一种非对称磁极的永磁无刷电机转子的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种非对称磁极的永磁无刷电机转子，包括永久磁体和转子铁芯，所述转子铁芯有连接到电机轴的孔和安放所述永久磁体的轴向槽，其特征在于每个轴向开口槽中安放永久磁体形成永磁磁极，所述永磁磁极中的永久磁体沿电机转子旋转方向由三部分永久磁体构成，其特征为：三部分永久磁体沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布。优选的，永久磁体安放于轴向槽中形成表面贴附的永磁磁极结构。本发明提供的一种非对称磁极的永磁无刷电机转子，有效降低了永磁无刷电机电枢反应带来的不利影响，减小了转矩脉动，降低了电机损耗，提高了电机的转矩控制精度，实现了电机的平滑运转。
【专利说明】一种非对称磁极的永磁无刷电机转子
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非对称磁极的永磁无刷电机转子。
【背景技术】
[0002]现有永磁无刷电机转子通常由永久磁体、转子铁芯和电机轴组成。
[0003]永久磁体通过例如粘贴或者套环固定的方式固定在转子铁芯表面，然后和电机轴一起构成永磁无刷电机转子。现有永磁无刷电机转子的磁极通常由同种材料的一片或者多片永久磁体构成，其所形成的磁极表面的磁场分布为对称形式。
[0004]永磁无刷电机在运行过程中，由于电机定转子之间存在电枢反应的问题,永磁无刷电机转子永磁磁极的表面磁场分布会沿着电机旋转方向表现出先去磁、然后再增磁的磁场分布特点，这样会导致永磁无刷电机转子永磁磁极的表面磁场分布波形出现非对称性，从而导致表面磁场分布波形的中心对称点偏移，产生各种谐波。因此，永磁无刷电机在运行过程中会产生因电枢反应带来的额外损耗，同时也出现较大的转矩脉动，使永磁无刷电机运行平顺性降低。
[0005]电机电枢反应是电机固有的特性，任何电机只要定转子之间存在电磁作用关系，都会必然的产生电枢反应。既然电机的电枢反应特征不可消除，但可以通过一些方法来削弱或者抵消电机电枢反应带来的不利影响。为了消除永磁无刷电机在运行过程中电枢反应带来的不利影响，首先得分析永磁无刷电机在运行过程中电枢反应的特点。永磁无刷电机在运行过程中，每60度电角度实行换向，其中，前30度电角度是去磁的电枢反应，而后30度电角度是增磁的电枢反应，这就会造成永磁无刷电机在运行过程中转子永磁磁极的表面磁场分布波形出现非对称性，即沿着电机旋转方向的前30度电角度的波形幅值降低，而后30度电角度的波形幅值会增加，从而出现波形中心偏移，带来各种不利影响。为了解决这一问题，本发明将永磁磁极中的永久磁体沿电机转子旋转方向分为三部分永久磁体构成，采用同种材料的永久磁体，通过磁路设计不同而表现出沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布的特征，或者采用不同材料的永久磁体，通过不同材料永久磁体本身磁场强弱特点而表现出沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布，从而使得永磁无刷电机在运行过程中发生电枢反应时，转子永磁磁极表面磁场较强的部分在前30度电角度的去磁反应中被削弱到波形原幅值，转子永磁磁极表面磁场较弱的部分在后30度电角度的增磁反应中被增强到波形原幅值，从而使得永磁无刷电机在运行过程中发生电枢反应时，转子永磁磁极表面磁场的波形依然为原幅值，也由此削弱或消除了电枢反应对永磁无刷电机运行的影响，这对于提高永磁无刷电机运行性能和品质非常有益。
[0006]本发明旨在提供一种非对称磁极的永磁无刷电机转子，该发明能有效降低永磁无刷电机电枢反应带来的不利影响，减小转矩脉动，降低电机损耗，提高电机的转矩控制精度，实现电机的平滑运转。
【发明内容】
[0007]本发明提供一种非对称磁极的永磁无刷电机转子,技术方案实现如下:一种非对称磁极的永磁无刷电机转子，包括永久磁体和转子铁芯，所述转子铁芯有联接到电机轴的孔和安放所述永久磁体的轴向槽，其特征在于每个轴向开口槽中安放永久磁体形成永磁磁极，所述永磁磁极中的永久磁体沿电机转子旋转方向由三部分永久磁体构成，其特征为:三部分永久磁体沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布。
[0008]优选的，该非对称磁极的永磁无刷电机转子，其特征在于转子设置有放置永久磁体并形成永磁磁极的轴向开口槽。
[0009]优选的，该非对称磁极的永磁无刷电机转子，其特征在于永久磁体安放于轴向槽中形成表面贴附的永磁磁极结构。
[0010]优选的，该非对称磁极的永磁无刷电机转子,其特征在于永磁磁极中的永久磁体沿电机转子旋转方向由三部分永久磁体构成。
[0011]优选的，该非对称磁极的永磁无刷电机转子，其特征在于三部分永久磁体沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布。
[0012]优选的，该非对称磁极的永磁无刷电机转子，三部分永久磁体可以为同种材料的永久磁体，因为磁路设计不同而表现出沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布的特征。
[0013]优选的，该非对称磁极的永磁无刷电机转子，三部分永久磁体可以为不同材料的永久磁体，因为不同材料永久磁体本身磁场强弱特点而表现出沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布的特征。
[0014]优选的，该非对称磁极的永磁无刷电机转子，永久磁体的分布沿电机旋转方向均在以电机转子轴心为圆心的基准面上。
[0015]本发明所举实施例具有以下有益效果:能有效降低永磁无刷电机电枢反应带来的不利影响，减小转矩脉动，降低电机损耗，提高电机的转矩控制精度，实现电机的平滑运转。
[0016]为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]附图中:
[0018]图1是本发明一实施例的非对称磁极的永磁无刷电机转子结构示意图；
[0019]图2是本发明另一实施例的非对称磁极的永磁无刷电机转子结构示意图；
[0020]图3是未实施本发明时永磁无刷电机转子永磁磁极表面波形分布图；
[0021]图4是实施本发明后永磁无刷电机永磁磁极表面波形分布图；
[0022]图5是未实施本发明时永磁无刷电机在电枢反应中转子永磁磁极表面波形分布图；
[0023]图6是实施本发明后永磁无刷电机在电枢反应中转子永磁磁极表面波形分布图；
[0024]图7是未实施本发明时永磁无刷电机的铁损示意图；
[0025]图8是实施本发明后永磁无刷电机的铁损示意图；
[0026]图9是未实施本发明时永磁无刷电机的转矩脉动示意图；
[0027]图10是实施本发明后永磁无刷电机的转矩脉动示意图；
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图，通过对本发明的【具体实施方式】详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
[0029]请参阅图1，本发明一实施例的非对称磁极的永磁无刷电机转子,永磁磁极I由三部分同种材料的永久磁体构成，分别为:永久磁体1、永久磁体2、永久磁体3，转子铁芯4的表面开口槽5用于放置所述永磁磁极I，转子铁芯上用于连接电机轴的开孔为6。
[0030]请参阅图2，本发明另一实施例的非对称磁极的永磁无刷电机转子，永磁磁极7由三部分不同材料的永久磁体构成，分别为:永久磁体8、永久磁体9、永久磁体10，转子铁芯11的表面开口槽12用于放置所述永磁磁极7，转子铁芯上用于连接电机轴的开孔为13。
[0031]无论是图1还是图2所述的针对本发明实施而且具有代表性非对称磁极的永磁无刷电机转子，其永磁磁极表面波形分布图如图4所不。
[0032]本发明实施过程中，永磁无刷电机在运行过程中发生电枢反应时，削弱或消除了电枢反应对永磁无刷电机运行影响的效果体现在两方面:一、永磁无刷电机铁损降低，图7和图8的对比可以验证实施效果；二、永磁无刷电机的转矩脉动降低，图9和图10的对比可以验证实施效果。
[0033]以上所述仪为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种非对称磁极的永磁无刷电机转子，包括永久磁体和转子铁芯，所述转子铁芯有连接到电机轴的孔和安放所述永久磁体的轴向槽，其特征在于每个轴向槽中安放永久磁体形成永磁磁极，所述永磁磁极中的永久磁体沿电机转子旋转方向由三部分永久磁体构成，其特征为:三部分永久磁体沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布。
2.根据权利要求1所述的非对称磁极的永磁无刷电机转子，其特征在于转子设置有放置永久磁体并形成永磁磁极的轴向开口槽。
3.根据权利要求1所述的非对称磁极的永磁无刷电机转子，其特征在于永久磁体安放于轴向槽中形成表面贴附的永磁磁极结构。
4.根据权利要求1所述的非对称磁极的永磁无刷电机转子，其特征在于永磁磁极中的永久磁体沿电机转子旋转方向由三部分永久磁体构成。
5.根据权利要求1所述的非对称磁极的永磁无刷电机转子，其特征在于三部分永久磁体沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布。
6.根据权利要求5所述的非对称磁极的永磁无刷电机转子，三部分永久磁体可以为同种材料的永久磁体，因为磁路设计不同而表现出沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布的特征。
7.根据权利要求5所述的非对称磁极的永磁无刷电机转子，三部分永久磁体可以为不同材料的永久磁体，因为不同材料永久磁体本身磁场强弱特点而表现出沿电机转子旋转方向依次表现出由强到弱的表面磁场分布的特征。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的非对称磁极的永磁无刷电机转子，永久磁体的分布沿电机旋转方向均在以电机转子轴心为圆心的基准面上。
【文档编号】H02K1/27GK104242515SQ201410494316
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月22日 优先权日:2014年9月22日
【发明者】张勇 申请人:深圳合康思德电机系统有限公司