一种永磁电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种永磁电机。

背景技术：

永磁电机以永磁体提供励磁，使得电机结构较为简单，降低了加工和装配费用，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电机的效率和功率密度，成为在各个领域中应用越来越广泛的一种电机。目前的永磁电机的转子的导条槽的数量均设定为小于定子槽的数量，但上述数量设定虽然降低了噪音但也在一定程度上降低了永磁电机的起动转矩，导致该永磁电机难以用于启动需要较高起动转矩的设备。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种永磁电机，其通过磁钢槽的布置方式以及设定导条槽的数量大于定子槽的数量，使得该永磁电机的磁路得以优化的同时，还能够增加永磁电机的起动转矩。

本发明实施例提供了一种永磁电机，其包括前端盖、后端盖以及转轴，还包括：

转子，其套设于所述转轴，所述转子包括转子铁芯和转子导条，所述转子铁芯的外周周向设有多个导条槽，所述转子铁芯内设有位于所述导条槽内侧的环形布置的多个磁钢槽，所述转子导条置于所述导条槽内，多个所述磁钢槽依次首尾相靠近，且相邻所述磁钢槽形成v型结构；

定子，其套设于所述转子，所述定子包括定子铁芯和通过双层叠绕组的方式嵌入所述定子铁芯内的定子绕组，所述定子铁芯内设有周向布置的多个定子槽，所述导条槽的数量大于所述定子槽的数量，以优化磁路和增加所述永磁电机的起动转矩。

在一些实施例中，所述永磁电机的气隙磁密范围为0.6t到0.7t；所述定子的齿部磁密范围为1.5t至1.6t，其轭部磁密范围为1.45t至1.55t；所述转子的齿部磁密范围为1.2t至1.5t。

在一些实施例中，所述转子的转子冲片的外径为180毫米，所述磁钢槽的槽长为25.3毫米，槽宽为5.3毫米，且相邻所述磁钢槽的夹角为110度。

在一些实施例中，所述转子为永磁铸铝转子。

在一些实施例中，所述定子的定子冲片的外径为260毫米，所述定子槽为梨形槽，其槽口宽度为1.9毫米，槽深为28毫米。

在一些实施例中，所述导条槽为平行齿槽，其槽口宽度为0.8毫米，槽深为13.25毫米，槽底宽度为4.1毫米。

在一些实施例中，所述定子铁芯采用定子冲片叠压的方式成型，所述转子铁芯采用转子冲片叠压的方式成型，且两者的叠压系数均为0.97。

在一些实施例中，叠压后的所述定子冲片采用扣片焊接固定。

在一些实施例中，所述定子铁芯采用定子斜槽。

在一些实施例中，所述转子导条和导条端环采用铸铝的方式一体成型。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果在于：本发明实施例通过将转子上的磁钢槽设置为依次首尾相靠近，且相邻的磁钢槽形成v型结构，以及设置导条槽的数量大于定子槽的数量，使得永磁电机的磁路得有优化的同时，还能够增加永磁电机的起动转矩，以使该永磁电机能够适用于启动需较高起动转矩的设备，实现该设备在较短时间内启动并达到额定转速，上述永磁电机的转子结构紧密，且电机性能得以提高，有利于市场推广。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有字母后缀或不同字母后缀的相同附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。

图1为本发明实施例永磁电机的结构示意图；

图2为本发明实施例永磁电机的转子的结构示意图；

图3为本发明实施例永磁电机的定子的结构示意图。

图中的附图标记所表示的构件：

1-前端盖；2-后端盖；3-转轴；4-转子；41-转子铁芯；42-转子导条；43-导条槽；44-磁钢槽；45-磁钢；5-定子；51-定子铁芯；52-定子槽。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本发明的实施例作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

在本发明中，当描述到特定器件位于第一器件和第二器件之间时，在该特定器件与第一器件或第二器件之间可以存在居间器件，也可以不存在居间器件。当描述到特定器件连接其它器件时，该特定器件可以与所述其它器件直接连接而不具有居间器件，也可以不与所述其它器件直接连接而具有居间器件。

本发明使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本发明所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

本发明实施例提供了一种永磁电机，如图1所示，永磁电机包括前端盖1、后端盖2以及转轴3，还包括转子4和定子5。转子4套设于转轴3，转子4包括转子铁芯41、转子导条42和磁钢45，转子铁芯41的外周周向设有多个导条槽43，如图2所示，转子铁芯41内设有位于导条槽43内侧的环形布置的多个磁钢槽44，可以理解的是，导条槽43相对磁钢槽44靠近套设在转子4外的定子5，转子导条42置于导条槽43内，多个磁钢槽44依次首尾相靠近，且相邻磁钢槽44形成v型结构，也就是，多个磁钢槽44形成如图2所示的多角星型结构，磁钢45设于磁钢槽44内；上述转子4的结构设置紧密。定子5套设于转子4，定子5包括定子铁芯51(如图1和图3所示)和通过双层叠绕组的方式嵌入定子铁芯51内的定子绕组(图中未示出)。定子铁芯51内设有周向布置的多个定子槽52，导条槽43的数量大于定子槽52的数量，以优化磁路和增加永磁电机的起动转矩。通过设定上述导条槽43的数量大于定子槽52的数量，能够有效地优化电机的运行性能，且上述结构便于加工生产，能够降低生产成本，以有利于该永磁电机的市场推广。另外，采用上述双层叠绕组的方式使得永磁电机的槽满率能够达到百分之78左右即可，该槽满率能够有效地避免嵌线困难和槽面积未充分利用的问题。本领域技术人可以理解的是，槽满率是指定子绕组放入定子槽52内后占用定子槽52内空间的比例。

可以理解的是，可通过电磁仿真的方式以及合理的槽数的配合，首先选取定子槽52的数量，并在定子槽52的数量确定后依此为依据，选取合适的导条槽43的数量。

本发明实施例通过将转子4上的磁钢槽44设置为依次首尾相靠近，且相邻的磁钢槽44形成v型结构，以及设置导条槽43的数量大于定子槽52的数量，使得永磁电机的磁路得有优化的同时，还能够增加永磁电机的起动转矩，以使该永磁电机能够适于启动需较高起动转矩的设备，实现该设备在较短时间内启动并达到额定转速，上述永磁电机的转子4结构紧密，且电机性能得以提高，有利于市场推广。

在一些实施例中，永磁电机的气隙磁密范围为0.6t到0.7t；定子5的齿部磁密范围为1.5t至1.6t，其轭部磁密范围为1.45t至1.55t；转子4的齿部磁密范围为1.2t至1.5t，通过将气隙磁密、定子5的齿部磁密、定子5的轭部磁密以及转子4的齿部磁密的范围设定为上述区间，能够有效地通过优化磁路各部分的磁密，实现优化磁路结构，从而控制磁路中各部分的磁压降以及定子铁芯51、转子铁芯41各部分的损耗，进而起到优化永磁电机总体性能的效果。

需要说明的是，上述磁压降指的是磁场中一点与另一点的磁感应强度的差值。

在一些实施例中，继续结合图1和图2，转子4的转子冲片的外径为180毫米，上述外径为直径，磁钢槽44的槽长为25.3毫米，槽宽为5.3毫米，且相邻磁钢槽44的夹角为110度，结合多个磁钢槽44依次首尾相靠近，且相邻磁钢槽44能够形成v型结构这一布局，使得上述磁钢槽44的尺寸的设定以及磁钢槽44的布局情况，能够有效地起到优化磁路进而优化永磁电机性能的效果。

在一些实施例中，转子4为永磁铸铝转子。转子4为永磁铸铝转子能够使得转子4上的导条槽43的形状不受铜材或铝材截面的限制，根据永磁电机对电磁性能的要求，可灵活地设计最适宜该电机的形状，且永磁铸铝转子结构对称紧凑，易于达到机械上的平衡。上述生产周期短、工时少且成本低，适于产品的大批生产。

在一些实施例中，继续结合图1和图3，定子5的定子冲片的外径为260毫米，上述外径为直径，定子槽52为梨形槽，其槽口宽度为1.9毫米，槽深为28毫米，上述定子槽52的尺寸的设定，能够使得定子5的轭部强度和其磁路中的磁密相适配，以起到优化磁路进而优化永磁电机性能的效果。

在一些实施例中，继续结合图1和图2，导条槽43为平行齿槽，其槽口宽度为0.8毫米，槽深为13.25毫米，槽底宽度为4.1毫米，结合上述导条槽43的尺寸的设定，以及磁钢槽44的布置方式，能够有效地起到优化磁路进而优化永磁电机性能的效果。

在一些实施例中，定子铁芯51采用定子冲片叠压的方式成型，转子铁芯41采用转子冲片叠压的方式成型，且两者的叠压系数均为0.97。可以理解的是，叠压系数为永磁电机中含有磁性材料部分的实际体积与铁芯总体积的比值，也就是，定子铁芯51和转子铁芯41的有效面积系数，上述叠压系数越高，定子铁芯51和转子铁芯41的有效面积就越大，使得铁芯的磁通密度减少，从而降低损耗。

在一些实施例中，转子导条42和导条端环采用铸铝的方式一体成型，一体成型的转子导条42和导条端环的结构紧凑，且能够有效地保证转子导条42和导条端环的相对位置关系和连接强度。

可以理解的是，转子冲片在叠压后采用拉筋螺杆拉紧，以保证转子铁芯41的稳定性，而后将拉紧后的转子铁芯41放入至铸铝模具中，以将转子导条42和导条端环采用铸铝的方式一体成型。在铸铝浇筑完成后将转子4以热套的方式插入上述转轴3上，再将磁钢45插入安装至磁钢槽44内，而后通过磁钢挡板固定上述磁钢45以将转子4制造完成。

在一些实施例中，叠压后的定子冲片采用扣片焊接固定。定子铁芯51在叠压成型后，为了防止定子冲片回弹，采用扣片焊接的方式将叠压成型后的定子铁芯51进一步固定，在扣片焊接完成后在定子铁芯51上镶嵌上述定子绕组，在完成定子绕组的绕线和嵌线绝缘工艺后，将制作完成的定子5压装至永磁电机的机壳内以完成定子5的安装。继而将适配的零部件(如螺栓、螺母等配件)安装永磁电机所需的前端盖1、后端盖2以及轴承和风扇，最终将制造完成的转子4装入定子5内完成永磁电机的整机组装。

在一些实施例中，定子铁芯51采用定子斜槽，以在减小永磁电机产生的噪声的同时减小齿槽效应，实现减弱谐波含量，提高电磁性能，进而优化永磁电机的使用性能。

此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本发明的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。

以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本发明。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本发明的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。