此为限，可根据实际需要选择连接件与端环；
所述转子铁芯11上位于相邻磁障组边段交界处设有所述通风孔9，提高了电机转子的散热；
所述转子碳纤维护套8包裹在转子铁芯10上，提高了转子的机械强度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种新型同步磁阻电机转子结构，其特征在于，所述同步磁阻电机转子结构包括铁芯和铁芯护套，所述铁芯由外至内依次设置有不同形状的第一层空气磁障、第二层空气磁障、第三层空气磁障和第四层空气磁障；所述相邻空气磁障之间与第一层空气磁障外侧为导磁肋；所述第三层空气磁障和第四层空气磁障中间部位设置有厚度相等的中心肋；所述铁芯设有通风孔；所述铁芯外包裹一层碳纤维护套。
2.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机转子，其特征在于，所述第四层空气磁障为中段厚两边边段薄的变厚度结构，中段部位与两边段部位由圆弧平顺过度。
3.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机转子，其特征在于，所述第三层空气磁障为厚度均匀的圆弧状结构，厚度与第四层空气磁障边段厚度相同。
4.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机转子，其特征在于，所述第四层空气磁障和第三层空气磁障中间部位设置厚度相等的中心肋。
5.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机转子，其特征在于，所述第二层圆弧状空气磁障厚度为第三层圆弧状空气磁障厚度的2/3。
6.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机转子，其特征在于，所述第一层圆弧状空气磁障厚度为第二层圆弧状空气磁障厚度的2/3。
7.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机转子，其特征在于，所述铁芯为冲片轴向叠压结构。
8.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机转子，其特征在于，所述铁芯上均开设有用于固定的连接孔，连接孔位于相邻磁障组底端边界靠近转轴处，所述连接孔件通过连接件与端环将所述多层铁芯冲片固定在一起，连接件与固定端环为铸铝材料整体铸造结构。
9.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机转子，其特征在于，所述铁芯设有通风孔，通风孔位于相邻磁障组边断交界处。
10.如权利要求1所述的一种同步磁阻电机转子，其特征在于，所述铁芯外包裹一层碳纤维铁芯护套。
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