永磁同步电动机及其转子的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种永磁同步电动机及其转子，该永磁同步电动机包括定子及转子。该转子包括转子铁芯、安装在转子铁芯内的磁路组件及贯穿该转子的电机轴，所述磁路组件包括多个切向永磁体及多个径向永磁体，所述多个切向永磁体沿转子铁芯的径向均匀分布，所述径向永磁体设置在两个相邻的切向永磁体之间，其中相邻两个切向永磁体所相对的两相邻侧，以及该相邻两个切向永磁体之间的对应径向永磁体所面向定子的一侧为相同极性，所述径向永磁体的位置能够移动。本发明永磁同步电动机具有良好的弱磁扩速能力，能够在较高的转速下平稳运行，且结构简单。
【专利说明】
永磁同步电动机及其转子
技术领域
[0001]本发明涉及一种永磁同步电动机，尤其涉及一种具有转子及定子的永磁同步电动机。【背景技术】
[0002]目前现有的永磁同步电动机由于永磁励磁难以调节，在功率容量有限的情况下， 存在基速以上运行弱磁扩速困难的问题，而限制了永磁同步电动机的调速范围。
[0003]为了提高永磁同步电动机的弱磁调速范围，国内外学者提出多种结构的永磁同步永磁同步电动机，如混合励磁结构、外加导磁铁辄转子结构、分层或分段永磁体结构、复合转子结构、轴向叠片转子结构、变磁阻结构等。但是这些永磁同步电动机结构都存在一些不足，如结构复杂，未达到实用等问题。
[0004]因此，需要一种改进的永磁同步电动机。
【发明内容】
[0005]为了克服上述缺陷，本发明提供了一种能够完成弱磁扩速且结构简单的永磁同步电动机。
[0006]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种永磁同步电动机转子，该转子包括转子铁芯、安装在转子铁芯内的磁路组件及贯穿该转子的电机轴，所述磁路组件包括多个切向永磁体及多个径向永磁体，所述多个切向永磁体沿转子铁芯的径向均匀分布，所述径向永磁体设置在两个相邻的切向永磁体之间，其中相邻两个切向永磁体所相对的两相邻侧，以及该相邻两个切向永磁体之间的对应径向永磁体所面向定子的一侧为相同极性， 所述径向永磁体的位置能够移动。
[0007]进一步地，沿该转子铁芯的径向，所述径向永磁体的位置靠近转子铁芯的中心处。
[0008]进一步地，该径向永磁体的横截面为长方形。
[0009]进一步地，沿该转子的轴向方向上，该转子铁芯的一端设有开槽，前述径向永磁体自该开槽插入该转子铁芯内。
[0010]进一步地，所述径向永磁体为楔形，转子铁芯的开槽形状与径向永磁体的形状一致。
[0011]进一步地，前述电机轴在对应前述开槽处装设有弹簧机构，该弹簧机构中的弹簧处于压缩状态，其一端固定，另一端抵压开槽内的径向永磁体。
[0012]进一步地，当该永磁同步电动机转子工作在较低转速时，转子上的离心力较小，由于弹簧的弹力作用，径向永磁体的位置保持不变。
[0013]进一步地，当永磁同步电动机运行在较高转速时，由于径向永磁体所受的离心力大于弹簧的弹力，径向永磁体在离心力的作用下向外移出。
[0014]本发明解决其技术问题所采用的另一种技术方案:一种永磁同步电动机，包括定子及前述转子。
[0015]进一步地，所述定子的定子槽内设置有分流齿，形成专门为电枢磁动势设置的通路。
[0016]本发明所提供的永磁同步电动机具有良好的弱磁扩速能力，能够在较高的转速下平稳运行，且结构简单。【附图说明】
[0017]本发明上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中:
[0018]图1为本发明永磁同步电动机的截面结构示意图。
[0019]图2为本发明永磁同步电动机的转子结构简图。
[0020]图3为本发明永磁同步电动机的径向永磁体结构示意图。[0021 ]图4为本发明永磁同步电动机定子分流齿示意图。
[0022]图5为本发明永磁同步电动机在较低转速时的磁力线分布图。
[0023]图6为本发明永磁同步电动机在最高转速时的磁力线分布图。
[0024]附图标号说明:转子铁芯1;径向永磁体2;切向永磁体3;定子4;弹簧5;转轴 6;分流齿7。【具体实施方式】
[0025]为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作详细说明。[〇〇26]现在将详细参考附图描述本发明的实施例。现在将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中示出。在任何可能的情况下，在所有附图中将使用相同的标记来表示相同或相似的部分。此外，尽管本发明中所使用的术语是从公知公用的术语中选择的，但是本发明说明书中所提及的一些术语可能是
【申请人】按他或她的判断来选择的，其详细含义在本文的描述的相关部分中说明。此外，要求不仅仅通过所使用的实际术语，而是还要通过每个术语所蕴含的意义来理解本发明。
[0027]图1为本发明【具体实施方式】中的永磁同步电动机的截面结构示意图，该永磁同步电动机，以下简称永磁同步电动机，包括转子及位于转子外围的定子4。转子包括转子铁芯1 及磁路组件，磁路组件又包括多个径向永磁体2及多个切向永磁体3,该磁路组件4安装在转子铁芯1内，所述多个切向永磁体3沿转子铁芯1的径向均匀分布，可以设置为偶数个，优选为6个。所述径向永磁体2设置在两个相邻的切向永磁体3之间，沿转子铁芯1的径向，其位置靠近转子铁芯1中心处。该径向永磁体2的横截面为长方形。
[0028]相邻两个切向永磁体3所相对的两相邻侧为相同极性，该相邻两个切向永磁体3之间的径向永磁体2所面向定子4的一侧也为相同极性，请参考图1，图中以为N极举例说明，标注了其中相邻两个切向永磁体3及其之间的径向永磁体2的N极及S极位置。[〇〇29]图2为本发明实施例的永磁同步电动机转子结构简图，为了便于理解，图2仅显示了相邻两个切向永磁体3及其之间的一个径向永磁体2。该转子的中心安装一电机轴6。沿该转子的轴向方向上，该转子铁芯1的一端设有开槽，前述径向永磁体2自该开槽插入转子铁芯1内。电机轴6在对应开槽处装设有弹簧机构，弹簧机构中的弹簧5处于压缩状态，其一端固定，另一端抵压开槽内的径向永磁体2。
[0030]图3为本发明实施例的永磁同步电动机径向永磁体2结构示意图，本发明中径向永磁体2的立体结构为楔形。插入端为尖头状，转子铁芯1的开槽形状与径向永磁体2的形状一致。[〇〇31]当永磁同步电动机工作在较低转速时，转子上的离心力较小，由于弹簧5的弹力作用，径向永磁体2的位置保持不变。此时，永磁同步电动机的气隙磁密主要由切向永磁体3提供，依据如前所述径向永磁体2与其相邻两侧的切向永磁体3的极性设置方式，可利用径向永磁体2产生的漏磁，使转子铁芯1内侧的磁路较为饱和，减小切向永磁体3在转子铁芯1内侧的漏磁，增大了切向永磁体3产生的主磁通，同时径向永磁体本身也可提供一些主磁通， 增大了永磁同步电动机在低速运行时的气隙磁密，增大了永磁同步电动机的效率，并且该结构还具有良好的机械强度。
[0032]当永磁同步电动机运行在较高转速时，由于径向永磁体2所受的离心力大于弹簧5 的弹力，径向永磁体2在离心力的作用下向外移出，导致切向永磁体3内侧的漏磁增大，永磁同步电动机的主磁通减小，使得永磁同步电动机的转速可以进一步上升，达到弱磁扩速的作用。
[0033]本发明在永磁同步电动机定子槽内设置有分流齿7,图4为分流齿7示意图。分流齿 7可以看作是是专门为电枢磁动势设置的通路，该通路磁阻小，直轴电枢磁动势在该通路会产生很大的直轴去磁磁通，抵消大部分励磁磁通，减小定子绕组匝链，进而实现宽弱磁扩速的目的。
[0034]图5和图6分别是永磁同步电动机工作在较低转速时的磁力线分布图和永磁同步电动机工作在最高转速时的磁力线分布图，通过对两幅磁力线分布图的比较，可以验证，随着永磁同步电动机转速的提高，永磁同步电动机的主磁通由于径向永磁体2位置的移动而减小，本发明所提供的永磁同步电动机具有良好的弱磁扩速能力，能够在较高的转速下平稳运行。[〇〇35]以上结合具体实例描述了本发明的技术原理。这些描述只为了解释本发明的技术原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
【主权项】
1.一种永磁同步电动机转子，该转子包括转子铁芯、安装在转子铁芯内的磁路组件及 贯穿该转子的电机轴，其特征在于:所述磁路组件包括多个切向永磁体及多个径向永磁体， 所述多个切向永磁体沿转子铁芯的径向均匀分布，所述径向永磁体设置在两个相邻的切向 永磁体之间，其中相邻两个切向永磁体所相对的两相邻侧，以及该相邻两个切向永磁体之 间的对应径向永磁体所面向定子的一侧为相同极性，所述径向永磁体的位置能够移动。2.如权利要求1所述的永磁同步电动机转子，其特征在于:沿该转子铁芯的径向，所述 径向永磁体的位置靠近转子铁芯的中心处。3.如权利要求2所述的永磁同步电动机转子，其特征在于:该径向永磁体的横截面为长 方形。4.如权利要求1所述的永磁同步电动机转子，其特征在于:沿该转子的轴向方向上，该 转子铁芯的一端设有开槽，前述径向永磁体自该开槽插入该转子铁芯内。5.如权利要求4所述的永磁同步电动机转子，其特征在于:所述径向永磁体为楔形，转 子铁芯的开槽形状与径向永磁体的形状一致。6.如权利要求5所述的永磁同步电动机转子，其特征在于:前述电机轴在对应前述开槽 处装设有弹簧机构，该弹簧机构中的弹簧处于压缩状态，其一端固定，另一端抵压开槽内的 径向永磁体。7.如权利要求6所述的永磁同步电动机转子，其特征在于:当该永磁同步电动机转子工 作在较低转速时，转子上的离心力较小，由于弹簧的弹力作用，径向永磁体的位置保持不变。8.如权利要求7所述的永磁同步电动机转子，其特征在于:当永磁同步电动机运行在较 高转速时，由于径向永磁体所受的离心力大于弹簧的弹力，径向永磁体在离心力的作用下 向外移出。9.一种永磁同步电动机，包括定子及如权利要求1至8中任意一项中的所述转子。10.如权利要求9所述的永磁同步电动机，其特征在于:所述定子的定子槽内设置有分 流齿，形成专门为电枢磁动势设置的通路。
【文档编号】H02K1/27GK106026467SQ201610630884
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月4日
【发明人】田玉冬, 姜春辉
【申请人】上海电机学院