CN202652027U - 永磁同步电机及其转子组件 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种永磁同步电机,包括转子组件;转子组件包括转子铁芯、2P块永磁体、电机轴、护磁套和两块端板,各永磁体固定在转子铁芯的外圆周面上,两块端板分别固定在转子铁芯的两端面上,护磁套套在各永磁体外表面上,转子铁芯和各端板轴向固定在电机轴上;每一磁极对应的一块永磁体沿着转子铁芯的外圆周面都包括M条永磁体条单元,而每一条永磁体条单元沿着轴向方向又都包括K块永磁体单元,即每一磁极对应的一块所述永磁体都包括M×K块永磁体单元,其中2≤M≤7,2≤K≤10,M和K都为整数。本实用新型永磁同步电机具有成本低、涡流损耗小、效率高和材料利用率高等优点,是一种高效节能的电机。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及永磁同步电机,特别是涉及制造永磁同步电机的磁路零部件,尤其涉及有永久磁体的转子铁芯。
【背景技术】
现有技术永磁同步电机包括转子组件，转子组件又包括转子铁芯和偶数块永磁体,该偶数块永磁体固定在转子铁芯外圆周面上,N、S极交替排列,永磁同步电机有P对磁极,则永磁体的数量为2P块,每一磁极中的永磁体为一整块,在每一磁极的永磁体同等体积的情况下,其气隙磁通密度相对较低,磁通利用率低,一整块的永磁体生产时成本也比较高,也比较容易损坏。
【实用新型内容】
本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种永磁同步电机及其转子组件,由于将现有技术转子组件之转子铁芯上的每一磁极对应的一整块永磁体分为多块永磁体单元,这样在每一磁极对应的永磁体同等体积的情况下,多块永磁体单元的磁性相互叠加,可提高整个转子组件的气隙磁通密度,整个转子组件的磁通利用率也提高了,从而使永磁同步电机具有涡流损耗小、效率高和材料利用率高等优点,是一种高效节能的电机,成本也会相应地降低。
本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：
提供一种永磁同步电机, 包括中空的壳体、定子组件、转子组件、两只轴承、前端盖和后端盖;所述定子组件包括定子铁芯和设在该定子铁芯之各槽内的定子绕组,所述定子铁芯固定在所述壳体的内腔内壁上;所述转子组件包括设有中央通孔的转子铁芯、2P块永磁体、电机轴、设有中央通孔的护磁套和两块设有中央通孔的端板,其中P为磁极对数, P≥1,为整数,各永磁体固定在所述转子铁芯的外圆周面上,N、S极交替排列,两块所述端板分别固定在所述转子铁芯的两端面上,将各永磁体挡住,所述护磁套之中央通孔套在各永磁体外表面上,借助所述转子铁芯的中央通孔和各端板的中央通孔,所述转子铁芯和各端板轴向固定在所述电机轴上;所述前端盖和后端盖分别固定在所述壳体的两端面上;借助两轴承,所述电机轴可转动地支承在所述前端盖和后端盖的轴承室内;所述转子组件之护磁套外圆周面与所述定子组件之定子铁芯的内圆周面形成径向气隙;每一磁极对应的一块所述永磁体沿着所述转子铁芯的外圆周面都包括M条永磁体条单元,而每一条永磁体条单元沿着轴向方向又都包括K块永磁体单元,即每一磁极对应的一块所述永磁体都包括M×K块永磁体单元, 其中2≤M≤7, 2≤K≤10, M和K都为整数, 即M =2、3、4、5、6或7, 即K =2、3、4、5、6、7、8、9或10。
还提供一种永磁同步电机的转子组件,包括设有中央通孔的转子铁芯、2P块永磁体、电机轴、设有中央通孔的护磁套和两块设有中央通孔的端板,其中P为磁极对数, P≥1,为整数,各永磁体固定在所述转子铁芯的外圆周面上,N、S极交替排列,两块所述端板分别固定在所述转子铁芯的两端面上,将各永磁体挡住,所述护磁套之中央通孔套在各永磁体外表面上,借助所述转子铁芯的中央通孔和各端板的中央通孔,所述转子铁芯和各端板轴向固定在所述电机轴上;每一磁极对应的一块所述永磁体沿着所述转子铁芯的外圆周面都包括M条永磁体条单元,而每一条永磁体条单元沿着轴向方向又都包括K块永磁体单元,即每一磁极对应的一块所述永磁体都包括M×K块永磁体单元, 其中2≤M≤7, 2≤K≤10, M和K都为整数, 即M =2、3、4、5、6或7, K =2、3、4、5、6、7、8、9或10。
同现有技术相比较，本实用新型永磁同步电机及其转子组件的有益效果在于：
将现有技术每一磁极对应的一块所述永磁体沿着转子铁芯的外圆周面分成多条永磁体条单元,而每一条永磁体条单元沿着轴向方向再分成多块永磁体单元,即每一磁极对应的一整块所述永磁体被分成了很多块永磁体单元,这样在每一磁极对应的永磁体同等体积的情况下,多块永磁体单元的磁性相互叠加,可提高整个转子组件的气隙磁通密度,整个转子组件的磁通利用率也提高了,从而使永磁同步电机具有涡流损耗小、效率高和材料利用率高等优点,是一种高效节能的电机;而且本实用新型的每块永磁体单元比现有技术所用每块永磁体的尺寸要小,生产该永磁体单元时,烧结炉内的温度可相应地低一些,永磁体单元的材料锶或钡铁氧体在烧结炉内也容易控制,这样本实用新型的每块永磁体单元的生产成本也会相应地降低,整个永磁同步电机的成本也会相应地降低。
【附图说明】
图1是本实用新型永磁同步电机实施例一的轴测投影示意图;
图2是图1所示永磁同步电机的正投影主视剖视示意图,图中没有画出定子绕组；
图3是图1所示永磁同步电机分解后的轴测投影示意图,图中没有画出定子绕组;
图4是图1所示永磁同步电机之转子组件30的轴测投影示意图,图中没有画出护磁套34;
图5是图4所示转子组件30分解后的轴测投影示意图;
图6是图4所示转子组件30的正投影主视剖视示意图;
图7是本实用新型永磁同步电机实施例二之转子组件30的轴测投影示意图, 图中没有画出护磁套34;
图8是图7所示转子组件30分解后的轴测投影示意图。
【具体实施方式】
下面结合各附图对本实用新型作进一步详细说明。
参见图1至图8,一种永磁同步电机, 包括中空的壳体10、定子组件20、转子组件30、两只轴承40、前端盖50和后端盖60;所述定子组件20包括定子铁芯23和设在该定子铁芯23之各槽231内的定子绕组(图中未画出),所述定子铁芯23固定在所述壳体10的内腔内壁上;所述转子组件30包括设有中央通孔311的转子铁芯31、2P块永磁体32、电机轴33、设有中央通孔341的护磁套34和两块设有中央通孔351的端板35,其中P为磁极对数, P≥1,为整数,永磁同步电机一般有一对磁极或二对磁极或三对磁极,即P=1或2或3,各永磁体32固定在所述转子铁芯31的外圆周面上,N、S极交替排列,两块所述端板35分别固定在所述转子铁芯31的两端面上,将各永磁体32挡住,所述护磁套34之中央通孔341套在各永磁体32外表面上,借助所述转子铁芯31的中央通孔311和各端板35的中央通孔351,所述转子铁芯31和各端板35轴向固定在所述电机轴33上;所述前端盖50和后端盖60分别固定在所述壳体10的两端面上;借助两轴承40,所述电机轴33可转动地支承在所述前端盖50和后端盖60的轴承室内;所述转子组件30之护磁套34外圆周面与所述定子组件20之定子铁芯23的内圆周面形成径向气隙;每一磁极对应的一块所述永磁体32沿着所述转子铁芯31的外圆周面都包括M条永磁体条单元325,而每一条永磁体条单元325沿着轴向方向又都包括K块永磁体单元3255,即每一磁极对应的一块所述永磁体32都包括M×K块永磁体单元3255, 其中2≤M≤7, 2≤K≤10, M和K都为整数, 即M =2、3、4、5、6或7, K =2、3、4、5、6、7、8、9或10。
可在所述转子铁芯31的一圈外圆周面上都涂抹胶粘剂,将每一块永磁体单元3255分别固定于所述转子铁芯31的外圆周面上。涂抹胶粘剂之前,一般需要用清洗剂将所述转子铁芯31和各永磁体单元清洗干净。为了使各永磁体单元快速固定在所述转子铁芯31的外圆周面上,在各永磁体单元都粘接固定在所述转子铁芯31的外圆周面上后,将它们放入烤箱内, 一次烘烤定型,完成所述转子组件30的制作。粘合固定用的胶粘剂可以是任何一种使用耐温不低于所述电机绝缘等级耐温水平的胶粘剂,本实用新型使用的胶粘剂是现有技术,在此不再详细描述,其粘接操作也可按现有技术有关胶粘剂的要求进行。
本实用新型的原理是将现有技术固定于转子铁芯31之一圈外圆周面上的每一磁极对应的一块所述永磁体32沿着所述转子铁芯31的外圆周面分成M条永磁体条单元325,而每一条永磁体条单元325沿着轴向方向再分成K块永磁体单元3255,即每一磁极对应的一块所述永磁体32被分成了M×K块永磁体单元3255,这样在每一磁极对应的永磁体同等体积的情况下, M×K块永磁体单元的磁性相互叠加，可提高气隙磁通密度,磁通利用率大大提高了,永磁体单元生产时的成本也会相应地降低。
参见图2和图3,标号为70的是轴承盖,该轴承盖70固定在前端盖50上;标号为80的是两只挡圈,分别卡在电机轴33上的两凹槽331内。
所述永磁体32是钕铁硼高磁能合金、或者是锶或钡铁氧体。
实施例一:
参见图1至图6,一种永磁同步电机, 包括中空的壳体10、定子组件20、转子组件30、两只轴承40、前端盖50和后端盖60;所述定子组件20包括定子铁芯23和设在该定子铁芯23之各槽231内的定子绕组(图中未画出),所述定子铁芯23固定在所述壳体10的内腔内壁上;所述转子组件30包括设有中央通孔311的转子铁芯31、四块永磁体32、电机轴33、设有中央通孔341的护磁套34和两块设有中央通孔351的端板35,该永磁同步电机为二对磁极,各永磁体32固定在所述转子铁芯31的外圆周面上,N、S极交替排列,两块所述端板35分别固定在所述转子铁芯31的两端面上,将各永磁体32挡住,所述护磁套34之中央通孔341套在各永磁体32外表面上,该护磁套34之中央通孔341还有一部分套在了两块所述端板35上,借助所述转子铁芯31的中央通孔311和各端板35的中央通孔351,所述转子铁芯31和各端板35轴向固定在所述电机轴33上;所述前端盖50和后端盖60分别固定在所述壳体10的两端面上;借助两轴承40,所述电机轴33可转动地支承在所述前端盖50和后端盖60的轴承室内;所述转子组件30之护磁套34外圆周面与所述定子组件20之定子铁芯23的内圆周面形成径向气隙;每一磁极对应的一块所述永磁体32沿着所述转子铁芯31的外圆周面都包括两条永磁体条单元325,而每一条永磁体条单元325沿着轴向方向又都包括三块永磁体单元3255,即每一磁极对应的一块所述永磁体32都包括六块永磁体单元3255。也就是M =2, K =3,即本实施例的永磁同步电机的转子组件30有二十四块永磁体单元3255,它们分成四组,每组有六块永磁体单元3255,它们整齐有规律地固定在所述转子铁芯31的外圆周面上,沿着所述转子铁芯31的外圆周面有八条永磁体条单元325,而每条永磁体条单元325沿着轴向方向又有三块永磁体单元3255。
实施例二:
参见图7和图8,本实施例的永磁同步电机与实施例一的永磁同步电机结构差不多,其区别在于, 本实施例中的M =4, K =6,即本实施例的永磁同步电机之每一磁极对应的一块所述永磁体32沿着所述转子铁芯31的外圆周面都包括四条永磁体条单元325,而每一条永磁体条单元325沿着轴向方向又都包括六块永磁体单元3255,即每一磁极对应的一块所述永磁体32都包括二十四块永磁体单元3255。也就是本实施例的永磁同步电机的转子组件30有九十六块永磁体单元3255,它们也分成四组,每组有二十四块永磁体单元3255,它们整齐有规律地固定在所述转子铁芯31的外圆周面上,沿着所述转子铁芯31的外圆周面有十六条永磁体条单元325,而每条永磁体条单元325沿着轴向方向又有六块永磁体单元3255。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制;应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围;因此,凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种永磁同步电机,包括中空的壳体(10)、定子组件(20)、转子组件(30)、两只轴承(40)、前端盖(50)和后端盖(60);所述定子组件(20)包括定子铁芯(23)和设在该定子铁芯(23)之各槽(231)内的定子绕组,所述定子铁芯(23)固定在所述壳体(10)的内腔内壁上;所述转子组件(30)包括设有中央通孔(311)的转子铁芯(31)、2P块永磁体(32)、电机轴(33)、设有中央通孔(341)的护磁套(34)和两块设有中央通孔(351)的端板(35),其中P为磁极对数, P≥1,为整数,各永磁体(32)固定在所述转子铁芯(31)的外圆周面上,N、S极交替排列,两块所述端板(35)分别固定在所述转子铁芯(31)的两端面上,将各永磁体(32)挡住,所述护磁套(34)之中央通孔(341)套在各永磁体(32)外表面上,借助所述转子铁芯(31)的中央通孔(311)和各端板(35)的中央通孔(351),所述转子铁芯(31)和各端板(35)轴向固定在所述电机轴(33)上;所述前端盖(50)和后端盖(60)分别固定在所述壳体(10)的两端面上;借助两轴承(40),所述电机轴(33)可转动地支承在所述前端盖(50)和后端盖(60)的轴承室内;所述转子组件(30)之护磁套(34)外圆周面与所述定子组件(20)之定子铁芯(23)的内圆周面形成径向气隙;其特征在于：
每一磁极对应的一块所述永磁体(32)沿着所述转子铁芯(31)的外圆周面都包括M条永磁体条单元(325),而每一条永磁体条单元(325)沿着轴向方向又都包括K块永磁体单元(3255),即每一磁极对应的一块所述永磁体(32)都包括M×K块永磁体单元(3255), 其中2≤M≤7,2≤K≤10, M和K都为整数。
2.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于：
M=2。
3.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于：
M= 4。
4.根据权利要求1至3任一项所述的永磁同步电机，其特征在于：
K=3。
5.根据权利要求1至3任一项所述的永磁同步电机，其特征在于：
K=6。
6.一种永磁同步电机的转子组件;包括设有中央通孔(311)的转子铁芯(31)、2P块永磁体(32)、电机轴(33)、设有中央通孔(341)的护磁套(34)和两块设有中央通孔(351)的端板(35),其中P为磁极对数, P≥1,为整数,各永磁体(32)固定在所述转子铁芯(31)的外圆周面上,N、S极交替排列,两块所述端板(35)分别固定在所述转子铁芯(31)的两端面上,将各永磁体(32)挡住,所述护磁套(34)之中央通孔(341)套在各永磁体(32)外表面上,借助所述转子铁芯(31)的中央通孔(311)和各端板(35)的中央通孔(351),所述转子铁芯(31)和各端板(35)轴向固定在所述电机轴(33)上;其特征在于：
每一磁极对应的一块所述永磁体(32)沿着所述转子铁芯(31)的外圆周面都包括M条永磁体条单元(325),而每一条永磁体条单元(325)沿着轴向方向又都包括K块永磁体单元(3255),即每一磁极对应的一块所述永磁体(32)都包括M×K块永磁体单元(3255),其中2≤M≤7,2≤K≤10, M和K都为整数。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于：
M=2。
8.根据权利要求6所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于：
M= 4。
9.根据权利要求6至8任一项所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于：
K=3。
10.根据权利要求6至8任一项所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于：
K=6。
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