圆形为三 分之二圆。经过实验发现，采用三分之二圆，可更有效抑制反电势谐波，降低转矩波动，抑制 效果好。
[0053] 此外，所述凸出的部分13的横截面的直径优选为所述交轴q的磁桥高度的15 %~ 25%。更优选的，所述凸出的部分13的横截面的直径为所述交轴q的磁桥高度的20%。但 是，所述凸出的部分13的尺寸，也就是凸出的部分13的横截面的直径，将随着转子本体12 尺寸的增大而增大。
[0054] 较佳的，所述凸出的部分13的横截面的圆心倒所述交轴q的垂直距离为所述交轴 q的磁桥高度的25%~35%，并且所述凸出的部分13的横截面的圆心在所述交轴q上的 投影和所述交轴q与转子本体12外周的交点之间的直线距离为所述交轴q的磁桥高度的 55%~65%。具体地说，通过凸出的部分13的横截面的圆心向交轴q作垂线，其垂点与交 轴q与转子本体外周的交点之间的直线距离为交轴q的磁桥高度的55%~65%。特别的， 所述垂点与交轴q和转子本体12外周的交点之间的直线距离为交轴q的磁桥高度的60%。
[0055] 作为优选的实施例，所述转子本体12的外周上设置有贯穿转子本体12两端的凹 槽14,也就是所述凹槽14的长度沿转子本体12的轴线方向设置，并且，所述凹槽14的横截 面为圆弧形，其中，所述凹槽14的横截面的圆心位于所述交轴q上且在转子本体12以外。 具体的，所述凹槽14的横截面的圆心位于转子本体12的外圆外。
[0056] 由于凹槽14可以起到干涉交轴q的磁路的作用，使得部分原本从定子和转子之间 的气隙通过交轴磁桥进入转子的磁通改变了路径，从而使得交轴磁桥两边的磁路饱和度增 加，由此减小了磁导，这样，一方面降低了气隙磁密谐波的含量，另一方面气隙磁密含量的 降低使得基波含量增加，从而改善了气隙磁密正弦度，削弱了由于定子开槽带来的齿槽效 应，降低了齿槽转矩。不过，本实用新型并不限定所述凹槽14的具体尺寸，可以根据实际情 况作相应设置。
[0057] 优选的，所述凹槽14与转子本体12的外周光滑过渡连接，例如采用倒圆角进行过 渡连接，这样可以防止应力集中，确保结构强度。
[0058] 特别的，所述磁钢槽11邻近交轴q的内壁上还设置有一向内凹陷的部分15,以增 大交轴q磁桥的受力面积，改善磁钢转子的强度。所述向内凹陷的部分15的横截面优选为 圆弧形，便于加工成型。
[0059] 其中，所述向内凹陷的部分15与凸出的部分13可相连设置，更有效确保磁钢转子 的强度。此外，所述向内凹陷的部分15既可设置于凸出的部分13远离转子本体12外周的 一侧，也可设置于凸出的部分13邻近转子本体12外周的一侧。本实用新型对向内凹陷的 部分15的尺寸和位置并不作具体限定，只要利于提升磁钢转子强度且不影响磁钢转子自 身的性能即可。
[0060] 特别的，本实施例还提供了一种永磁同步电机，其包括如上实施例的磁钢转子。采 用上述实施例的磁钢转子的永磁同步电机，不仅噪音低，而且防振动性能好。
[0061] 继续参阅图4,所述永磁同步电机还包括定子16,所述磁钢转子设置于定子16内， 其中，所述定子16和磁钢转子之间具有一定的气隙（即间隙），而所述转子本体12上凹槽 14的横截面的圆心位于所述气隙中，即所述凹槽14的横截面的圆心处于转子本体12的外 圆和定子16的内圆之间。
[0062] 通常的，所述转子本体12上设置有多个磁钢槽11，每个磁钢槽11用于安置一磁 钢。多个磁钢槽11分布形成若干对，每一对磁钢槽11关于交轴q对称，以保证磁路的对称 性。其中，本领域人员了解的是：所述转子本体12上设置的磁钢槽11的数量与永磁同步电 机上使用的线圈的数量一致。
[0063] 接着，参阅图6~7,其中，图6为现有的永磁同步电机的空载反电势谐波图，图7 为本实施例的永磁同步电机的空载反电势谐波图。
[0064] 如图6~7所示，通过凹槽14,可以将图6中示出的空载反电势谐波的肩部a(由 图中若干实心圆圈出）削平至图7所示的空载反电势谐波，降低了转子和定子之间气隙磁 密谐波中5次和7次谐波的含量。具体地，如下表格又提供了现有的永磁同步电机和本实 用新型的永磁同步电机工作时的空载反电势谐波含量的分布情况：
[0067] 如上表格所示，在磁钢槽11内部及转子本体12外周配合开槽后，空载反电势谐波 的3次、5次、7次、11次和13次谐波含量均有了显著降低。
[0068] 参阅图8,图8为齿槽转矩随转子位置变化的曲线图，横坐标Rotor position为 转子的转动位置，其以角度deg为单位，纵坐标Torque为转矩，并以N/m为单位，其中，曲线 1为现有的永磁同步电机的齿槽转矩值，曲线2为本实用新型的永磁同步电机的齿槽转矩 值。如图8所示，本实用新型的齿槽转矩约可降低至现有的齿槽转矩的25%。
[0069] 参阅图9,图9为转矩波动随转子位置变化的曲线图，横坐标Rotor position为 转子的转动位置，其以角度deg为单位，纵坐标Torque为转矩，并以N/m为单位，其中，曲 线3为现有的永磁同步电机的转矩波动值，曲线4为本实用新型的永磁同步电机的转矩波 动值。如图9所示，本实用新型的永磁同步电机转矩波动约降低至现有的永磁同步电机的 50%〇
[0070] 综上所述，本实用新型提供的磁钢转子及永磁同步电机，具有以下有益效果：
[0071] 第一、本实用新型通过在磁钢槽邻近交轴的内壁上设置横截面为圆弧形的凸出的 部分，增大了交轴磁路的磁阻，减小了交轴的电感，从而消弱了磁钢转子的凸极效应，进而 降低了负载时的转矩波动；同时，由于永磁同步电机直轴和交轴之间的电感差异缩小，使得 负载磁场谐波含量变小，因此降低了空载反电势谐波；并且，凸出的部分的设置也破坏了磁 钢边角附近的漏磁路径，减小了漏磁通，增大了主磁通，从而补偿了由于直交轴之间电感差 异缩小而引起的磁阻转矩减小问题，这样，平衡了磁阻转矩；再则，所述凸出的部分设置在 磁钢槽上，便于与磁钢槽一体成型，而且仅通过传统的冲压设备即可加工形成具有凸出的 部分的磁钢槽，因而，无需增加易磨损的冲头，较大降低了加工成本。
[0072] 第二、本实用新型的凸出的部分的横截面采用三分之二圆，更有效降低了转矩波 动和空载反电势谐波，抑制效果更好。
[0073] 第三、本实用新型还通过在转子本体的外周上设置穿过交轴的凹槽，由于凹槽可 以起到干涉交轴磁路的作用，使得部分原本从定子和转子之间的气隙通过交轴磁桥进入转 子的磁通改变了路径，从而使得交轴磁桥两边的磁路饱和度增加，减小了磁导，这样一方面 降低了气隙磁密谐波的含量，另一方面气隙磁密含量的降低同时使得基波含量增加，从而 气隙磁密正弦度变好，削弱了由于定子开槽带来的齿槽效应，降低了齿槽转矩。
[0074] 第四、本实用新型还配合在磁钢槽邻近磁钢转子交轴的内壁上设置了向内凹陷的 部分，增大了交轴磁桥的受力面积，改善了转子强度。
[0075] 上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限 定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要 求书的保护范围。
【主权项】
1. 一种磁钢转子，包括具有磁钢槽的转子本体，其特征在于，所述磁钢槽邻近所述磁钢 转子的交轴的内壁具有一向所述交轴的方向凸出的部分，并且，所述凸出的部分的横截面 为圆弧形。2. 如权利要求1所述的磁钢转子，其特征在于，所述凸出的部分的横截面为三分之二 圆。3. 如权利要求1所述的磁钢转子，其特征在于，所述转子本体的外周上设置有贯穿所 述转子本体两端的凹槽，所述凹槽的横截面为圆弧形，并且，所述凹槽的横截面的圆心位于 所述交轴上且在所述转子本体外。4. 如权利要求3所述的磁钢转子，其特征在于，所述凹槽与所述转子本体的外周光滑 过渡连接。5. 如权利要求1所述的磁钢转子，其特征在于，所述磁钢槽邻近所述交轴的内壁上还 具有一向内凹陷的部分。6. 如权利要求5所述的磁钢转子，其特征在于，所述向内凹陷的部分的横截面为圆弧 形。7. 如权利要求5所述的磁钢转子，其特征在于，所述向内凹陷的部分与所述凸出的部 分相连设置。8. 如权利要求5所述的磁钢转子，其特征在于，所述向内凹陷的部分设置于所述凸出 的部分远离所述转子本体外周的一侧。9. 如权利要求1至8中任一项所述的磁钢转子，其特征在于，所述凸出的部分的横截面 的直径为所述交轴的磁桥高度的15 %~25%。10. 如权利要求1至8中任一项所述的磁钢转子，其特征在于，所述凸出的部分的横截 面的圆心到所述交轴的垂直距离为所述交轴的磁桥高度的25%~35%，并且，所述凸出的 部分的横截面的圆心在所述交轴上的投影和所述交轴与所述转子本体外周的交点之间的 直线距离为所述交轴的磁桥高度的55 %~65%。11. 一种包括如权利要求1至10中任一项所述的磁钢转子的永磁同步电机。12. 如权利要求11所述的永磁同步电机，其特征在于，所述永磁同步电机还包括定子， 所述磁钢转子设置于所述定子内，其中，所述定子和磁钢转子之间设置有一定的气隙，所述 转子本体的外周上设置有贯穿所述转子本体两端的凹槽，所述凹槽的横截面的圆心位于所 述气隙中。13. 如权利要求11所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转子本体上设置有多对磁 钢槽，每对磁钢槽对称设置于同一交轴的两侧，并且，每个磁钢槽邻近对应交轴的内壁上均 设置有所述凸出的部分。
【专利摘要】本实用新型提供了一种磁钢转子及永磁同步电机，所述磁钢转子包括具有磁钢槽的转子本体，所述磁钢槽邻近磁钢转子的交轴的内壁具有一向交轴的方向凸出的部分，所述凸出的部分的横截面为圆弧形。本实用新型通过在磁钢槽邻近交轴的内壁上设置横截面为圆弧形的凸出的部分，增大了交轴磁路的磁阻，减小了交轴的电感，降低了负载时的转矩波动；同时，由于直交轴之间的电感差异缩小，也使得负载磁场谐波含量变小，降低了空载反电势谐波；而且，凸出的部分也破坏了磁钢边角附近的漏磁路径，减小了漏磁通，增大了主磁通，从而避免了由于电感差异缩小而引起的磁阻转矩减小问题；再有，将凸出的部分设置在磁钢槽上，也便于与磁钢槽一体成型，降低加工成本。
【IPC分类】H02K1/27, H02K21/02
【公开号】CN205070632
【申请号】CN201520802825
【发明人】蒋大千, 黄文祥, 陈益辉, 邵康, 罗平亮, 蒋东升, 张冠楠
【申请人】联合汽车电子限公司
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年10月15日