CN114400804A - 一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及永磁同步电机转子结构，具体为一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构。本发明为了解决现有的永磁同步电机转子的转矩波动抑制效果一般的问题，故提供了一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，包括转轴、转子冲片，转轴上设有用于键槽，转子冲片的周向均匀分布有2p个用于安装永磁体的且其开口远离转子铁心的圆心方向的V型磁钢槽和第一一型磁钢槽，其中，p为永磁同步电机极对数，V型磁钢槽由两个分离且关于磁桥对称的第二一型磁钢槽组成，第一一型磁钢槽位于V型磁钢槽开口的中间位置，从而围成间断的三角形区域。本发明的永磁同步电机转子结构，可大幅提高转矩波动抑制效果，有效降低转子结构的制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及永磁同步电机，特别涉及永磁同步电机转子结构，具体为一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构。
背景技术
永磁同步电机具有结构简单、高效率、高功率密度、起动转矩大、发热低、动态响应快等特点，被广泛应用于对功率密度、精度、动态响应要求较高的场合。但由于永磁同步电机自身结构原因存在的固有缺陷，导致电机在运行过程中会产生转矩波动，该转矩波动将增加永磁同步电机的电磁噪声，且当振动频率与电机固有频率相同时还会发生共振现象，从而造成电机轴承的磨损甚至电机损坏。此外，电机的转矩波动还使得系统的控制精度下降，很大程度上限制了永磁同步电机在高精度场合的应用。
目前，针对大多数永磁同步电机的转矩脉动抑制技术的研究重点都放在了控制策略上，而基于永磁同步电机本体优化设计的技术方法大多过于简单，如专利号为201720921149.2，专利名称为低转矩波动内置式永磁电机转子，该专利由于磁钢槽的槽间间隙较小导致转子冲片的加工难度较大，对工艺水平的要求也较高，更为重要的是，该专利对于优化设计的考虑角度较为单一化，且转矩波动抑制效果一般。
发明内容
本发明为了解决现有的永磁同步电机转子的转矩波动抑制效果一般的问题，故提供了一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，包括转轴、转子冲片，转轴上设有用于键槽，转子冲片上的环形区域均匀分布有2p个用于安装永磁体的且其开口远离转子铁心的圆心方向的V型磁钢槽和第一一型磁钢槽，其中，p为永磁同步电机极对数，V型磁钢槽由两个分离且关于磁桥对称的第二一型磁钢槽组成，第一一型磁钢槽位于V型磁钢槽开口的中间位置，从而围成间断（不连续）的三角形区域。
本领域人员公知，V型磁钢槽的极弧系数均在0.67左右，故V型磁槽钢的夹角一定，第一一型磁钢槽与V型磁钢槽围成间断的三角形区域相比现有技术的M型磁钢槽来说，本发明的转子冲片的磁钢槽的分别较稀疏，相邻磁钢槽的间距较大，使得转子冲片的加工难度较大，对工艺水平的要求也较高。
不同极下对应的V型磁钢槽夹角不相等，从而通过磁路不对称的方法来增强转矩波动抑制效果。具体实施时，相邻极下对应的V型槽的夹角分别为110°和108°。
本发明所产生的有益效果如下：本发明的永磁同步电机转子结构，可大幅提高转矩波动抑制效果，同时在保证电机转子结构可靠性的同时，有效降低转子结构的制造成本，具有良好的应用前景。
附图说明
图1为本发明中的转子冲片的结构示意图。
图中：1—V型磁钢槽，2—第一一型磁钢槽，3—圆弧形凹槽，4—矩形孔，5—凸键，6—减重孔。
具体实施方式
如图1所示，一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，包括转轴、转子冲片，转轴上设有用于键槽，转子冲片上的环形区域均匀分布有2p个用于安装永磁体的且其开口远离转子铁心的圆心方向的V型磁钢槽1和第一一型磁钢槽2，其中，p为永磁同步电机极对数，V型磁钢槽1由两个分离且关于磁桥对称的第二一型磁钢槽组成，第一一型磁钢槽2位于V型磁钢槽1开口的中间位置，从而围成间断的三角形区域。
本领域人员公知，V型磁钢槽1的极弧系数均在0.67左右，故V型磁槽钢的夹角一定，第一一型磁钢槽2与V型磁钢槽1围成间断的三角形区域相比现有技术的M型磁钢槽来说，本发明的转子冲片的磁钢槽的分别较稀疏，相邻磁钢槽的间距较大，使得转子冲片的加工难度较大，对工艺水平的要求也较高。
具体实施时，不同极下对应的V型磁钢槽1夹角不相等，从而通过磁路不对称的方法来增强转矩波动抑制效果。具体实施时，相邻极下对应的V型磁钢槽的夹角分别为110°和108°。
具体实施时，每个极对应的第一一型磁钢槽2的两端与V型磁钢槽1的两端开口之间的范围内对应的转子冲片的外圆上分布有两个关于磁桥对称且沿转子冲片的圆心方向弯曲的圆弧形凹槽3，这样的结构可在高速运行时有效减小转矩波动。
具体实施时，每个极对应的第一一型磁钢槽2与转子冲片边缘的区域内分布有两个关于磁桥对称的矩形孔4，不同极下的矩形孔4孔距不相等，使得不同极下的磁路是不完全对称的，能起到减小转矩波动的作用。
本具体实施方式中，转子冲片上一体固定有与键槽相适配的凸键5，实现转子冲片与凸键5的一体化设计，有效降低永磁同步电机在高速转动时产生的震动。
本具体实施方式中，转子冲片的相邻两个磁极的中间均设有减重孔6，便于实现轻量化设计，在降低电机制造成本的同时，也满足电机能够高速旋转的要求。减重孔6为三角形减重孔6，这样的结构设计规范化、更加合理化。相邻第二一型磁钢槽内安装的永磁体的形状、尺寸相同，这样的结构便于永磁体产品的批量化生产。相邻第一一型磁钢槽内安装的永磁体块的形状、尺寸相同，这样的结构便于永磁体产品的批量化生产。
Claims (10)
1.一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，包括转轴、转子冲片，转轴上设有用于键槽，其特征在于，转子冲片上的环形区域均匀分布有2p个用于安装永磁体的且其开口远离转子铁心的圆心方向的V型磁钢槽（1）和第一一型磁钢槽（2），其中，p为永磁同步电机极对数，V型磁钢槽（1）由两个分离且关于磁桥对称的第二一型磁钢槽组成，第一一型磁钢槽（2）位于V型磁钢槽（1）开口的中间位置，从而围成间断的三角形区域。
2.根据权利要求1所述的一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，其特征在于，不同极下对应的V型磁钢槽（1）夹角不相等。
3.根据权利要求2所述的一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，其特征在于，相邻极下对应的V型磁钢槽的夹角分别为110°和108°。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，其特征在于，每个极对应的第一一型磁钢槽（2）的两端与V型磁钢槽（1）的两端开口之间的范围内对应的转子冲片的外圆上分布有两个关于磁桥对称且沿转子冲片的圆心方向弯曲的圆弧形凹槽（3）。
5.根据权利要求4所述的一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，其特征在于，每个极对应的第一一型磁钢槽（2）与转子冲片边缘的区域内分布有两个关于磁桥对称的矩形孔（4），不同极下的矩形孔（4）孔距不相等。
6.根据权利要求5所述的一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，其特征在于，转子冲片上一体固定有与键槽相适配的凸键（5）。
7.根据权利要求6所述的一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，其特征在于，转子冲片的相邻两个磁极的中间均设有减重孔（6）。
8.根据权利要求7所述的一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，其特征在于，减重孔（6）为三角形减重孔（6）。
9.根据权利要求8所述的一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，其特征在于，相邻第二一型磁钢槽内安装的永磁体的形状、尺寸相同。
10.根据权利要求9所述的一种转矩波动低的永磁同步电机转子结构，其特征在于，相邻第一一型磁钢槽（2）内安装的永磁体块的形状、尺寸相同。
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