一种不对称v型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机的制作方法

文档序号:9329816阅读:313来源:国知局
一种不对称v型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有永磁体的旋转电机,尤其涉及一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机。
【背景技术】
[0002]高转矩密度和高效率永磁电机已经广泛用于航空航天、数控机床、机器人、电动汽车等领域。依据永磁体在转子的位置不同,永磁电机分为表贴式永磁电机(SPM)和内置式永磁电机(IPM),其中内置式永磁电机的转矩包括永磁转矩和磁阻转矩。永磁转矩是由转子永磁体磁场和定子磁场相互作用产生的,磁阻转矩是由定子磁场和具有凸极性的转子所产生。因此,在其他条件一致的情况下,内置式永磁电机具有更高的功率密度和效率。正是由于转子的这种结构特征,内置式永磁电机具有更高齿槽转矩和转矩脉动,但转矩脉动不仅造成电机振动,产生噪声,而且影响电机的平稳运行。
[0003]在现有的技术中降低内置式永磁电机的转矩脉动的常用方法是定子斜槽技术。但是这种技术同时也具有一些难以克服的缺点。采用定子斜槽,绕组端部变长,端部效应加大,铜耗损耗增加,电机效率降低,漆包线成本增加等。转子分段斜极同样可以有效的降低转矩脉动,但采用分段斜极,增加极间漏磁,也使电机的工艺变得复杂。此外,斜槽和分段斜极会产生轴向不平衡力,损坏轴承。
[0004]因此,有必要提供一种新的技术方案,能够达到降低成本,使用方便的技术效果。

【发明内容】

[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是提供一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,可以显著减小内置式永磁电机的齿槽转矩和降低转矩脉动。
[0006]为实现上述目的,本发明提供了一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:包括定子铁心、定子绕组、转子铁心;所述定子绕组采用单层分布绕组,节距为四;所述转子铁心包括中心轴,和设置在中心轴周边的多组永磁体,以及连接在永磁体两端的隔磁桥;所述永磁体为第一永磁体和第二永磁体连接组成的不对称V型转子冲片,所述隔磁桥包括第一隔磁桥和第二隔磁桥,所述第一隔磁桥与第一永磁体连接,所述第二隔磁桥与第二永磁体连接。
[0007]上述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述第一永磁体和第二永磁体的形状相同。
[0008]上述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述第一永磁体逆时针旋转,与基准线OD夹角为Θ 2,第二永磁体逆时针旋转,与基准线OD夹角为 θ3,02< Θ 3。
[0009]上述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述第二隔磁桥和第一隔磁桥形状不相同,第二隔磁桥宽度大于第一隔磁桥宽度。
[0010]上述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述转子铁心分为两部分,采用同一种转子冲片,第一部分转子是铁心叠片正面向上叠压而成,第二部分转子是铁心叠片背面向上叠压而成。
[0011]上述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述 Θ 2= 65。,Θ 3= 70。。
[0012]上述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述第一部分转子和第二部分转子的轴向长度可调整。
[0013]上述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述所述第一部分转子和第二部分转子的轴向长度比为0.8-1.2。
[0014]本发明的有益效果是:
[0015]1、本发明的内置式永磁电机的定子绕组采用单层分布绕组,可有效抑制反电势谐波;
[0016]2、本发明的内置式永磁电机转子采用不对称V型转子冲片,转子铁心分为两部分,采用同一种转子冲片,第一部分转子是铁心叠片正面向上叠压而成,而第二部分转子是铁心叠片背面向上叠压而成,第一部分转子和第二部分转子的轴向长度可调整,可以显著减小内置式永磁电机的齿槽转矩和降低转矩脉动;
[0017]3、本发明结构简单、操作方便、灵活性好、可靠性高、成本较低,有效解决了现有技术的不足。
[0018]以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
【附图说明】
[0019]图1是参考实施例的内置式永磁电机定子正面结构示意图;
[0020]图2是参考实施例的内置式永磁电机转子正面结构示意图;
[0021]图3是本发明实施例的内置式永磁电机转子冲片正面示意图;
[0022]图4是本发明实施例的内置式永磁电机转子冲片背面示意图;
[0023]图5是本发明实施例的转子立体示意图;
[0024]图6是参考实施例与本发明实施例内置式永磁电机齿槽转矩对比图;
[0025]图7是参考实施例与本发明实施例内置式永磁电机瞬时转矩对比图。
【具体实施方式】
[0026]如图1-4所示,一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:包括定子铁心1、定子绕组2、转子铁心3 ;所述定子绕组2采用单层分布绕组,节距为四;所述转子铁心3包括中心轴31,和设置在中心轴31周边的多组永磁体32,以及连接在永磁体32两端的隔磁桥33 ;所述永磁体32为第一永磁体321和第二永磁体322连接组成的不对称V型转子冲片,所述隔磁桥33包括第一隔磁桥331和第二隔磁桥332,所述第一隔磁桥331与第一永磁体321连接,所述第二隔磁桥332与第二永磁体322连接。
[0027]本发明以极对数为P = 4,定子槽为Z = 36的内置式永磁电机为例加以说明,但并不局限于这种极槽配合。
[0028]图2是参考实施例的内置式永磁电机正面剖视图。定子绕组2采用三相分布绕组,节距为4,采用星型连接方式,可有效的抑制反电势谐波。转子为常规的V-型结构,其特征是永磁体32槽均匀分布,隔磁桥33的宽度以及永磁体32的宽度完全一致。图2展示的V-型转子结构为完全对称结构。
[0029]优选的,两块永磁体32的夹角为2 Θ I = 135°,Θ I = 67.5°。
[0030]图3是本发明实施例的内置式永磁电机转子冲片正面示意图,图4是本发明施例的内置式永磁电机转子冲片背面示意图。本发明实施例的转子采用不对称V型转子冲片,V型永磁体槽中的第一永磁体321和第二永磁体322的形状相同,但安放位置不同,其特征在于:第一永磁体321顺时针旋转,与基准线OD夹角为Θ 2,第二永磁体322是顺时针旋转,与基准线OD夹角为Θ 3,Θ 2〈 Θ 3 ; Θ 2+ Θ 3 = 2 Θ I。
[0031]优选的,第一永磁体321与基准线OD夹角Θ2 = 65°,第二永磁体322与基准线OD 夹角 Θ 3 = 70°。
[0032]V型永磁体槽的两个隔磁桥33形状不相同,第二隔磁桥332宽度大于第一隔磁桥331宽度。
[0033]图5是本本发明实施例的转子立体示意图。不对称V型转子铁心3分为两部分,采用同一种转子冲片,但第一部分转子是铁心叠片正面向上叠压而成,而第二部分转子是铁心叠片背面向上叠压而成。第一部分转子和第二部分转子的轴向长度可调整。
[0034]优选的,轴向长度比0.8?1.2,最优值是依据数值计算获得的。
[0035]图6是参考实施例与本发明实施例内置式永磁电机齿槽转矩对比图。在本发明实施例,齿槽转矩的峰峰值仅为0.872N.m ;而在参考实施例,齿槽转矩的峰峰值高达
0.118N.m0因此,采用本发明的技术后,齿槽转矩有效地减少。
[0036]图7是参考实施例与本发明实施例内置式永磁电机瞬时转矩对比图。在本发明实施例,转矩脉动仅为4.11%;而在参考实施例,转矩脉动高达为11.97%。因此,采用本发明的技术后,转矩脉动显著减小。
[0037]本发明的实施例不局限于8/36的极槽配合,也适用于其他极槽配合。
[0038]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【主权项】
1.一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:包括定子铁心(1)、定子绕组(2)、转子铁心(3);所述定子绕组(2)采用单层分布绕组,节距为四;所述转子铁心(3)包括中心轴(31),和设置在中心轴(31)周边的多组永磁体(32),以及连接在永磁体(32)两端的隔磁桥(33);所述永磁体(32)为第一永磁体(321)和第二永磁体(322)连接组成的不对称V型转子冲片,所述隔磁桥(33)包括第一隔磁桥(331)和第二隔磁桥(332),所述第一隔磁桥(331)与第一永磁体(321)连接,所述第二隔磁桥(332)与第二永磁体(322)连接。2.如权利要求1所述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述第一永磁体(321)和第二永磁体(322)的形状相同。3.如权利要求1所述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述第一永磁体(321)逆时针旋转,与基准线OD夹角为θ2,第二永磁体(322)逆时针旋转,与基准线OD夹角为θ3,θ2< Θ 3。4.如权利要求1所述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述第二隔磁桥(332)和第一隔磁桥(331)形状不相同,第二隔磁桥(332)宽度大于第一隔磁桥(331)宽度。5.如权利要求1所述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述转子铁心(3)分为两部分,采用同一种转子冲片,第一部分转子是铁心叠片正面向上叠压而成,第二部分转子是铁心叠片背面向上叠压而成。6.如权利要求3所述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述θ2=65。,Θ 3=70。。7.如权利要求5所述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述第一部分转子和第二部分转子的轴向长度可调整。8.如权利要求7所述的一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:所述所述第一部分转子和第二部分转子的轴向长度比为0.8-1.2。
【专利摘要】本发明公开了一种不对称V型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机,其特征在于:包括定子铁心、定子绕组、转子铁心;定子绕组采用单层分布绕组,节距为四;转子铁心包括中心轴,和设置在中心轴周边的多组永磁体,以及连接在永磁体两端的隔磁桥;永磁体为第一永磁体和第二永磁体连接组成的不对称V型转子冲片,隔磁桥包括第一隔磁桥和第二隔磁桥,第一隔磁桥与第一永磁体连接,第二隔磁桥与第二永磁体连接。本发明采用不对称V型转子冲片的内置式永磁电机可有效抑制反电势谐波,可以显著减小内置式永磁电机的齿槽转矩和降低转矩脉动,其结构简单、操作方便、灵活性好、可靠性高、成本较低,有效解决了现有技术的不足。
【IPC分类】H02K1/27
【公开号】CN105048671
【申请号】CN201510509200
【发明人】任武
【申请人】武汉迈信电气技术有限公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年8月19日
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