CN209963847U - 一种高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于公开一种高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，它包括转子铁芯、第一磁钢和第二磁钢，所述第一磁钢和所述第二磁钢分别嵌入在所述转子铁芯的内部，转子的每个磁极由2个第一磁钢和2个第二磁钢组成且均匀对称分布在磁极中心线两侧，所述第一磁极在所述第二磁极的外侧；与现有技术相比，解决了切线磁钢布置的结构强度和隔磁效果的矛盾，同时采用了多层磁钢布置，容易获得更好的聚磁设计和极弧系数控制，有效地抑制了电机极漏抗引起的性能下降，实现本实用新型的目的。

Description

一种高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子

技术领域

本实用新型涉及一种永磁同步电机转子，特别涉及一种高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子。

背景技术

在现有技术中，内嵌切向磁磁钢布置的永磁同步电机具有磁阻扭矩高的优点，是降低电机成本和提高电机综合性能的优先选择。

但是，传统的磁钢切线布置内嵌式永磁同步电机存在结构强度差，无法满足越来越高的电机转速需求，且传统的切向磁钢布置永磁同步电机一般采用单层的切线磁路，无聚磁能力，受电枢反应影响易退磁。

因此，特别需要一种高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，以解决上述现有存在的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，针对现有技术的不足，解决了切线磁钢布置的结构强度和隔磁效果的矛盾，同时采用了多层磁钢布置，容易获得更好的聚磁设计和极弧系数控制，有效地抑制了电机极漏抗引起的性能下降。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，其特征在于，它包括转子铁芯、第一磁钢和第二磁钢，所述第一磁钢和所述第二磁钢分别嵌入在所述转子铁芯的内部，转子的每个磁极由2个第一磁钢和2个第二磁钢组成且均匀对称分布在磁极中心线两侧，所述第一磁极在所述第二磁极的外侧。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一磁钢之间的夹角为360度除以极数，所述第二磁钢之间的夹角为360度除以极数。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一磁钢所在磁钢槽外圆侧各设置有第一槽孔，所述第一槽孔与所述转子铁芯外圆形成外隔磁磁桥。

在本实用新型的一个实施例中，所述第一磁钢所在磁钢槽内圆侧各设置有第二槽孔，所述第二槽孔的中间位置设置有第一去重孔,所述第一去重孔与所述第二槽孔形成外受力磁桥，且外受力磁桥平行布置形成径向合力。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二磁钢所在磁钢槽外圆侧各设置有第三槽孔，所述第三槽孔与所述转子铁芯外圆形成外隔磁磁桥。

在本实用新型的一个实施例中，所述第二磁钢所在磁钢槽内圆侧各设置有第四槽孔，所述第四槽孔的中间位置偏转子铁芯外侧设置有对称五边型的第三去重孔,所述第三去重孔与所述第四槽孔之间形成Y型外受力磁桥。

在本实用新型的一个实施例中，在各磁极中心靠转子铁芯外圆位置设置有三角形的第二去重孔，所述第二去重孔与所述转子铁芯外圆边形成一条隔电枢反应磁桥。

本实用新型的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，与现有技术相比，解决了切线磁钢布置的结构强度和隔磁效果的矛盾，同时采用了多层磁钢布置，容易获得更好的聚磁设计和极弧系数控制，有效地抑制了电机极漏抗引起的性能下降，实现本实用新型的目的。

本实用新型的特点可参阅本案图式及以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

附图说明

图1为本实用新型的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子的结构示意图；

图2为本实用新型的永磁同步电机转子的空载磁力线仿真的示意图；

图3为本实用新型的永磁同步电机转子的负载磁力线仿真的示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例

如图1所示，本实用新型的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，它包括转子铁芯14、第一磁钢2和第二磁钢7，转子铁芯14、第一磁钢2和第二磁钢7形成若干个磁极，交替分布。

第一磁钢2和第二磁钢7分别嵌入在转子铁芯14的内部，转子的每个磁极由2个第一磁钢2和2个第二磁钢7组成且均匀对称分布在磁极中心线两侧，第一磁极2在所述第二磁极7的外侧。

在本实施例中，第一磁钢2之间的夹角为360度除以极数，第二磁钢7之间的夹角为360度除以极数。

例如，8极电机转子的夹角约为45°，12极电机的夹角约为30°。

在本实施例中，第一磁钢2所在磁钢槽外圆侧各设置有第一槽孔5，第一槽孔5与转子铁芯14外圆形成外隔磁磁桥6，外隔磁磁桥6尺寸较窄，具备良好的隔磁效果。

在本实施例中，第一磁钢2所在磁钢槽内圆侧各设置有第二槽孔1，第二槽孔1的中间位置设置有第一去重孔4,第一去重孔4与第二槽孔1形成外受力磁桥3，受力磁桥的厚度比隔磁磁桥厚度厚很多，但具有较长的尺寸，且外受力磁桥3平行布置形成径向合力。

在本实施例中，第二磁钢7所在磁钢槽外圆侧各设置有第三槽孔12，第三槽孔12与转子铁芯14外圆形成外隔磁磁桥13，外隔磁磁桥13尺寸较窄，具备良好的隔磁效果。

在本实施例中，第二磁钢7所在磁钢槽内圆侧各设置有第四槽孔15，第四槽孔15的中间位置偏转子铁芯外侧设置有对称五边型的第三去重孔12,第三去重孔12与第四槽孔15之间形成Y型外受力磁桥8，外受力磁桥8的厚度比隔磁磁桥厚度厚很多，但具有较长的尺寸。

在本实施例中，在各磁极中心靠转子铁芯外圆位置设置有三角形的第二去重孔10，第二去重孔10与转子铁芯14外圆边形成一条隔电枢反应磁桥9，隔电枢反应磁桥9具备非常窄的尺寸，避免了电机的磁力线切线穿过转子磁极中心而形成大量极漏抗。

本实用新型的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子的原理如下：

a.电机空载时，依靠转子上的几个磁钢槽所在隔磁磁桥，确保了磁钢的主磁力线从第一磁钢2至第二磁钢7，再穿透转子铁芯14至电机气隙，进入电机定子，返回气隙回到另一个磁极的第二磁钢7和第一磁钢2形成闭合回路。如图2所示，可知所有磁桥隔磁效果良好，漏磁系数控制再一定范围内。

b.电机负载时，由图3可见，各磁钢之间的铁芯材料形成了一个个导磁齿，并形成足够大的交轴磁链，产生有效电枢增磁，而受到磁钢槽隔磁桥的作用穿透磁极直轴方向磁力线被有效限制，电机产生明显的磁阻扭矩。

c.依靠隔电枢反应磁桥9的作用，由图3可见，负载时在磁极中间位置，很少有磁力线从电枢直接穿透转子磁极位置形成较大极漏抗；进一步有效利用了电视增磁反应带来的磁阻扭矩增加，并改善了负载反电势波形。

d.电机高速旋转时，电机每个磁极有较宽尺寸的2条外受力磁桥6和一个Y型外受力磁桥8确保了转子机械强度，且这些磁桥和磁极中性线平行，电机高速旋转时主要受正应力，进一步保证了转子高速旋转的可靠性。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，其特征在于，它包括转子铁芯、第一磁钢和第二磁钢，所述第一磁钢和所述第二磁钢分别嵌入在所述转子铁芯的内部，转子的每个磁极由2个第一磁钢和2个第二磁钢组成且均匀对称分布在磁极中心线两侧，第一磁极在第二磁极的外侧。

2.如权利要求1所述的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，其特征在于，所述第一磁钢之间的夹角为360度除以极数，所述第二磁钢之间的夹角为360度除以极数。

3.如权利要求1所述的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，其特征在于，所述第一磁钢所在磁钢槽外圆侧各设置有第一槽孔，所述第一槽孔与所述转子铁芯外圆形成外隔磁磁桥。

4.如权利要求1所述的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，其特征在于，所述第一磁钢所在磁钢槽内圆侧各设置有第二槽孔，所述第二槽孔的中间位置设置有第一去重孔,所述第一去重孔与所述第二槽孔形成外受力磁桥，且外受力磁桥平行布置形成径向合力。

5.如权利要求1所述的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，其特征在于，所述第二磁钢所在磁钢槽外圆侧各设置有第三槽孔，所述第三槽孔与所述转子铁芯外圆形成外隔磁磁桥。

6.如权利要求1所述的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，其特征在于，所述第二磁钢所在磁钢槽内圆侧各设置有第四槽孔，所述第四槽孔的中间位置偏转子铁芯外侧设置有对称五边型的第三去重孔,所述第三去重孔与所述第四槽孔之间形成Y型外受力磁桥。

7.如权利要求1所述的高性能切向磁路结构的永磁同步电机转子，其特征在于，在各磁极中心靠转子铁芯外圆位置设置有三角形的第二去重孔，所述第二去重孔与所述转子铁芯外圆边形成一条隔电枢反应磁桥。

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