CN210744867U - 一种永磁电机扇形永磁体排布的转子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，包括鼠笼式电机转子和内置式永磁体电机转子，内置式永磁体电机转子的中心设有转轴，转轴上固定有转子冲片，起动绕组槽内设有转子笼条；内置式永磁体电机转子与鼠笼式电机转子相对应，内置式永磁体电机转子包括至少三个永磁体槽I，永磁体槽I内设置有永磁体I，每个永磁体槽I与起动绕组槽之间设有若干个永磁体槽II，若干个永磁体槽II呈扇形分布，永磁体槽II内设置有永磁体II。本实用新型将电机原有大块永磁体分为若干小块永磁体嵌入永磁体槽，增大了磁通面积，不仅可以削弱气隙中谐波含量以减小电机的涡流损耗，提高电机效率，还可以增强电机磁路聚磁效应，提升永磁体利用率。

Description

一种永磁电机扇形永磁体排布的转子结构

技术领域

本实用新型涉及电机的技术领域，尤其涉及一种永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，可以应用到稀土永磁同步电动机。

背景技术

随着科学技术的快速发展和人民生活水平的不断提高，各类电机在工业自动化和人们的生活工作中正起着越来越大的作用。电机作为一个动力驱动源应用十分广泛，在世界各国的经济发展中占据着越来越重要的地位，这一产业为牵引许多工业国经济发展的腾飞发挥着重要作用。电机作为工业设备机电能量转换及自动化程度提高的核心驱动执行部件，其相关性能指标直接决定了设备的性能和技术水平，是工业设备的动力。电机质量和先进程度同样也是反映一个国家自动化水平的指标，其质量决定着人们的生活质量和国家的工业化水平。

电机作为机电能量转换的重要装置，是电气传动的基础部件，其耗电量占据了全部用电量的60%以上，对国民经济、能源利用、环境保护和人民生活质量的提高都起着十分重要的作用。因此，开发高效、节能、降耗、可靠性高的电机产品，打造具有民族品牌的高压电机产品，增强国际竞争力，对确保国民经济可持续发展具有极其重要的战略意义。

目前常见的稀土永磁同步电机转子，其转子结构中的起动笼条主要用于起动，转子中开设永磁体槽嵌入永磁体。对于大多数稀土永磁电动机，转子永磁体结构大多采用径向充磁方式，永磁体的磁化方向与气隙磁通轴线一致且离气隙较近，漏磁系数较切向式结构小。但在一对极磁路中有两个永磁体提供磁动势，仅有一个永磁体截面提供每极磁通，气隙磁密相对较低，永磁体利用率较差。因此，在电机转子永磁体结构设计与优化方面，尚存在缺陷，有待改进。

实用新型内容

针对现有转子结构中仅有一个永磁体截面提供每极磁通，气隙磁密相对较低，永磁体利用率较差的技术问题，本实用新型提出一种永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，增大电机气隙磁通，尤其适用于高压自起动永磁同步电动机。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，包括鼠笼式电机转子和内置式永磁体电机转子，鼠笼式电机转子设置在内置式永磁体电机转子的外侧，内置式永磁体电机转子的中心设有转轴，所述转轴上固定有转子冲片，所述鼠笼式电机转子包括起动绕组槽，起动绕组槽分布在转子冲片的外部，起动绕组槽内设有转子笼条；所述内置式永磁体电机转子与鼠笼式电机转子相对应，内置式永磁体电机转子包括至少三个永磁体槽I，永磁体槽I均匀设置在转子冲片的中部，永磁体槽I内设置有永磁体I，每个永磁体槽I与起动绕组槽之间设有若干个永磁体槽II，若干个永磁体槽II呈扇形分布，永磁体槽II内设置有永磁体II。

所述永磁体I两端设有隔磁桥，隔磁桥与永磁体I是一体成型的。

所述起动绕组槽均匀分布在转子冲片的外圆周上，隔磁桥和永磁体II均与转子笼条相对应。

所述永磁体I的数量设有6个，6个永磁体I均匀分布在转子冲片的中部，且相邻的永磁体I之间的距离相等，永磁体I两端与起动绕组槽之间的距离相等。

所述每个永磁体I与起动绕组槽之间均设有8个永磁体II，8个永磁体II9设置在两个隔磁桥之间，且8个永磁体II关于永磁体I的中心对称。

所述转子笼条外侧设有定子，定子包括定子铁芯，定子铁芯的内侧设有扇形分布的定子槽，定子槽内设有定子绕组。

本实用新型的有益效果：

1、通过在鼠笼绕组槽与转轴之间按照特定角度开设永磁体槽，将电机原有大块永磁体分为若干小块永磁体嵌入永磁体槽，增大了磁通面积，使电机在空载运行时保证原有反电动势不变的基础上减小永磁体用量的效果显著。

2、通过将大块永磁体分成小块和开设特定永磁体槽的角度，不仅可以削弱气隙中谐波含量以减小电机的涡流损耗，提高电机效率，还可以增强电机磁路聚磁效应，提升永磁体利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图中，1为定子铁芯，2为定子绕组，3为定子槽，4为转子笼条，5为永磁体I，6为隔磁桥，7为转轴，8为隔磁桥，9为永磁体II。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，一种永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，包括鼠笼式电机转子和内置式永磁体电机转子，鼠笼式电机转子设置在内置式永磁体电机转子的外侧，内置式永磁体电机转子的中心设有转轴7，所述转轴7上固定有转子冲片8，转轴7设置在转子冲片8中心处的轴孔内。所述鼠笼式电机转子包括起动绕组槽，起动绕组槽分布在转子冲片8的外侧上，起动绕组槽呈扇形均匀分布在转子冲片8的外圆周上，起动绕组槽内设有转子笼条4；所述内置式永磁体电机转子与鼠笼式电机转子相对应，内置式永磁体电机转子包括至少三个永磁体槽I，永磁体槽I均匀设置在转子冲片8的中部，永磁体槽I内设置有永磁体I5，每个永磁体槽I与起动绕组槽之间设有若干个永磁体槽II，若干个永磁体槽II呈扇形分布，永磁体槽II内设置有永磁体II9。永磁体槽I和永磁体槽II设置在转轴7与转子笼条4之间的转子冲片8上。永磁体槽I为相对长度比较大的永磁体槽，永磁体槽II为小型的永磁体槽。

所述永磁体I5两端设有隔磁桥6，隔磁桥6与永磁体I5是一体成型的。隔磁桥6的长度相同，即永磁体槽I与转子笼条4之间保证相同距离隔磁桥，提供足够的机械强度。

所述起动绕组槽均匀分布在转子冲片8的外圆周上，隔磁桥6和永磁体II9均与转子笼条4相对应。所开设永磁体槽II是与转子笼条4保证相同的角度。

所述永磁体I5的数量设有6个，6个永磁体I5均匀分布在转子冲片8的中部，且相邻的永磁体I5之间的距离相等，永磁体I5两端与起动绕组槽之间的距离相等。

所述每个永磁体I5与起动绕组槽之间均设有8个永磁体II9，8个永磁体II9设置在两个隔磁桥6之间，且8个永磁体II9关于永磁体I5的中心对称。即安装时，先在永磁体槽I中先嵌入一大块永磁体I5，然后在永磁体I5和转子笼条4之间的永磁体槽II内放置8块小型永磁体，且两端的四个永磁体II9构成扇形且朝向永磁体I5的两端。每一左右对称永磁体槽II开设角度较小，应保证与转子笼条4具有相同的角度，每个转子笼条4与永磁体槽II之间隔磁桥距离应该相等。每一左右对称永磁体槽II开设角度较小，可以增大切向磁路具体效应，提升永磁体利用率。8个永磁体II9为小块永磁体，将大块永磁体分成小块，起增大磁通面积，提高气隙磁通的作用。永磁体I5和永磁体II9构成的内置式永磁体电机转子减小了气隙磁密谐波含量，使得电机的涡流损耗减小，提升了电机效率。本实用新型的转子结构对相同规格的电机，在保证空载反电动势不变，可以很大程度上减小电机永磁体用量。

优选地，所述转子笼条4外侧设有定子，定子包括定子铁芯1，定子铁芯1的内侧设有扇形分布的定子槽3，定子槽3内设有定子绕组2。

本实用新型在转子笼条4下侧设有8个小型永磁体槽II和1个大型永磁体槽I，由于永磁体的安装工艺永磁体槽I的宽度大于所嵌入永磁体I的厚度；转子冲片8在叠片后，采用多块拼接的方式嵌入矩形永磁体，永磁体I和永磁铁II宜选用高性能永磁体材料，如选用钕铁硼。满足上述尺寸要求后，本实用新型在保证冲片强度与电机空载反电动势不变的前提下可以很大程度上节省永磁体用量。

本实用新型为异步起动转换为同步运行方式的永磁同步电机转子结构，具体是在转轴上装有转子冲片即铁芯片叠片，每张转子冲片设有若干鼠笼绕组槽，转子冲片中心设有轴孔，轴孔与鼠笼绕组槽之间设有永磁体槽，每极永磁体槽中嵌入9块永磁体，其中8块小型永磁体放置在1块大一些永磁体外侧并形成扇形分布，具有增大磁通面积增强电机气隙磁通的效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (6)

1.一种永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，包括鼠笼式电机转子和内置式永磁体电机转子，鼠笼式电机转子设置在内置式永磁体电机转子的外侧，内置式永磁体电机转子的中心设有转轴（7），其特征在于，所述转轴（7）上固定有转子冲片（8），所述鼠笼式电机转子包括起动绕组槽，起动绕组槽分布在转子冲片（8）的外部，起动绕组槽内设有转子笼条（4）；所述内置式永磁体电机转子与鼠笼式电机转子相对应，内置式永磁体电机转子包括至少三个永磁体槽I，永磁体槽I均匀设置在转子冲片（8）的中部，永磁体槽I内设置有永磁体I（5），每个永磁体槽I与起动绕组槽之间设有若干个永磁体槽II，若干个永磁体槽II呈扇形分布，永磁体槽II内设置有永磁体II（9）。

2.根据权利要求1所述的永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，其特征在于，所述永磁体I（5）两端设有隔磁桥（6），隔磁桥（6）与永磁体I（5）是一体成型的。

3.根据权利要求2所述的永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，其特征在于，所述起动绕组槽均匀分布在转子冲片（8）的外圆周上，隔磁桥（6）和永磁体II（9）均与转子笼条（4）相对应。

4.根据权利要求1或3所述的永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，其特征在于，所述永磁体I（5）的数量设有6个，6个永磁体I（5）均匀分布在转子冲片（8）的中部，且相邻的永磁体I（5）之间的距离相等，永磁体I（5）两端与起动绕组槽之间的距离相等。

5.根据权利要求4所述的永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，其特征在于，所述每个永磁体I（5）与起动绕组槽之间均设有8个永磁体II（9），8个永磁体II（9）设置在两个隔磁桥（6）之间，且8个永磁体II（9）关于永磁体I（5）的中心对称。

6.根据权利要求1或5所述的永磁电机扇形永磁体排布的转子结构，其特征在于，所述转子笼条（4）外侧设有定子，定子包括定子铁芯（1），定子铁芯（1）的内侧设有扇形分布的定子槽（3），定子槽（3）内设有定子绕组（2）。

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