CN212486226U - 一种变频调速永磁电机转子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种变频调速永磁电机转子，包括多个硅钢片叠压而成的转子铁芯和永磁体，转子铁芯的边缘周边设置有多个一字型磁钢槽，永磁体插入连接在一字型磁钢槽内，转子铁芯的中心设置有转子轴孔，转子轴孔与一字型磁钢槽之间设置有多个减重孔，相邻的两个一字型磁钢槽中间留有隔磁桥。本实用新型构思巧妙，通过调整转子外圆凸起结构直线部分的长短和位置以及圆弧部分比值δ的大小，来改变转子表面极靴形状，从而改变永磁体磁力线的走势，让一个磁极下的磁密在空间不均匀分布，使反电势波形、气隙磁密波形正弦化，能够有效降低气隙磁场中的谐波含量，降低电机齿槽转矩，可有效地抑制永磁电机的振动和噪声。
Description
技术领域
本实用新型涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种变频调速永磁电机转子。
背景技术
异步电机具有结构简单、价格便宜等优点，使得异步电机在各工业领域应用非常广泛。但是异步电机励磁电流需要由定子绕组提供，其功率因数低，加上转子铝耗(铜耗)的存在，电机效率不高。永磁电机具有功率密度高、功率因数高、高效节能等特点，是替代传统异步电机的理想选择，如何降低永磁电机的振动和噪声，成了人们关注的焦点。
变频调速永磁电机转子设计不合理时，会使气隙磁场中含有大量的谐波，由永磁体产生的气隙磁密波形又近似于方波，使得气隙磁场中的谐波含量更大，导致气隙磁密波形和反电势波形的正弦度变差，此外，谐波磁场和谐波电的存在也会产生附加的转矩波动，从而使电机的振动和噪声增大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种变频调速永磁电机转子，以达到削弱谐波含量、降低齿槽转矩、抑制电机的振动和噪声的目的。
为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型一种变频调速永磁电机转子，包括多个硅钢片叠压而成的转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯的边缘周边设置有多个一字型磁钢槽，所述永磁体插入连接在所述一字型磁钢槽内，所述转子铁芯的中心设置有转子轴孔，所述转子轴孔与所述一字型磁钢槽之间设置有多个减重孔，相邻的两个所述一字型磁钢槽中间留有隔磁桥。
优选的，所述转子铁芯的边缘环形均匀分布有多个凸起结构，所述凸起结构包括圆弧部分和直线部分，所述圆弧部分和直线部分采用圆角过渡，相邻两个凸起之间的直线部分的连接采用圆角过渡。
优选的，所述转子铁芯的圆心为O点，所述凸起结构为偏心圆，其圆心为O’点，多个凸起结构的圆心分布在同一个圆周上。
优选的，多个所述减重孔具体设置为梯形且角部圆弧过渡，多个所述减重孔呈圆周均布。
优选的，两个所述一字型磁钢槽为一组分布在一个所述凸起结构上，多组所述一字型磁钢槽和凸起结构一一对应且呈圆周均布。
优选的，所述凸起结构的圆弧部分采用不均匀气隙，其中最小气隙δmin为转子外径到定子铁芯内径之间的最小距离，最大气隙δmax为最小气隙δmin的倍数，将两者的比值定义为δmax/δmin＝δ。
与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：
本实用新型变频调速永磁电机转子，包括多个硅钢片叠压而成的转子铁芯和永磁体，转子铁芯的边缘周边设置有多个一字型磁钢槽，永磁体插入连接在一字型磁钢槽内，转子铁芯的中心设置有转子轴孔，转子轴孔与一字型磁钢槽之间设置有多个减重孔，相邻的两个一字型磁钢槽中间留有隔磁桥，采用本设计的转子结构，通过调整转子外圆凸起结构直线部分的长短和位置以及圆弧部分比值δ的大小，来改变转子表面极靴形状，从而改变永磁体磁力线的走势，让一个磁极下的磁密在空间不均匀分布，使反电势波形、气隙磁密波形正弦化，能够有效降低气隙磁场中的谐波含量，降低电机齿槽转矩，可有效地抑制永磁电机的振动和噪声，提升电机综合运行指标。
附图说明
下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型变频调速永磁电机转子示意图；
图2为传统永磁电机气隙磁密波形图；
图3为本实用新型转子结构时电机的气隙磁密波形图；
图4为本实用新型转子结构时电机的反电势波形图；
图5为传统永磁电机反电势波形图；
附图标记说明：1、转子铁芯；2、永磁体；3、转子轴孔；4、减重孔。
具体实施方式
如图1-4所示，一种变频调速永磁电机转子，包括多个硅钢片叠压而成的转子铁芯1和永磁体2，所述转子铁芯1的边缘周边设置有多个一字型磁钢槽，所述永磁体2插入连接在所述一字型磁钢槽内，所述转子铁芯1的中心设置有转子轴孔3，所述转子轴孔3与所述一字型磁钢槽之间设置有多个减重孔4，相邻的两个所述一字型磁钢槽中间留有隔磁桥。
具体的，所述转子铁芯1的边缘环形均匀分布有多个凸起结构，所述凸起结构包括圆弧部分和直线部分，所述圆弧部分和直线部分采用圆角过渡，相邻两个凸起之间的直线部分的连接采用圆角过渡。所述转子铁芯1的圆心为O点，所述凸起结构为偏心圆，其圆心为O’点，多个凸起结构的圆心分布在同一个圆周上。
多个所述减重孔4具体设置为梯形且角部圆弧过渡，多个所述减重孔4呈圆周均布。
两个所述一字型磁钢槽为一组分布在一个所述凸起结构上，多组所述一字型磁钢槽和凸起结构一一对应且呈圆周均布。
所述凸起结构的圆弧部分采用不均匀气隙，其中最小气隙δmin为转子外径到定子铁芯内径之间的最小距离，最大气隙δmax为最小气隙δmin的倍数，将两者的比值定义为δmax/δmin＝δ。最小气隙是保证转子在旋转时不与定子发生摩擦，以免造成扫膛，烧坏电机。通过调整转子外圆凸起结构直线部分的长短和位置以及圆弧部分比值δ的大小，来改变永磁体磁力线的走势，从而使电机反电势波形、气隙磁密波形正弦化，降低电机齿槽转矩，可有效地抑制永磁电机的振动和噪声，提升电机综合运行指标。
实施例1；
具体的，本实施例为8极电机，永磁电机额定功率为7.5KW，定子直接采用Y2系列异步电机的冲片，其中2-永磁体所使用的磁钢牌号为钕铁硼N38SH，剩磁密度为1.23T。通过调整转子外圆凸起结构直线部分的长短和位置以及圆弧部分比值δ的大小，来改变转子表面极靴形状，从而改变永磁体磁力线的走势，让一个磁极下的磁密在空间不均匀分布，使反电势波形、气隙磁密波形正弦化。其中圆弧部分和直线部分采用R＝2.5的圆角过渡，相邻两个凸起之间直线部分的连接采用R＝3的圆角过渡，圆弧部分不均匀气隙的比值δ＝3。
如图2所示，为未采用本结构的传统永磁电机气隙磁密波形图，该波形正弦畸变率为35.58％，如图3所示，为采用本实用新型转子结构时电机的气隙磁密波形图，该波形正弦畸变率为19.87％；如图4所示，为采用本实用新型转子结构时电机的反电势波形图，该波形正弦畸变率为4.35％；如图5所示，为未采用本结构的传统永磁电机反电势波形图，该波形正弦畸变率为16.26％；通过对气隙磁密波形图和反电势波形图的比较可以看出，采用本设计的转子结构能够使反电势波形和气隙磁密波形正弦化，能够有效降低气隙磁场中的谐波含量，降低电机齿槽转矩，可有效地抑制永磁电机的振动和噪声，提升电机综合运行指标。
以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种变频调速永磁电机转子，其特征在于：包括多个硅钢片叠压而成的转子铁芯(1)和永磁体(2)，所述转子铁芯(1)的边缘周边设置有多个一字型磁钢槽，所述永磁体(2)插入连接在所述一字型磁钢槽内，所述转子铁芯(1)的中心设置有转子轴孔(3)，所述转子轴孔(3)与所述一字型磁钢槽之间设置有多个减重孔(4)，相邻的两个所述一字型磁钢槽中间留有隔磁桥。
2.根据权利要求1所述的变频调速永磁电机转子，其特征在于：所述转子铁芯(1)的边缘环形均匀分布有多个凸起结构，所述凸起结构包括圆弧部分和直线部分，所述圆弧部分和直线部分采用圆角过渡，相邻两个凸起之间的直线部分的连接采用圆角过渡。
3.根据权利要求2所述的变频调速永磁电机转子，其特征在于：所述转子铁芯(1)的圆心为O点，所述凸起结构为偏心圆，其圆心为O’点，多个凸起结构的圆心分布在同一个圆周上。
4.根据权利要求1所述的变频调速永磁电机转子，其特征在于：多个所述减重孔(4)具体设置为梯形且角部圆弧过渡，多个所述减重孔(4)呈圆周均布。
5.根据权利要求2所述的变频调速永磁电机转子，其特征在于：两个所述一字型磁钢槽为一组分布在一个所述凸起结构上，多组所述一字型磁钢槽和凸起结构一一对应且呈圆周均布。
6.根据权利要求2所述的变频调速永磁电机转子，其特征在于：所述凸起结构的圆弧部分采用不均匀气隙，其中最小气隙δmin为转子外径到定子铁芯内径之间的最小距离，最大气隙δmax为最小气隙δmin的倍数，将两者的比值定义为δmax/δmin＝δ。
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| CN202021536761.6U CN212486226U (zh) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 一种变频调速永磁电机转子 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114629322A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-14 | 深圳市泰格运控科技有限公司 | 大直径带极靴定转子双偏心的非均匀气隙三相永磁伺服电动机 |
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2020
- 2020-07-29 CN CN202021536761.6U patent/CN212486226U/zh active Active
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| CN114629322A (zh) * | 2022-04-01 | 2022-06-14 | 深圳市泰格运控科技有限公司 | 大直径带极靴定转子双偏心的非均匀气隙三相永磁伺服电动机 |
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