一种超高效10极12槽磁钢内置“一”型转子结构的永磁电机的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种超高效10极12槽磁钢内置“一”型转子结构的永磁电机，包括：设有12个齿槽的定子和10个转子极的转子，其中，所述转子横切面的外轮廓由若干段圆弧连接而成，所述各圆弧的半径相等，各圆弧的圆心在以所述转子的几何中心为圆心的同一圆上均匀分布；所述定子横切面的内轮廓线为圆形；所述定子与所述转子之间的电机气隙为非均匀的不等气隙，且电机的气隙磁密波形接近正弦波；所述转子上均匀设置10个磁钢槽，所述磁钢槽内设置磁钢。
【专利说明】
一种超高效10极12槽磁钢内置"一"型转子结构的永磁电机
技术领域
[0001 ]本发明涉及电动车使用的稀土永磁直流无刷电机，具体涉及一种超高效10极12槽 磁钢内置"一"型转子结构的永磁电机。
【背景技术】
[0002] 目前市场上电动车使用的稀土永磁直流无刷电机，极槽配合为8极12槽，电机转子 磁钢为表贴式。此种极槽配合的电机的绕组系数只有0.866,造成电机的电磁转矩较低;而 且其LMC(极数与槽数的最小公倍数)较小，电机存在较高的齿槽转矩，使电机振动和噪音较 大;转子磁钢采用表贴式装配时容易造成磁钢破碎或粘附上铁肩导致电机扫膛，并且采用 这种结构的转子在高速转动时磁钢容易飞出，造成电机骤停引发事故。原始的8极12槽电机 在磁钢片材料用量上也有节约优化空间。
【发明内容】
[0003] 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种超高效10极12槽磁钢 内置"一"型转子结构的永磁电机，用于解决现有技术中的上述问题。
[0004] 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种超高效10极12槽磁钢内置"一" 型转子结构的永磁电机，包括： 设有12个齿槽的定子和10个转子极的转子，其中， 所述转子横切面的外轮廓由若干段圆弧连接而成，所述各圆弧的半径相等，各圆弧的 圆心在以所述转子的几何中心为圆心的同一圆上均匀分布;所述定子横切面的内轮廓线为 圆形;所述定子与所述转子之间的电机气隙为非均匀的不等气隙，使电机的气隙磁密波形 接近正弦波； 所述转子上均匀设置10个磁钢槽，所述磁钢槽内设置磁钢。
[0005] 优选的，所述电机气隙的最大值为1.47mm,最小值为0.4mm。
[0006] 优选的，所述磁钢槽设置两定位面，所述磁钢通过所述两定位面卡接于所述磁钢 槽中。
[0007] 优选的，所述转子的两端固定设置铝合金盖板，用于防止所述磁钢甩出。
[0008] 进一步优选的，所述铝合金盖板通过铆钉固定于所述转子的两端。
[0009] 优选的，所述定子的外圆设置若干对称切边。提高了材料利用率，节约了成本。
[0010] 本发明具有以下技术效果： (1)电机绕组系数的大小反映定子绕组的利用程度，该系数关系到电机的电磁转矩大 小，该值越大电磁转矩越大。本发明使用的极槽配合为10极12槽的电机绕组系数为0.933， 可以有效的提高电机的电磁转矩，提升电机的转矩输出，实际测试中以48V、600W、3000rpm 电机为例，10极12槽电机的最大转矩要高出8极12槽电机约6N. Μ，有效提升电机的性能。
[0011] (2)稀土永磁直流无刷电机中的齿槽转矩会引起电机的速度波动、振动和噪声，在 轻负荷和低速时尤其是大负载启动时会十分明显，严重的会导致电机启动时堵转。齿槽转 矩的基波周期数越大，齿槽转矩的幅值越小，而基波周期数与定子的槽数和极数的最小公 倍数LMC有关，LMC越大基波周期数越大，齿槽转矩越小。对于8极12槽形式的稀土永磁直流 无刷电机，其LMC为24，然而对于10极12槽的LMC为60，可有效的降低无刷电机的齿槽转矩， 减小了电机的转矩波动，从而减小了电机运行中的振动和噪音。
[0012] (3)10极12槽电机在转子方面，前后端面相较于传统的8极12槽转子，覆盖了一层 铝合金盖板，有效的将磁钢密封在槽中，省去了磁钢胶的使用，大大简化了磁钢的装配工 艺，防止转子转动的过程中磁钢甩出；并且转子外圆弧为偏心结构，使电机气隙最大处接近 1.47mm，最小处接近0.4111111，电机的气隙磁密波形更接近正弦波，以48￥、6001、3000印111电机 为例，电机的转矩波动降低了 60%，噪音降低了 3分贝。
[00?3 ](4 ) 10极12槽内置"一"字的结构形式，相对于12槽8极节约了磁钢消耗，以3 0mm长 磁钢为例10极12槽电机磁钢规格为10片3mm X 18mm X 30mm，8极12槽电机磁钢规格为瓦型8 片mm X R35 · 5mm X R39 · 5mm X 30mm，由此可见10极12槽内置"一"字结构的电机每台可节省 84.5g磁钢，可降低电机的生产成本； (5)10极12槽电机采用定子对称切边，每卷硅钢带可多冲240片定转子冲片，在提高材 料利用率的同时也进一步降低电机的制造成本。
[0014] 制成样机后与原电机性能对比
【附图说明】
[0015] 图1为本发明电机的转子结构示意图轴测图，图中显示的未嵌入磁钢时的情形； 图2为本发明电机的转子结构示意图主视图，图中显示的未嵌入磁钢时的情形； 图3为本发明电机的转子结构示意图轴测图，图中显示带合金盖板且未嵌入磁钢时的 情形； 图4为磁钢片的结构示意图轴测图； 图5为本发明电机的定子结构示意图轴测图； 图6为本发明电机的定子结构示意图主视图； 图7为局部放大图； 图8为转子与定子的装配图； 图中：1转子、2定子、3铝合金盖板、4磁钢、5电机气隙、11圆弧、12磁钢槽、21齿槽、22对 称切边、121定位面、122定位面。
【具体实施方式】
[0016] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明 书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0017] 请参阅图1至图8。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合 说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的 限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在 不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容 所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中间"及"一"等 的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或 调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
[0018] 请参阅图1至图8，本发明提供一种超高效10极12槽磁钢内置"一"型转子结构的永 磁电机，包括:设有12个齿槽的定子2和10个转子极的转子1，其中， 转子1的横切面的外轮廓11由若干段圆弧连接而成，所述各圆弧11的半径相等，各圆弧 11的圆心在以转子1的几何中心为圆心的同一圆上均勾分布;定子2的横切面的内轮廓线为 圆形;定子2与转子1之间的电机气隙5为非均勾的不等气隙，电机气隙的最大值为1.47mm, 最小值为〇. 4_。电机的气隙磁密波形接近正弦波。
[0019] 转子1上均匀设置10个磁钢槽12，磁钢槽12设置两定位面121、122，磁钢槽12内设 置磁钢4，磁钢4通过两定位面121、122卡接于磁钢槽12中。
[0020] 转子1的两端固定设置铝合金盖板3,铝合金盖板3通过铆钉固定于转子1的两端。
[0021] 定子2的外圆设置若干对称切边22。提高了材料利用率，节约了成本。
[0022]上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟 悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因 此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完 成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
【主权项】
1. 一种超高效10极12槽磁钢内置"一"型转子结构的永磁电机，其特征在于，包括： 设有12个齿槽的定子和10个转子极的转子，其中， 所述转子横切面的外轮廓由若干段圆弧连接而成，所述各圆弧的半径相等，各圆弧的 圆心在以所述转子的几何中心为圆心的同一圆上均匀分布;所述定子横切面的内轮廓线为 圆形;所述定子与所述转子之间的电机气隙为非均匀的不等气隙，且电机的气隙磁密波形 接近正弦波； 所述转子上均匀设置10个磁钢槽，所述磁钢槽内设置磁钢。2. 根据权利要求1所述的超高效10极12槽磁钢内置"一"型转子结构的永磁电机，其特 征在于:所述电机气隙的最大值为1.47mm,最小值为0.4mm。3. 根据权利要求1所述的超高效10极12槽磁钢内置"一"型转子结构的永磁电机，其特 征在于:所述磁钢槽设置两定位面，所述磁钢通过所述两定位面卡接于所述磁钢槽中。4. 根据权利要求1所述的超高效10极12槽磁钢内置"一"型转子结构的永磁电机，其特 征在于:所述转子的两端固定设置铝合金盖板，用于防止所述磁钢甩出。5. 根据权利要求4所述的超高效10极12槽磁钢内置"一"型转子结构的永磁电机，其特 征在于:所述铝合金盖板通过铆钉固定于所述转子的两端。6. 根据权利要求1所述的超高效10极12槽磁钢内置"一"型转子结构的永磁电机，其特 征在于:所述定子的外圆设置若干对称切边。
【文档编号】H02K29/03GK105896867SQ201610372694
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】吕三元, 朱立建, 丁健, 刘志强
【申请人】德州杰诺新能源有限公司