CN116742856B - 一种带有圆弧形隔磁障的磁场分布可调电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种带有圆弧形隔磁障的磁场分布可调电机，属于汽车电机电器技术领域。转子铁芯上均布有第一类U形槽和第二类U形槽，第一类U形槽左侧翼、右侧翼靠外侧中间处设有第四矩形槽，第四矩形槽和相邻第一矩形槽之间设有圆弧形隔磁障，在第二类U形槽左侧翼和右侧翼的靠外侧中间处设有第五矩形槽，第一矩形槽、第二矩形槽和第二类U形槽下侧翼内放置钕铁硼永磁钢，第四矩形槽和第五矩形槽内放置铁氧体永磁钢。该电机采用圆弧形隔磁障结构，可以弱化电机电枢反应，磁极内部采用磁钢错位放置方式，调节磁场分布，气隙磁密更趋于正弦分布，降低谐波损耗，使电机更加平稳的运行。
Description
技术领域
本发明提供一种带有圆弧形隔磁障的磁场分布可调电机，属于汽车电机电器技术领域。
背景技术
目前电机降低磁密谐波的方法已经被提出，如现有技术，公告的中国专利：一种永磁同步电机磁钢分段斜极角的设计方法，申请号：CN201510253527.X，公开了一种磁钢分段斜极角的设计方法，通过齿槽转矩次数和每极每相槽数计算转矩波动次数，根据磁钢分段数确定每段斜极角度。申请号：201310467230.4，公开了一种相邻铁心段磁极对称轴交错偏移的转子结构，将永磁发电机转子铁心在轴向进行分段，改善永磁电机齿谐波磁场。转子外圆开设凹槽的方式增加了工艺的复杂度，机械强度也不高，气隙导致电机总磁阻增大，降低电机效率。轴向分段交错以及交错偏移结构转子，增加了加工工序，这样造成了操作上的不便利，降低了单位时间的工作效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：在保证不增加加工工序、工艺难度和电机成本不发生大改变的前提下，克服现有技术的不足，提供一种带有圆弧形隔磁障的磁场分布可调电机，该电机结构为双层永磁的凸极混合励磁发电机，内层永磁极为非对称结构，隔磁气隙为永磁极的一部分且在永磁钢的一侧，可以减弱冲击电流的作用，增强电机的抗去磁能力，外层永磁极设置交错偏移式非对称结构来减小磁阻力，降低齿槽转矩，提高发电机效率。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：一种带有圆弧形隔磁障的磁场分布可调电机，包括转轴、前端盖、机壳、定子、后端盖、转子铁芯、第一类U形槽、第一矩形槽、第二矩形槽、第三矩形槽、第四矩形槽、圆弧形槽、第二类U形槽、第五矩形槽、半圆形槽、钕铁硼永磁钢和铁氧体永磁钢，其特征在于：
转子铁芯上均布有4个第一类U形槽，第一类U形槽左侧翼、右侧翼均为第一矩形槽，第一类U形槽下侧翼有2个第二矩形槽和2个第三矩形槽，2个第二矩形槽位于2个第三矩形槽之间，同一磁极下的左侧第二矩形槽的内边和右侧第二矩形槽的外边在同一直线上，第二矩形槽的宽度小于第一矩形槽的宽度，第三矩形槽的宽度小于第二矩形槽的宽度；
第一类U形槽的内端和第三矩形槽连通，第三矩形槽和第二矩形槽近端连通，相邻2个第二矩形槽之间间隔1mm；
第一类U形槽左侧翼、右侧翼靠外侧中间处设有2个第四矩形槽，第四矩形槽与第二矩形槽之间的距离等于第一矩形槽长度的2/3，左侧的第四矩形槽的内边和右侧的第四矩形槽的外边在同一直线上；
第四矩形槽和相邻第一矩形槽之间设有圆弧形槽，圆弧形槽圆心和转子铁芯圆心重合，圆弧形槽的宽度小于第四矩形槽的宽度，圆弧形槽作为隔磁障；
相邻第一类U形槽之间设有第二类U形槽，第二类U形槽的弧长小于第一类U形槽的弧长，第二类U形槽左侧翼、右侧翼形状为长方形，第二类U形槽左侧翼、右侧翼的宽度均小于第一类U形槽左侧翼、右侧翼的宽度，第二类U形槽下侧翼为半圆形槽，在第二类U形槽左侧翼和右侧翼的靠外侧中间处设有2个第五矩形槽，靠近第二类U形槽左侧翼的第五矩形槽与靠近第一类U形槽左侧翼的第四矩形槽在同一圆周上，靠近第二类U形槽右侧翼的第五矩形槽与靠近第一类U形槽右侧翼的第四矩形槽在同一圆周上，靠近第二类U形槽右侧翼的第五矩形槽中心所在圆周半径与靠近第二类U形槽左侧翼的第五矩形槽中心所在圆周半径之差等于第五矩形槽的宽度；
第一矩形槽、第二矩形槽和半圆形槽内放置钕铁硼永磁钢，第四矩形槽和第五矩形槽内放置铁氧体永磁钢。
第一类U形槽左侧翼长度小于第一类U形槽右侧翼的长度，第一类U形槽左侧翼和右侧翼的外端与转子铁芯外圆有1.5mm的不连通部分，相邻两个第四矩形槽的水平距离和相邻两个第二矩形槽的水平距离均为1.5mm。
本发明与现有技术相比，具备如下技术效果：
（1）采用圆弧形隔磁障结构，弱化电机电枢反应；
（2）磁极内部采用磁钢错位放置方式，调节磁场分布，气隙磁密更趋于正弦分布，降低谐波损耗，使电机更加平稳的运行；
（3）磁极内部设有磁障，改变交轴磁路，可以拓宽电机弱磁扩速范围；
（4）将同一磁极的不同磁钢之间的隔磁障设计为和转子铁芯同圆心的圆弧型结构，未改变原有磁路走向，增加弱磁性能的同时削弱磁密谐波。
附图说明
图1是本发明的电机结构示意图。
图2是本发明的转子结构示意图。
图中：1、转轴；2、前端盖；3、机壳；4、定子；5、后端盖；6、转子铁芯；7、第一类U形槽；8、第一矩形槽；9、第二矩形槽；10、第三矩形槽；11、第四矩形槽；12、圆弧形槽；13、第二类U形槽；14、第五矩形槽；15、半圆形槽。
实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
一种带有圆弧形隔磁障的磁场分布可调电机，包括转轴1、前端盖2、机壳3、定子4、后端盖5、转子铁芯6、第一类U形槽7、第一矩形槽8、第二矩形槽9、第三矩形槽10、第四矩形槽11、圆弧形槽12、第二类U形槽13、第五矩形槽14、半圆形槽15、钕铁硼永磁钢和铁氧体永磁钢，其特征在于：
转子铁芯6上均布有4个第一类U形槽7，第一类U形槽7左侧翼、右侧翼均为第一矩形槽8，第一类U形槽7下侧翼有2个第二矩形槽9和2个第三矩形槽10，2个第二矩形槽9位于2个第三矩形槽10之间，同一磁极下的左侧第二矩形槽9的内边和右侧第二矩形槽9的外边在同一直线上，第二矩形槽9的宽度小于第一矩形槽8的宽度，第三矩形槽10的宽度小于第二矩形槽9的宽度；
第一类U形槽7的内端和第三矩形槽10连通，第三矩形槽10和第二矩形槽9近端连通，相邻2个第二矩形槽9之间间隔1mm；
第一类U形槽7左侧翼、右侧翼靠外侧中间处设有2个第四矩形槽11，第四矩形槽11与第二矩形槽9之间的距离等于第一矩形槽8长度的2/3，左侧的第四矩形槽11的内边和右侧的第四矩形槽11的外边在同一直线上；
第四矩形槽11和相邻第一矩形槽8之间设有圆弧形槽12，圆弧形槽12圆心和转子铁芯6圆心重合，圆弧形槽12的宽度小于第四矩形槽11的宽度，圆弧形槽作为隔磁障；
相邻第一类U形槽7之间设有第二类U形槽13，第二类U形槽13的弧长小于第一类U形槽7的弧长，第二类U形槽13左侧翼、右侧翼形状为长方形，第二类U形槽13左侧翼、右侧翼的宽度均小于第一类U形槽7左侧翼、右侧翼的宽度，第二类U形槽13下侧翼为半圆形槽15，在第二类U形槽13左侧翼和右侧翼的靠外侧中间处设有2个第五矩形槽14，靠近第二类U形槽13左侧翼的第五矩形槽14与靠近第一类U形槽7左侧翼的第四矩形槽11在同一圆周上，靠近第二类U形槽13右侧翼的第五矩形槽14与靠近第一类U形槽7右侧翼的第四矩形槽11在同一圆周上，靠近第二类U形槽13右侧翼的第五矩形槽14中心所在圆周半径与靠近第二类U形槽13左侧翼的第五矩形槽14中心所在圆周半径之差等于第五矩形槽14的宽度；
第一矩形槽8、第二矩形槽9和半圆形槽15内放置钕铁硼永磁钢，第四矩形槽11和第五矩形槽14内放置铁氧体永磁钢。
第一类U形槽7左侧翼长度小于第一类U形槽7右侧翼的长度，第一类U形槽7左侧翼和右侧翼的外端与转子铁芯6外圆有1.5mm的不连通部分，相邻两个第四矩形槽11的水平距离和相邻两个第二矩形槽9的水平距离均为1.5mm。
Claims (2)
1.一种带有圆弧形隔磁障的磁场分布可调电机，包括转轴（1）、前端盖（2）、机壳（3）、定子（4）、后端盖（5）、转子铁芯（6）、第一类U形槽（7）、第一矩形槽（8）、第二矩形槽（9）、第三矩形槽（10）、第四矩形槽（11）、圆弧形槽（12）、第二类U形槽（13）、第五矩形槽（14）、半圆形槽（15）、钕铁硼永磁钢和铁氧体永磁钢，其特征在于：
转子铁芯（6）上均布有4个第一类U形槽（7），第一类U形槽（7）左侧翼、右侧翼均为第一矩形槽（8），第一类U形槽（7）下侧翼有2个第二矩形槽（9）和2个第三矩形槽（10），2个第二矩形槽（9）位于2个第三矩形槽（10）之间，同一磁极下的左侧第二矩形槽（9）的内边和右侧第二矩形槽（9）的外边在同一直线上，第二矩形槽（9）的宽度小于第一矩形槽（8）的宽度，第三矩形槽（10）的宽度小于第二矩形槽（9）的宽度；
第一类U形槽（7）的内端和第三矩形槽（10）连通，第三矩形槽（10）和第二矩形槽（9）近端连通，相邻2个第二矩形槽（9）之间间隔1mm；
第一类U形槽（7）左侧翼、右侧翼靠外侧中间处设有2个第四矩形槽（11），第四矩形槽（11）与第二矩形槽（9）之间的距离等于第一矩形槽（8）长度的2/3，左侧的第四矩形槽（11）的内边和右侧的第四矩形槽（11）的外边在同一直线上；
第四矩形槽（11）和相邻第一矩形槽（8）之间设有圆弧形槽（12），圆弧形槽（12）圆心和转子铁芯（6）圆心重合，圆弧形槽（12）的宽度小于第四矩形槽（11）的宽度，圆弧形槽作为隔磁障；
相邻第一类U形槽（7）之间设有第二类U形槽（13），第二类U形槽（13）的弧长小于第一类U形槽（7）的弧长，第二类U形槽（13）左侧翼、右侧翼形状为长方形，第二类U形槽（13）左侧翼、右侧翼的宽度均小于第一类U形槽（7）左侧翼、右侧翼的宽度，第二类U形槽（13）下侧翼为半圆形槽（15），在第二类U形槽（13）左侧翼和右侧翼的靠外侧中间处设有2个第五矩形槽（14），靠近第二类U形槽（13）左侧翼的第五矩形槽（14）与靠近第一类U形槽（7）左侧翼的第四矩形槽（11）在同一圆周上，靠近第二类U形槽（13）右侧翼的第五矩形槽（14）与靠近第一类U形槽（7）右侧翼的第四矩形槽（11）在同一圆周上，靠近第二类U形槽（13）右侧翼的第五矩形槽（14）中心所在圆周半径与靠近第二类U形槽（13）左侧翼的第五矩形槽（14）中心所在圆周半径之差等于第五矩形槽（14）的宽度；
第一矩形槽（8）、第二矩形槽（9）和半圆形槽（15）内放置钕铁硼永磁钢，第四矩形槽（11）和第五矩形槽（14）内放置铁氧体永磁钢。
2.根据权利要求1所述的一种带有圆弧形隔磁障的磁场分布可调电机，其特征在于：第一类U形槽（7）左侧翼长度小于第一类U形槽（7）右侧翼的长度，第一类U形槽（7）左侧翼和右侧翼的外端与转子铁芯（6）外圆有1.5mm的不连通部分，相邻两个第四矩形槽（11）的水平距离和相邻两个第二矩形槽（9）的水平距离均为1.5mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |