永磁电机转子及永磁同步电机的制作方法_2

文档序号:9016634阅读:来源:国知局
沿转子铁芯110的周向方向均匀分布。其中,永磁体组包括切向磁化的主极永磁体120和切向磁化的辅助永磁体130,主极永磁体120的数量总和与永磁同步电机的极数相等,也就是说每个永磁体组包括一个主极永磁体120,所有永磁体组中的主极永磁体120的数量等于永磁体组的数量。主极永磁体120沿转子铁芯110的径向方向设置,辅助永磁体130与主极永磁体120平行设置。所有永磁体组中辅助永磁体130均设置在主极永磁体120的同一侧,且任意相邻的两个主极永磁体120最接近的表面磁极相同,也就是说每个永磁体组中辅助永磁体130相对主极永磁体120的位置相同。永磁体组包括一个主极永磁体120,使得主极永磁体120的两个表面同时能够提供气隙磁通,增加永磁同步电机的气隙磁通量,提高气隙磁通的利用率。同时,任意相邻的两个主极永磁体120最接近的表面磁极相同,也就是其中一个主极永磁体120的N极与另一相邻的主极永磁体120的N极相对,该主极永磁体120的S极与再一相邻的主极永磁体120的S极相对,保证永磁同步电机的极数等于主极永磁体120的数量。通过主极永磁体120均匀安装在转子铁芯110上,能够保证主极永磁体120在排斥力作用下保持受力平衡,使得永磁同步电机的极数等于主极永磁体120的数量。
[0046]辅助永磁体130与主极永磁体120平行设置,主极永磁体120与辅助永磁体130都为切向充磁,使得永磁同步电机能够产生更高的气隙磁通,进而保证永磁同步电机具有较大的转矩/电流比和转矩/体积比。主极永磁体120与辅助永磁体130平行放置,通过将切向磁化的辅助永磁体130布置在任意相邻的主极永磁体120之间,主极永磁体120的一部分磁力线与辅助永磁体130串连后再进入气隙,可以显著提高主极永磁体120的工作点,使得永磁电机转子100在定子侧产生更多的磁链,提高气隙磁通的利用率,提升永磁同步电机的输出转矩,提高永磁同步电机的效率。
[0047]现有的切向永磁电机由于是单个永磁体的两个面同时提供气隙磁通,磁路为并联结构,使得转子永磁体的工作点较径向永磁电机的工作点低,容易引起切向永磁电机的效率下降,并且存在退磁的风险,使得切向永磁电机无法运转。本实用新型的永磁电机转子100在任意相邻的两个主极永磁体120会将安装辅助永磁体130,使得主极永磁体120的一部分磁力线与辅助永磁体130串联后再进入气隙,这样能够显著提高主极永磁体120的工作点,提高永磁同步电机的转矩。由于主极永磁体120的工作点的提高,使得主极永磁体120的抗退磁能力得到了提高,减小了永磁同步电机在恶劣工况下运行的退磁风险,保证永磁同步电机正常运转。
[0048]作为一种可实施方式,永磁体组的数量大于等于四个。每个永磁体组中包括一个主极永磁体120,永磁体组的数量大于等于四个,即将主极永磁体120的个数设置成四个以上,这样可以更好的使得永磁同步电机具有聚磁效果,实现更高的转矩输出。在本实施例中,主极永磁体120的数量为六个,且六个主极永磁体120按照N极与N极相对,S极与S极相对设置。辅助永磁体130位于主极永磁体120的一侧和两侧,辅助永磁体130的N极和S极分别对应任意相邻的两个主极永磁体120的S极或者N极。
[0049]参见图2和图3,转子铁芯110转动时,对于同一个永磁体组而言,转子铁芯110转动时,辅助永磁体130位于转子铁芯110上主极永磁体120旋转方向的前侧,相对的,主极永磁体120位于转子铁芯110上旋转方向的后侧,即转子铁芯110旋转方向的前侧为主极永磁体120的前侧,转子铁芯110旋转方向的后侧为主极永磁体120的后侧。转子铁芯110转动时,在转子铁芯110的a-b-c-d-e-f位置处,主极永磁体120的相应磁极按照顺时针方向排布为N-S-S-N-N-S-S-N-N-S-S-N。以转子铁芯110的a位置处的主极永磁体120为例,该位置处的主极永磁体120的沿顺时针方向为N-S,当转子铁芯110顺时针方向转动时,如图2所示的箭头方向,主极永磁体120的S极为转子铁芯110旋转方向的前侧,主极永磁体120的N极为转子铁芯110旋转方向的后侧;当转子铁芯110逆时针方向转动时,如图3所示的箭头方向,主极永磁体120的N极为转子铁芯110旋转方向的前侧,主极永磁体120的S极为转子铁芯110旋转方向的后侧,可以使得永磁同步电机带负载运行时,永磁电机转子磁力线更加顺畅,单位电流下实现更大的转矩输出。
[0050]作为一种可实施方式,辅助永磁体130的矫顽力小于主极永磁体120的矫顽力。研宄发现,辅助永磁体130的工作点总是高于主极永磁体120的工作点,这使得辅助永磁体130与主极永磁体120的抗退磁能力不一致,降低了永磁同步电机的抗退磁能力。通过辅助永磁体130的矫顽力小于主极永磁体120的矫顽力,可以使得辅助永磁体130的工作点与主极永磁体120的工作点相接近,以提升永磁同步电机整体的抗退磁能力。当然,还可以通过辅助永磁体130沿转子铁芯周向方向上的宽度M小于主极永磁体120沿转子铁芯110周向方向上的宽度L使得辅助永磁体130的工作点与主极永磁体120的工作点相接近,以提升永磁同步电机整体的抗退磁能力。
[0051]作为一种可实施方式,辅助永磁体130沿转子铁芯110径向方向上的长度B小于主极永磁体120沿转子铁芯110径向方向上的长度G。在永磁同步电机的运行过程中,主极永磁体120有一部分磁链与辅助永磁体130串联后进入气隙,另一部分磁链从位于主极永磁体120的旋转方向前侧的相邻辅助永磁体130的末端进入气隙,通过将辅助永磁体130沿转子铁芯110径向方向上的长度B小于主极永磁体120沿转子铁芯110径向方向上的长度G,可以使这部分另一部分磁链的磁通不会因为磁路饱和而下降。
[0052]参见图3至图5,永磁电机转子100还包括隔磁桥组140,隔磁桥组140设置在转子铁芯110的周向边缘位置上,隔磁桥组140的数量与永磁体组的数量相一致。隔磁桥组140包括相对设置在的两个延伸部。其中,转子铁芯110在主极永磁体120旋转方向的前侧的延伸部为第一延伸部141 ;转子铁芯110在主极永磁体120旋转方向的后侧的延伸部为第二延伸部142。第一延伸部141和第二延伸部142的延伸方向相反,且第一延伸部141和第二延伸部142之间存在缺口。在转子铁芯110上增加隔磁桥组140,采用的原理就是让隔磁桥组140尽可能的窄,使得转子铁芯110易出现磁饱和的现象。一般发生磁饱和后会出现磁堵塞现象,剩下的磁力线将无法从隔磁桥组140上通过,只能从转子铁芯110的气隙中通过,磁力线经过定子铁芯的齿部、轭部、再经过齿部,最后从气隙归来,在这过程中实现了磁力线与定子绕组交链,实现电磁感应。通过带有缺口的隔磁桥组140起到防止转子铁芯110的端部出现漏磁的问题,使得永磁同步电机的永磁电机转子可以在定子上产生更大的磁通,提升了转矩的输出。
[0053]缺口由隔磁桥组140在主极永磁体120的前侧的第一延伸部141和隔磁桥组140在主极永磁体120的后侧的第二延伸部142形成,且缺口的宽度小于主极永磁体120与辅助永磁体130沿转子铁芯110周向方向的宽度和。通过此设置,可以保证主极永磁体120和辅助永磁体130充分固定,不会由于转子铁芯110高速旋转时,主极永磁体120和辅助永磁体130承受较大的离心力脱离转子铁芯110,也可以使得永磁体在隔磁桥组140的第一延伸部141和第二延伸部142处的漏磁较
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