CN217984706U - 一种高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，包括转子组件和定子组件，所述的转子组件包括转子冲片和均匀布置在转子冲片外圆上的多个磁钢装配槽，磁钢装配槽内固定有转子磁钢；相邻磁钢装配槽之间的转子冲片上设有凸起的转子磁桥，转子磁桥上开设有辅助隔磁槽；所述的定子组件包括定子冲片和定子绕组，定子冲片上设有绕组槽，定子绕组嵌绕在绕组槽中。利用本实用新型，在保证低转矩波动的同时，可以提升电机的转矩密度，提供更好的动力性能。
Description
技术领域
本实用新型属于表贴式永磁同步电机技术领域，尤其是涉及一种高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构。
背景技术
新能源车以其环保的优点越来越受到大众的欢迎，其内部的车用空压机、转向系统等所用的辅驱系统对驱动电机具有较多的要求：高可靠性、高转矩密度、高适配性，同时追求低成本、低重量，高响应速度等。
表贴式永磁同步电机(SPM)将磁钢贴于转子铁芯表面，通过在磁钢表面套不锈钢套或者缠绕碳纤维等来加固磁钢(使其不受离心力影响而失效)，表贴式永磁同步电机因其高效率、高过载能力、高动态响应速度等优点在各领域得到广泛的应用。
公开号为CN210201572U的中国专利文献公开了一种表贴式永磁同步电机的转子结构及转子组件，转子圆周表面磁钢均匀分布，磁钢底部弧面圆心和轴孔圆心间为偏心设置，磁钢为削角结构。该结构设计可以提高气隙磁密曲线的正弦性，降低电机齿槽转矩、电机绕组谐波和齿谐波，降低电机转矩波动，从而降低电机噪音，同时通过转子冲片上的减重孔设计降低转子冲片的重量和成本。
但是上述专利没有提到所适配的定子结构设计，并且转子结构上存在进一步优化的空间。
实用新型内容
本实用新型提供了一种高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，在保证低转矩波动的同时，可以提升电机的转矩密度，提供更好的动力性能。
一种高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，包括转子组件和定子组件，所述的转子组件包括转子冲片和均匀布置在转子冲片外圆上的多个磁钢装配槽，磁钢装配槽内固定有转子磁钢；相邻磁钢装配槽之间的转子冲片上设有凸起的转子磁桥，转子磁桥上开设有辅助隔磁槽；
所述的定子组件包括定子冲片和定子绕组，定子冲片上设有绕组槽，定子绕组嵌绕在绕组槽中。
本实用新型在每个转子磁钢之间的磁桥上设计了空气槽缺口作为辅助隔磁槽，该设计可以在不影响磁钢装配的基础上，增加磁钢极间磁桥位置的磁阻，有效降低极间漏磁，从而增加电机永磁磁链，提升电机转矩密度，同时该设计减小了交轴电感Lq，提升电机转矩电流线性度，降低了控制难度。
优选地，所述辅助隔磁槽的侧边与磁钢装配槽的侧边之间最小距离不小于0.3mm。
可选择地，所述的辅助隔磁槽包括但不限于为V形槽、半圆形槽或U型槽。
优选地，所述的定子绕组采用单层整数槽绕组布置，单层指每个绕组槽内只嵌一个线圈的有效边，绕组的线圈数等于总槽数的一半，整数槽指绕组满足每极每相槽数q＝Z/(2mp)为整数，m为定子绕组相数，Z为绕组槽的槽数，p为转子磁钢的极对数。
相比于常用的双层分数槽分布式绕组方案，单层绕组取消了槽内的层间绝缘，绕组在槽内的面积占比更高，这可以增大绕组截面积，减小电阻，从而减小电机铜耗，控制温升，提升电机效率。同时单层绕组对电机工艺性有很大提升，可以实现自动下线工艺，大大降低电机定子下线过程的工艺成本。
进一步地，所述转子冲片的中部开设有轴孔，所述转子磁钢的底部为第一弧面，第一弧面的圆心与所述轴孔中心偏心设置。
进一步地，所述磁钢装配槽与转子磁钢的贴合面为第二弧面，所有的第二弧面的最高点位于同一外圆上。
进一步地，所述的转子磁钢包括N极磁钢和S极磁钢，N极磁钢和S极磁钢交替设置在所述的磁钢装配槽上。
可选择地，所述磁钢装配槽为平行槽，磁钢装配槽两侧边的边线相互平行。或者，所述磁钢装配槽为燕尾槽，磁钢装配槽两侧边的边线相互交叉。
优选地，所述转子冲片的端面上环形分布有若干减重孔，所述减重孔的中心线与所述转子磁钢的中心线位于同一直线上。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型，通过选择单层整数槽绕组的布置方式，提升定子绕组下线过程的工艺性，使其适用自动下线工艺，降低工艺成本，并且单层绕组可以提升定子槽满率，优化端部绕组尺寸，降低定子绕组电阻，从而降低电机铜耗，控制温升，提升电机效率。
另一方面，通过优化转子冲片结构，增加磁钢极间磁桥上的辅助隔磁槽，增加了磁钢极间磁桥位置的磁阻，有效降低极间漏磁，提升电机磁链，从而增大电机的转矩密度。同时该设计减小了交轴电感Lq，提升电机转矩电流线性度，降低了控制难度。
附图说明
图1为本实用新型一种高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构的整体结构示意图；
图2为本实用新型中转子组件示意图；
图3为图2中区域A的局部放大图。
图中：1、转子组件；2、定子组件；10、转子冲片；11、转子磁钢；12、转子磁桥；13、磁钢装配槽；14、轴孔；15、减重孔；16、辅助隔磁槽；17、辅助隔磁槽的侧边；18、磁钢装配槽的侧边；20、定子冲片；21、定子绕组；22、绕组槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本实用新型的理解，而对其不起任何限定作用。
本实施例为一台48槽8极表贴式永磁同步电机，电机由转子组件1和定子组件2组成。
转子组件1包括转子冲片10和布置在转子冲片10外圆上的转子磁钢11，转子磁钢11之间的转子冲片10上设有转子磁桥12凸台，转子磁桥12上开有辅助隔磁槽16。辅助隔磁槽16的侧边17与磁钢装配槽13的侧边18之间的最小距离L1不得小于0.3mm。
转子冲片10中部开设有轴孔14，转子磁钢11底部为第一弧面，第一弧面的圆心与轴孔14中心偏心设置。
转子冲片10周面上有磁钢装配槽13，磁钢装配槽13与转子磁钢11的贴合面为第二弧面，所有第二弧面的最高点位于同一外圆上。转子磁钢11包括N极磁钢和S极磁钢，N极磁钢和S极磁钢交替设置在所述磁钢装配槽13上，如永磁体极对数为p，则N极磁钢和S极磁钢各有p个。
转子冲片10的磁钢装配槽13可以为平行槽，即磁钢装配槽13的侧边18相互平行；或者磁钢装配槽13为燕尾槽，即磁钢装配槽13的侧边18所在直线相互交叉。
辅助隔磁槽16不限于该实施例的V形槽，也可以为半圆形、U型槽等。
转子冲片10端面上环形分布有若干减重孔15，减重孔15的中心线与转子磁钢11的中心线位于同一直线上。
定子组件2包括定子冲片20和定子绕组21，定子冲片20上有绕组槽22，槽数为Z，定子绕组嵌绕在定子冲片的绕组槽22中。定子绕组21采用单层整数槽绕组布置，单层绕组指定子的每个绕组槽22内只嵌一个线圈的有效边(即同一相的导线)，绕组的线圈数等于总槽数的一半；整数槽绕组指对于一个定子绕组相数为m，槽数为Z，永磁体极对数为p的电机，满足每极每相槽数q＝Z/2mp＝48/(2*3*4)＝2为整数的绕组。
以上所述的实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进行了详细说明，应理解的是以上所述仅为本实用新型的具体实施例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的原则范围内所做的任何修改、补充和等同替换，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，包括转子组件(1)和定子组件(2)，其特征在于，所述的转子组件(1)包括转子冲片(10)和均匀布置在转子冲片(10)外圆上的多个磁钢装配槽(13)，磁钢装配槽(13)内固定有转子磁钢(11)；相邻磁钢装配槽(13)之间的转子冲片(10)上设有凸起的转子磁桥(12)，转子磁桥(12)上开设有辅助隔磁槽(16)；
所述的定子组件(2)包括定子冲片(20)和定子绕组(21)，定子冲片(20)上设有绕组槽(22)，定子绕组(21)嵌绕在绕组槽(22)中。
2.根据权利要求1所述的高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，其特征在于，所述辅助隔磁槽(16)的侧边与磁钢装配槽(13)的侧边之间最小距离不小于0.3mm。
3.根据权利要求1所述的高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，其特征在于，所述的辅助隔磁槽(16)为V形槽、半圆形槽或U型槽。
4.根据权利要求1所述的高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，其特征在于，所述的定子绕组(21)采用单层整数槽绕组布置，单层指每个绕组槽(22)内只嵌一个线圈的有效边，绕组的线圈数等于总槽数的一半，整数槽指绕组满足每极每相槽数q＝Z/(2mp)为整数，m为定子绕组相数，Z为绕组槽的槽数，p为转子磁钢的极对数。
5.根据权利要求1所述的高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，其特征在于，所述转子冲片(10)的中部开设有轴孔(14)，所述转子磁钢(11)的底部为第一弧面，第一弧面的圆心与所述轴孔(14)中心偏心设置。
6.根据权利要求1所述的高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，其特征在于，所述磁钢装配槽(13)与转子磁钢(11)的贴合面为第二弧面，所有的第二弧面的最高点位于同一外圆上。
7.根据权利要求1所述的高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，其特征在于，所述的转子磁钢(11)包括N极磁钢和S极磁钢，N极磁钢和S极磁钢交替设置在所述的磁钢装配槽(13)上。
8.根据权利要求1所述的高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，其特征在于，所述磁钢装配槽(13)为平行槽，磁钢装配槽(13)两侧边的边线相互平行。
9.根据权利要求1所述的高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，其特征在于，所述磁钢装配槽(13)为燕尾槽，磁钢装配槽(13)两侧边的边线相互交叉。
10.根据权利要求1所述的高转密表贴式永磁同步电机的定转子结构，其特征在于，所述转子冲片(10)的端面上环形分布有若干减重孔(15)，所述减重孔(15)的中心线与所述转子磁钢(11)的中心线位于同一直线上。
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Denomination of utility model: Fixed rotor structure of a high rotational density surface mounted permanent magnet synchronous motor Granted publication date: 20221206 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Taizhou Huangyan sub branch Pledgor: ZHEJIANG XINNENG DYNAMO-ELECTRIC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2024330000132 |
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