CN202444342U - 永磁辅助同步磁阻电机转子及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种永磁辅助同步磁阻电机转子及具有其的电机。根据本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机转子，包括转子铁心和设于转子铁心内部的永磁体，所述转子铁心上沿其周向方向上设置有多组安装槽，每组安装槽包括两个或者两个以上在转子铁心的径向方向上间隔设置的安装槽；永磁体为多组，每组永磁体中的各个永磁体对应地嵌入安装槽中；永磁体沿转子的d轴方向上的厚度为T，每组永磁体中最外层的永磁体的厚度T的值大于该组永磁体中其它层的永磁体的厚度T的值。本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机，包括前述的电机转子。本实用新型可以解决定子采用集中绕组所引起的转子的永磁体退磁问题，提高电机的运转可靠性。

Description

永磁辅助同步磁阻电机转子及具有其的电机

技术领域

本实用新型涉及永磁辅助同步磁阻电机领域，更具体地，涉及一种永磁辅助同步磁阻电机转子及具有其的电机。

背景技术

永磁辅助式同步磁阻永磁辅助同步磁阻电机作为永磁同步永磁辅助同步磁阻电机和同步磁阻永磁辅助同步磁阻电机的结合体，最大限度的利用了永磁辅助同步磁阻电机的磁阻转矩，并采用永磁转矩进行辅助，综合了两种永磁辅助同步磁阻电机的优点，其永磁辅助同步磁阻电机效率和功率因数都较高，因此越来越受到重视。

定子采用集中绕组的永磁辅助同步磁阻电机由于其优越的低频性能，在空调压缩机等注重永磁辅助同步磁阻电机低频性能的领域得到了广泛应用，但集中式永磁辅助同步磁阻电机由于其定子磁场比较集中，相对定子采用分布绕组的永磁辅助同步磁阻电机，转子永磁体更容易发生退磁，特别是永磁辅助同步磁阻电机启动失败或是永磁辅助同步磁阻电机失步运转等恶劣条件下存在发生退磁的风险，其中铁氧体永磁体容易在低温下发生退磁，钕铁硼永磁体容易在高温下发生退磁。为了提高永磁辅助同步磁阻电机的可靠性，需要提高永磁辅助同步磁阻电机的抗退磁能力。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种能够提高永磁辅助同步磁阻电机的抗退磁能力、提高永磁辅助同步磁阻电机运转的可靠性的永磁辅助同步磁阻电机转子及具有其的电机。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括转子铁心和设于转子铁心内部的永磁体，转子铁心上沿其周向方向上设置有多组安装槽，每组安装槽包括两个或者两个以上在转子铁心的径向方向上间隔设置的安装槽；永磁体为多组，每组永磁体中的各个永磁体对应地嵌入安装槽中；永磁体沿转子的d轴方向上的厚度为T，每组永磁体中最外层的永磁体的厚度T的值大于该组永磁体中其它层的永磁体的厚度T的值。

进一步地，每组永磁体中最外层的永磁体沿转子的d轴方向上的厚度为T1，内层永磁体沿转子的d轴方向上的厚度为Tn，其中，(T1-Tn)/T1≥5％。

进一步地，永磁体的矫顽力的值为F，每组永磁体中最外层的永磁体的矫顽力的值大于该组永磁体中其它层的永磁体的矫顽力F的值。

进一步地，每组永磁体中最外层的永磁体的矫顽力的值为F1，内层的永磁体的矫顽力的值为Fn，其中，(F1-Fn)/F1≥5％。

进一步地，最外层的所述安装槽的两端分别与所述转子圆心的连线所成的夹角为α，

其中，p为转子所在的永磁辅助同步磁阻电机的极数。

进一步地，永磁体的最末端的厚度为A，其中，T＞A。

进一步地，最外层的安装槽内不放置永磁体。

进一步地，安装槽为U字形或者为V字形。

进一步地，安装槽为弧形，其内部设置有弧形的永磁体。

根据本实用新型的一个方面，还提供了一种永磁辅助同步磁阻电机，包括转子和套设在转子外侧的定子，定子包括定子铁心以及缠绕在定子齿上的绕组，转子为前述的永磁辅助同步磁阻电机转子。

采用本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机转子及具有其的电机，将最外层的永磁体的厚度设计为最大，可以解决定子采用集中绕组所引起的转子的永磁体退磁问题，提高永磁辅助同步磁阻电机的运转可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型的电机的第一实施例的结构示意图；

图2是根据本实用新型的电机的第二实施例的结构示意图；

图3是根据本实用新型的电机的第三实施例的结构示意图；

图4是根据本实用新型的电机的第四实施例的结构示意图；

图5是根据本实用新型的电机的第五实施例的结构示意图；

图6是根据本实用新型的电机的第六实施例的结构示意图；

图7是根据本实用新型的电机转子的永磁体的厚度的示意图；

图8是根据本实用新型的电机的退磁示意图；以及

图9是根据本实用新型的电机的退磁电流与转子外层安装槽弧度的关系示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实用新型提供了一种永磁辅助同步磁阻电机转子，转子40设置在永磁辅助同步磁阻电机的定子10中，永磁辅助同步磁阻电机定子10采用绕组直接缠绕在齿上的集中绕组。如图8所示的永磁辅助同步磁阻电机退磁示意图，其中永磁辅助同步磁阻电机为集中绕组式的永磁辅助同步磁阻电机，退磁磁场比较集中，并基本完全施加在外层永磁体上，很容易引起外层永磁体退磁，导致内外层退磁电流不一致，导致永磁辅助同步磁阻电机整体退磁电流下降。

为了解决定子10采用集中绕组所引起的转子40的永磁体70退磁问题，提高永磁辅助同步磁阻电机的运转可靠性，如图1所示，转子40包括由硅钢片叠成的转子铁心50和设于转子铁心50内部的永磁体70，转子铁心50上沿其周向方向上设置有多组安装槽60，每组安装槽60构成永磁辅助同步磁阻电机的一个极，每组安装槽60包括两个或者两个以上在转子铁心50的径向方向上间隔设置的安装槽60，最外层的安装槽60的两端分别与转子圆心的连线所成的夹角为α；永磁体70为多组，每组永磁体70中的各个永磁体70对应地嵌入安装槽60中；永磁体70沿转子的d轴方向上的厚度为T，每组永磁体中最外层的永磁体70的厚度的值大于该组永磁体70中其它层的永磁体70的厚度T的值。每组安装槽60中的外层永磁体60a沿d轴方向厚度T1大于内层永磁体厚度Tn，可以改善定子采用集中绕组所引起的外层永磁体退磁问题，其中每组永磁体70中最外层永磁体70沿转子40的d轴方向上的厚度T1大于内层永磁体厚度Tn达到5％以上效果更加明显，即(T1-Tn)/T1≥5％。其中，内层永磁体可以为一个或者多个，如Tn可以为T2，或者Tn可以是T3。

优选地，以永磁体70的矫顽力为F，为了解决外层永磁体退磁问题还可以将每组永磁体70中最外层永磁体的矫顽力值F1设置为大于内层永磁体矫顽力值Fn，即最外层的永磁体70a的矫顽力值大于内层的永磁体70b(在其它实施例中，也可能为70c)的矫顽力的值。例如外层永磁体70a采用稀土永磁体，内层永磁体70b采用铁氧体永磁体。其中最外层永磁体70a的矫顽力值F1大于内层永磁体70b矫顽力值Fn达到5％以上效果更加明显，即(F1-Fn)/F1≥5％。其中，内层永磁体可以为一个或者多个。

本实用新型还提出将永磁辅助同步磁阻电机转子外层安装槽60a在转子外圆周上的弧度进行特殊设计，即使得

其中，最外层的安装槽60的两个末端与转子的圆心的连线的夹角在转子圆周上的弧度为α，p为转子所在的永磁辅助同步磁阻电机的极数。

通过这种设计，本实用新型可以有效缓解集中绕组永磁辅助同步磁阻电机退磁磁场集中施加在外层永磁体70a上导致的永磁体退磁问题，让退磁磁场从外层安装槽60a的两端绕过变为施加在内层永磁体70b上，可以有效均衡施加在内、外层永磁体70a、70b上的退磁磁势，减少外层永磁体70a的退磁，提高永磁辅助同步磁阻电机整体抗退磁能力。其中图9表示了退磁电流I随转子40外层安装槽60a在转子40外圆周上的弧度变化规律，可看出当转子40的外层安装槽60a的弧度不大于2/3转子极距时，退磁电流I不会发生显著下降。

在如图1、图4和图5所示的第一、第四、第五实施例中，安装槽60为弧形，其内部设置有弧形的永磁体。如图1所示，转子上具有d轴和q轴。如图7所示，永磁体70沿转子的d轴方向上的厚度为T，永磁体70的最末端的厚度为A，其中，T＞A。通常弧形永磁体容易在永磁体70中间内表面区域发生局部退磁，为了缓解弧形永磁体的局部退磁，可以将弧形永磁体设计成为中间厚、两端薄，此外采用这这种不等厚的永磁体设计还可以防止永磁体70在安装槽60内发生滑动。其中，图4所示的第四实施例中包括三层安装槽60，从外向内分别为60a、60b和60c，三层安装槽60内分别设置有永磁体70a、70b和70c。

进一步地，为了避免转子外层永磁体退磁，引起永磁辅助同步磁阻电机的反电势及电感等参数变化导致永磁辅助同步磁阻电机驱动可靠性下降，可以最外层安装槽60a内不放置永磁体。如图5所示的第五实施例中，最外层的安装槽60a内不放置永磁体。

在如图2和图6所示的第二实施例和第六实施例中，安装槽60为U字形。图2所示的第二实施例为4极2层U型安装槽的方块永磁体永磁辅助同步磁阻电机；图6所示的第六实施例为4极2层U型安装槽的方块永磁体永磁辅助同步磁阻电机，每个U型安装槽60的两端分别填充一块永磁体70。

在如图3所示的第三实施例中，安装槽60为V字形，其中的永磁辅助同步磁阻电机为V型槽方块永磁体永磁辅助同步磁阻电机。

无论是6极2层弧型永磁体转子、6极3层弧形永磁体转子、4极双层方块永磁体的U型转子还是4极双层方块永磁体的V型转子，采用以上技术手段，都可以提高永磁辅助同步磁阻电机退磁电流，提高永磁辅助同步磁阻电机运转可靠性。另外，本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机转子同一安装槽60内的永磁体70可采用不同性能的永磁体组合而成。

本实用新型还提供了一种永磁辅助同步磁阻电机，包括转子40和套设在转子40外侧的定子10，定子10包括定子铁心20以及缠绕在定子齿上的绕组30a，30b，转子40为前述的永磁辅助同步磁阻电机转子。

图1中的永磁辅助同步磁阻电机包含定子10和转子40，定子10包括由硅钢板叠压而成的定子铁心20和直接缠绕在定子齿上的绕组30a和30b，转子40包括由硅钢板叠压而成的转子铁心50，转子铁心50上以转子轴心为圆心按圆周方向均匀分布了6组安装槽，每组安装槽包括60a、60b两个安装槽，两个安装槽中分别放置了靠近转子外周的外层永磁体70a和靠近转子轴心的内层永磁体70b。放置时要求同一组内的永磁体70朝转子40外周方向呈同一极性，同时要求相邻的2组永磁体70的磁性相反，6组永磁体70对外沿圆周方向按照NS交替分布。弧形永磁体70比安装槽60略短，插入安装槽60后在安装槽60的两端部留有一定的空隙，其中可以填充空气或者其它非导磁性介质。

由于定子10采用集中绕组的永磁辅助式同步磁阻永磁辅助同步磁阻电机退磁磁场都集中在一个定子齿上，基本都是施加在转子40的外层永磁体70a上，所以转子40的外层永磁体70a容易发生退磁，导致永磁辅助同步磁阻电机的整体抗退磁能力下降，为了解决这一问题，本实用新型的转子40采用前述设计，可以解决定子采用集中绕组所引起的转子永磁体退磁问题，提高永磁辅助同步磁阻电机的运转可靠性。本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机可以应用在空调压缩机、电动车以及风扇系统中。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机转子及其电机和电机的安装方法，将最外层的永磁体的厚度设计为最大，可以解决定子采用集中绕组所引起的转子的永磁体退磁问题，提高永磁辅助同步磁阻电机的运转可靠性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括转子铁心(50)和设于所述转子铁心(50)内部的永磁体(70)，其特征在于，

所述转子铁心(50)上沿其周向方向上设置有多组安装槽(60)，每组所述安装槽(60)包括两个或者两个以上在所述转子铁心(50)的径向方向上间隔设置的安装槽(60)；

所述永磁体(70)为多组，每组所述永磁体(70)中的各个永磁体(70)对应地嵌入所述安装槽(60)中；

所述永磁体(70)沿所述转子的d轴方向上的厚度为T，每组所述永磁体(70)中最外层的所述永磁体(70)的厚度T的值大于该组所述永磁体(70)中其它层的所述永磁体(70)的厚度T的值。

2.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，每组所述永磁体(70)中最外层的所述永磁体(70)沿所述转子的d轴方向上的厚度为T1，内层所述永磁体(70)沿所述转子的d轴方向上的厚度为Tn，其中，(T1-Tn)/T1≥5％。

3.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述永磁体(70)的矫顽力的值为F，每组所述永磁体(70)中最外层的所述永磁体(70)的矫顽力的值大于该组所述永磁体(70)中其它层的所述永磁体(70)的矫顽力F的值。

4.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，每组所述永磁体(70)中最外层的所述永磁体(70)的矫顽力的值为F1，内层的所述永磁体(70)的矫顽力的值为Fn，其中，(F1-Fn)/F1≥5％。

5.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，最外层的所述安装槽(60)的两端分别与所述转子圆心的连线所成的夹角为α，其中，p为所述转子所在的永磁辅助同步磁阻电机的极数。

6.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述永磁体(70)的最末端的厚度为A，其中，T＞A。

7.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，最外层的所述安装槽(60)内不放置所述永磁体(70)。

8.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述安装槽(60)为U字形或者为V字形。

9.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述安装槽(60)为弧形，其内部设置有弧形的永磁体。

10.一种永磁辅助同步磁阻电机，包括转子(40)和套设在所述转子(40)外侧的定子(10)，所述定子(10)包括定子铁心(20)以及缠绕在定子齿上的绕组(30a，30b)，其特征在于，所述转子(40)为权利要求1至9中任一项所述的永磁辅助同步磁阻电机转子。

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