CN117040156B - 具有径向隔磁障的非对称内置永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供具有径向隔磁障的非对称内置永磁电机，属于汽车电机电器技术领域。所述转子铁芯沿圆周方向均布有偶数个第一磁钢槽，第一磁钢槽的外侧设有第二磁钢槽，第二磁钢槽的外端、第一磁钢槽的左端与转子铁芯外圆的圆心在同一条直线上，第二磁钢槽的右侧设有隔磁槽，隔磁槽平行于所在磁极的中心线，隔磁槽的右侧设有半圆磁钢槽，半圆磁钢槽的对称轴线平行于隔磁槽，该电机采用磁极中间设置径向隔磁槽的方式，降低交轴电感，有利于提高电机弱磁扩速能力同时该电机在单个磁极外侧分成三段式极弧长度，使气隙磁密趋于正弦分布，降低磁密畸变率，削弱齿槽转矩，提高电机运行效率。
Description
技术领域
本发明提供具有径向隔磁障的非对称内置永磁电机，属于汽车电机电器技术领域。
背景技术
永磁同步电机具有结构简单、体积小、功率密度和效率高等优点，广泛应用于各个领域，但永磁同步电机的磁场不易调节，这限制了该类电机应用于高调速范围要求场合。永磁同步电机空载反电势高，当电机运行在高速状态时，常采用弱磁控制的方式限制反电动势，但存在变频器故障导致瞬间回馈发电，使变频器功率器件损坏的问题。该缺陷限制了永磁同步电机的发展和应用，因此提出一种改善电机弱磁扩速能力的永磁同步电机拓扑结构是很有必要的。
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，提供一种具有径向隔磁障的非对称内置永磁电机，该电机结构为由径向隔磁障分隔形成的具有三段式极弧长度的非对称内置永磁电机，降低交轴电感，有利于提高电机弱磁扩速能力，每段磁极磁场分别由不同永磁钢提供，使气隙磁密趋于正弦分布，降低磁密畸变率，提高电机效率。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：具有径向隔磁障的非对称内置永磁电机，包括转轴、前端盖、机壳、定子、后端盖、转子铁芯、第一磁钢槽、第二磁钢槽、隔磁槽、半圆磁钢槽、永磁钢，其特征在于：
转子铁芯上均布有偶数个第一磁钢槽，第一磁钢槽呈切向结构；
第一磁钢槽的外侧设有第二磁钢槽，第二磁钢槽的内端靠近第一磁钢槽的右端，第二磁钢槽的外端向转子铁芯外圆延伸，第二磁钢槽的外端、第一磁钢槽的左端与转子铁芯外圆的圆心在同一条直线上；
第二磁钢槽的右侧设有隔磁槽，隔磁槽的内端靠近第二磁钢槽的内端，隔磁槽的外端向转子铁芯外圆延伸，隔磁槽与所在磁极的中心线重合；
隔磁槽的右侧设有半圆磁钢槽，半圆磁钢槽的对称轴线平行于隔磁槽，半圆磁钢槽的右端与转子铁芯之间有1.5mm的不连通距离，半圆磁钢槽的左端与隔磁槽的外端之间有1.5mm的不连通距离；
第一磁钢槽、第二磁钢槽与半圆磁钢槽内均放置有永磁钢，相邻两个半圆磁钢槽内永磁钢外侧面的极性相反，相邻两个隔磁槽之间的第一磁钢槽、第二磁钢槽内永磁钢外侧面的极性相同，相邻两个隔磁槽之间的第一磁钢槽、半圆磁钢槽内永磁钢外侧面的极性相反。
第二磁钢槽的内端和第一磁钢槽的右端之间有1.5mm的不连通距离，隔磁槽的内端与第二磁钢槽的内端之间有1.5mm的不连通距离。
第二磁钢槽的外端与隔磁槽的外端之间的极弧长度为所在磁极极弧长度的1/3，半圆磁钢槽左端与半圆磁钢槽右端之间的极弧长度为所在磁极极弧长度的1/3。
本发明与现有技术相比，具备如下技术效果：
（1）采用磁极中间设置径向隔磁槽的方式，降低交轴电感，有利于提高电机弱磁扩速能力；
（2）本发明将电机在单个磁极外侧分成三段式极弧长度，使气隙磁密趋于正弦分布，降低磁密畸变率；
（3）三段式极弧长度由不同的磁势源提供磁场，从电机拓扑结构层面，削弱齿槽转矩，提高电机运行效率；
（4）不需转子铁芯外圆开槽，转子铁芯冲片加工工艺简单，降低电机转子生产成本，同时解决因气隙磁阻改变导致电机损耗大的问题，提高电机效率。
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、第一磁钢槽；8、第二磁钢槽；9隔磁槽；10、半圆磁钢槽。
实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
具有径向隔磁障的非对称内置永磁电机，包括转轴1、前端盖2、机壳3、定子4、后端盖5、转子铁芯6、第一磁钢槽7、第二磁钢槽8、隔磁槽9、半圆磁钢槽10、永磁钢，其特征在于：
转子铁芯6上均布有偶数个第一磁钢槽7，第一磁钢槽7呈切向结构；
第一磁钢槽7的外侧设有第二磁钢槽8，第二磁钢槽8的内端与第一磁钢槽7的右端之间不连通且不连通距离为1.5mm，第二磁钢槽8的外端向转子铁芯6外圆延伸，第二磁钢槽8的外端、第一磁钢槽7的左端与转子铁芯6外圆的圆心在同一条直线上；
第二磁钢槽8的右侧设有隔磁槽9，隔磁槽9的内端与第二磁钢槽8的内端之间不连通且不连通距离为1.5mm，隔磁槽9的外端向转子铁芯6外圆延伸，隔磁槽9与所在磁极的中心线重合；
隔磁槽9的右侧设有半圆磁钢槽10，半圆磁钢槽10的对称轴线平行于隔磁槽9，半圆磁钢槽10的右端与转子铁芯6之间有1.5mm的不连通距离，半圆磁钢槽10的左端与隔磁槽9的外端之间有1.5mm的不连通距离；
第一磁钢槽7、第二磁钢槽8与半圆磁钢槽10内均放置有永磁钢，相邻两个半圆磁钢槽10内永磁钢外侧面的极性相反，相邻两个隔磁槽9之间的第一磁钢槽7、第二磁钢槽8内永磁钢外侧面的极性相同，相邻两个隔磁槽9之间的第一磁钢槽7、半圆磁钢槽10内永磁钢外侧面的极性相反。
第二磁钢槽8的外端与隔磁槽9的外端之间的极弧长度为所在磁极极弧长度的1/3，半圆磁钢槽10左端与半圆磁钢槽10右端之间的极弧长度为所在磁极极弧长度的1/3。
Claims (3)
1.具有径向隔磁障的非对称内置永磁电机，包括转轴(1)、前端盖(2)、机壳(3)、定子(4)、后端盖(5)、转子铁芯(6)、第一磁钢槽(7)、第二磁钢槽(8)、隔磁槽(9)、半圆磁钢槽(10)、永磁钢，其特征在于：
转子铁芯(6)沿圆周方向上均布有偶数个第一磁钢槽(7)，第一磁钢槽(7)呈切向结构；
第一磁钢槽(7)的外侧设有第二磁钢槽(8)，第二磁钢槽(8)的内端靠近第一磁钢槽(7)的右端，第二磁钢槽(8)的外端向转子铁芯(6)外圆延伸，第二磁钢槽(8)的外端、第一磁钢槽(7)的左端与转子铁芯(6)外圆的圆心在同一条直线上；
第二磁钢槽(8)的右侧设有隔磁槽(9)，隔磁槽(9)的内端靠近第二磁钢槽(8)的内端，隔磁槽(9)的外端向转子铁芯(6)外圆延伸，隔磁槽(9)沿转子铁芯(6)直径方向且和所在磁极的中心线重合；
隔磁槽(9)的右侧设有半圆磁钢槽(10)，半圆磁钢槽(10)的对称轴线平行于隔磁槽(9)；
第一磁钢槽(7)、第二磁钢槽(8)与半圆磁钢槽(10)内均放置有永磁钢；
相邻两个半圆磁钢槽(10)内永磁钢外侧面的极性相反；
相邻两个隔磁槽(9)之间的第一磁钢槽(7)、第二磁钢槽(8)内永磁钢外侧面的极性相同；
相邻两个隔磁槽(9)之间的第一磁钢槽(7)、半圆磁钢槽(10)内永磁钢外侧面的极性相反。
2.根据权利要求1所述的具有径向隔磁障的非对称内置永磁电机，其特征在于：第二磁钢槽(8)的内端和第一磁钢槽(7)的右端之间有1.5mm的不连通距离，隔磁槽(9)的内端与第二磁钢槽(8)的内端之间有1.5mm的不连通距离，半圆磁钢槽(10)的左端与隔磁槽(9)的外端之间有1.5mm的不连通距离；
第二磁钢槽(8)的外端、隔磁槽(9)的外端、半圆磁钢槽(10)的右端与转子铁芯(6)外圆之间均有1.5mm的不连通距离。
3.根据权利要求1所述的具有径向隔磁障的非对称内置永磁电机，其特征在于：第二磁钢槽(8)的外端与隔磁槽(9)的外端之间的极弧长度为所在磁极极弧长度的1/3，半圆磁钢槽(10)左端与半圆磁钢槽(10)右端之间的极弧长度为所在磁极极弧的1/3。
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