CN206379858U - 一种永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁同步电机，属于电机领域，解决了现有技术中永磁同步电机转动扭矩小的问题，解决该问题的技术方案主要是转子磁铁在转子铁芯的轴向上至少设有两圈，每圈转子磁铁中相邻两块转子磁铁之间的周向间隙为W1，前一圈的转子磁铁与后一圈的转子磁铁一对一连接，相邻两圈的转子磁铁在转子铁芯的周向上相互错开距离W2，W2小于W1。本实用新型主要用于动力输出时增大转动扭矩。

Description

一种永磁同步电机

技术领域

本实用新型涉及电机，特别是一种永磁同步电机。

背景技术

永磁同步电机以永磁体提供励磁，使电机结构较为简单，降低了加工和装配费用，且省去了容易出问题的集电环和电刷，提高了电机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电机的效率和功率密度，因而它是近几年研究较多并在各个领域中应用越来越广泛的一种电机。例如在塑料圆织机中，塑料圆织机的主轴需要电机带动，因此可以将永磁同步电机带动塑料圆织机的主轴上实现驱动，提高塑料圆织机的工作效率，有效降低塑料圆织机的使用成本。由于塑料圆织机对转动扭矩的要求较高，因此在保证永磁同步电机高效率的同时，如何增大转动扭矩是目前需要解决的问题之一。

实用新型内容

本实用新型所要达到的目的就是提供一种永磁同步电机，增大转动扭矩。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种永磁同步电机，包括定子组件和转子组件，定子组件套在转子组件外部，转子组件包括转轴、转子铁芯和转子磁铁，转子铁芯套在转轴上，转子磁铁成圈分布在转子铁芯的外周，转子磁铁在转子铁芯的轴向上至少设有两圈，每圈转子磁铁中相邻两块转子磁铁之间的周向间隙为W1，前一圈的转子磁铁与后一圈的转子磁铁一对一连接，相邻两圈的转子磁铁在转子铁芯的周向上相互错开距离W2，W2小于W1。

进一步的，所述转子磁铁具有两个侧面、两个端面、内曲面和外曲面，两个侧面在转子铁芯的周向上相对，两个端面在转子铁芯的轴向上相对，内曲面和外曲面在转子铁芯的径向上相对，转子磁铁的厚度从中部沿着转子铁芯的周向向两个侧面逐渐减小。

进一步的，所述内曲面和外曲面在转子铁芯的径向平面上的投影分别为内圆弧和外圆弧，内圆弧的半径R1小于外圆弧的半径R2，外圆弧的圆心到内圆弧的距离S1小于内圆弧的半径R1。

进一步的，所述转子磁铁的外周包覆有玻璃纤维布。

进一步的，所述转子铁芯由多片磁钢片轴向叠加而成，磁钢片的外周均匀分布有多个凸起，多片磁钢片轴向叠加后凸起连接形成限位筋，相邻两个限位筋之间形成安装转子磁铁的定位槽，磁钢片中心设有与转轴配合的中心孔，中心孔边缘设有键槽，距离键槽最近的凸起与键槽在磁钢片的周向上相互错开，安装前一圈转子磁铁的前一定位槽由磁钢片正向叠加形成，安装后一圈转子磁铁的后一定位槽由磁钢片反向叠加形成，使得前一定位槽与后一定位槽相互错开。

进一步的，所述磁钢片设有用于减少涡流、利于散热的第一通孔，第一通孔沿磁钢片的周向均匀分布有多个，距离键槽最近的第一通孔的中心位于键槽的对称中心线上，磁钢片轴向叠加形成转子铁芯后使得第一通孔轴向贯穿转子铁芯。

进一步的，所述转轴上位于转子铁芯的两端设有定位板，定位板套在转轴上，定位板上设有与第一通孔连通的第二通孔。

进一步的，所述定位板为圆形铝板，定位板的外径D2小于转子铁芯的外径D1。

进一步的，每圈转子磁铁中共有八块转子磁铁，W1＝3～6mm，W2＝1～3mm。

采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：由于每圈转子磁铁中相邻两块转子磁铁之间的周向间隙控制在一定范围内，使得整个转子组件形成的磁力线在周向上分布更加均匀，而相邻两圈的转子磁铁在转子铁芯的周向上相互错开距离W2，W2小于W1，使得相邻两圈的转子磁铁中的所有转子磁铁有且仅有一块转子磁铁与之相连接，使得整个转子组件形成的磁力线在轴向上分布更加均匀，因此整个转子组件通过转子磁铁的分布设计使得磁力线分布均匀，从而增大转子组件的转动扭矩。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为本实用新型中一种永磁同步电机的结构示意图；

图2为本实用新型中转子组件的结构示意图；

图3为图2中A-A向的剖视图；

图4为本实用新型中转子组件的结构示意图(无玻璃纤维布)；

图5为图4中B-B向的剖视图；

图6为本实用新型中磁钢片的正面示意图；

图7为本实用新型中磁钢片的背面示意图；

图8为本实用新型中转子磁铁的端面示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提供一种永磁同步电机，包括定子组件和转子组件，定子组件套在转子组件外部，定子组件包括定子铁芯1、定子线圈和外壳2，定子线圈绕装在定子铁芯1上，外壳2套在定子铁芯1上，转子组件从定子铁芯1中穿过，外壳2的两端还设有电机端盖3，转子组件包括转轴4、转子铁芯5和转子磁铁6，转子铁芯5套在转轴4上，转轴4上位于转子铁芯5的两端设有定位板7，定位板7套在转轴4上，其中一个定位板7通过转轴4上的轴肩41实现轴向定位，另外一个定位板7通过转轴4上设置套筒42来轴向定位，套筒42与转轴4过盈配合，转轴4上设置轴承43与电机端盖3配合连接，转轴4的前端伸出电机端盖3作为电机的输出端，转轴4的后端伸出电机端盖3并安装有风扇8，电机端盖3上装有风扇罩81。

如图2、图3、图4和图5所示，转子磁铁6成圈分布在转子铁芯5的外周，转子铁芯5的外周设有限位筋52，在转子铁芯5的周向上，相邻两个限位筋52之间形成定位槽53，转子磁铁6固定在定位槽53中，转子磁铁6在转子铁芯5的轴向上设有两圈，每圈转子磁铁6中共有八块转子磁铁6，每圈转子磁铁6中相邻两块转子磁铁6之间的周向间隙为W1，前一圈的转子磁铁6与后一圈的转子磁铁6一对一连接，相邻两圈的转子磁铁6在转子铁芯5的周向上相互错开距离W2，W2小于W1。转子磁铁6一般通过绝缘胶粘结到转子铁芯5上，为了提高转子磁铁6的稳固性，转子磁铁6的外周包覆有玻璃纤维布9。

本实用新型的永磁同步电机虽然类似于分段式斜极永磁同步电机，但是也存在与分段式斜极永磁同步电机完全不同的技术特征。由于每圈转子磁铁6中相邻两块转子磁铁6之间的周向间隙控制在一定范围内，使得整个转子组件形成的磁力线在周向上分布更加均匀，而相邻两圈的转子磁铁6在转子铁芯5的周向上相互错开距离W2，W2小于W1，使得相邻两圈的转子磁铁6中的所有转子磁铁6有且仅有一块转子磁铁6与之相连接，使得整个转子组件形成的磁力线在轴向上分布更加均匀，因此整个转子组件通过转子磁铁6的分布设计使得磁力线分布均匀，从而增大转子组件的转动扭矩。

在本实施例中，永磁同步电机为八极电机，相应的每圈转子磁铁6中共有八块转子磁铁6，W1＝3～6mm，W2＝1～3mm。W1过小，导致相邻两块转子磁铁6之间的磁力线过密，W1过大，则会导致相邻两块转子磁铁6之间的磁力线过疏，而W2则是根据W1来选择。

在本实施例中，转子铁芯5由多片磁钢片51轴向叠加而成，如图6和图7所示，磁钢片51的外周均匀分布有多个凸起511，多片磁钢片51轴向叠加后凸起511连接形成限位筋52，磁钢片51中心设有与转轴4配合的中心孔512，中心孔512边缘设有键槽513，距离键槽513最近的凸起511与键槽513在磁钢片51的周向上相互错开，距离键槽513最近的凸起511即图6中最上方的凸起511，具体是指凸起511的对称中心线L1与键槽513的对称中心线L2存在夹角。安装前一圈转子磁铁6的前一定位槽53由磁钢片51正向叠加形成，安装后一圈转子磁铁6的后一定位槽53由磁钢片51反向叠加形成，使得前一定位槽53与后一定位槽53相互错开。磁钢片51的正向叠加是指磁钢片51的正面朝向转轴4的前端，反向叠加是指磁钢片51的背面朝向转轴4的前端，磁钢片51的正面与背面是根据现有的冲制工艺的冲压方向来确定的，在冲压时，面对冲头的一面即正面，背对冲头的一面即背面。例如图6所示即磁钢片51的正面，图7所示即磁钢片51的背面。由于组成转子铁芯5的磁钢片51外形尺寸完全一样，只需用一副模具，即可实现高速冲压、自动叠片，加工效率高。

磁钢片51设有用于减少涡流、利于散热的第一通孔514，第一通孔514沿磁钢片51的周向均匀分布有多个，本实施例中设有10个，实际数量可以根据需要来变化，距离键槽513最近的第一通孔514的中心位于键槽513的对称中心线L2上，距离键槽513最近的第一通孔514即图6中最上方的第一通孔，磁钢片51轴向叠加形成转子铁芯5后使得第一通孔514轴向贯穿转子铁芯5。相应的，定位板7上设有与第一通孔514连通的第二通孔71，如图3所示。定位板7为圆形铝板，定位板7的外径D2小于转子铁芯5的外径D1，这样定位板7不导磁，可以避免转子铁芯5从两端漏磁，同时又有良好的散热性能，同时不影响转子磁铁6端部顺利产生均匀的磁力线。

为了转子磁铁6产生的磁力线更加均匀，对转子磁铁6的结构进行设计，如图8所示，转子磁铁6具有两个侧面61、两个端面62、内曲面63和外曲面64，两个侧面61在转子铁芯5的周向上相对，两个端面62在转子铁芯的轴向上相对，内曲面63和外曲面64在转子铁芯的径向上相对，转子磁铁6的厚度从中部沿着转子铁芯的周向向两个侧面61逐渐减小。在本实施例中，内曲面63和外曲面64在转子铁芯的径向平面上的投影分别为内圆弧和外圆弧，内圆弧的半径R1小于外圆弧的半径R2，外圆弧的圆心到内圆弧的距离S1小于内圆弧的半径R1。内圆弧的半径R1实际上与定位槽53的半径相等，内圆弧的圆心与转子铁芯的轴心重合。

除上述优选实施例外，本实用新型还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本实用新型作出各种改变和变形，只要不脱离本实用新型的精神，均应属于本实用新型权利要求书中所定义的范围。

Claims (9)

1.一种永磁同步电机，包括定子组件和转子组件，定子组件套在转子组件外部，转子组件包括转轴、转子铁芯和转子磁铁，转子铁芯套在转轴上，其特征在于，所述转子磁铁成圈分布在转子铁芯的外周，转子磁铁在转子铁芯的轴向上至少设有两圈，每圈转子磁铁中相邻两块转子磁铁之间的周向间隙为W1，前一圈的转子磁铁与后一圈的转子磁铁一对一连接，相邻两圈的转子磁铁在转子铁芯的周向上相互错开距离W2，W2小于W1。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转子磁铁具有两个侧面、两个端面、内曲面和外曲面，两个侧面在转子铁芯的周向上相对，两个端面在转子铁芯的轴向上相对，内曲面和外曲面在转子铁芯的径向上相对，转子磁铁的厚度从中部沿着转子铁芯的周向向两个侧面逐渐减小。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机，其特征在于，所述内曲面和外曲面在转子铁芯的径向平面上的投影分别为内圆弧和外圆弧，内圆弧的半径R1小于外圆弧的半径R2，外圆弧的圆心到内圆弧的距离S1小于内圆弧的半径R1。

4.根据权利要求1至3任一所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转子磁铁的外周包覆有玻璃纤维布。

5.根据权利要求1至3任一所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转子铁芯由多片磁钢片轴向叠加而成，磁钢片的外周均匀分布有多个凸起，多片磁钢片轴向叠加后凸起连接形成限位筋，相邻两个限位筋之间形成安装转子磁铁的定位槽，磁钢片中心设有与转轴配合的中心孔，中心孔边缘设有键槽，距离键槽最近的凸起与键槽在磁钢片的周向上相互错开，安装前一圈转子磁铁的前一定位槽由磁钢片正向叠加形成，安装后一圈转子磁铁的后一定位槽由磁钢片反向叠加形成，使得前一定位槽与后一定位槽相互错开。

6.根据权利要求5所述的永磁同步电机，其特征在于，所述磁钢片设有用于减少涡流、利于散热的第一通孔，第一通孔沿磁钢片的周向均匀分布有多个，距离键槽最近的第一通孔的中心位于键槽的对称中心线上，磁钢片轴向叠加形成转子铁芯后使得第一通孔轴向贯穿转子铁芯。

7.根据权利要求6所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转轴上位于转子铁芯的两端设有定位板，定位板套在转轴上，定位板上设有与第一通孔连通的第二通孔。

8.根据权利要求7所述的永磁同步电机，其特征在于，所述定位板为圆形铝板，定位板的外径D2小于转子铁芯的外径D1。

9.根据权利要求1至3任一所述的永磁同步电机，其特征在于，每圈转子磁铁中共有八块转子磁铁，W1＝3～6mm，W2＝1～3mm。