专利名称：一种永磁转子结构及其应用的电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种永磁转子结构及其应用的电机。
背景技术：
随着空调技术对噪音、振动和节能等要求的不断提高，对电机部分的要求也在不断升级，低噪音、低振动的正弦波驱动电机被越来越多的客户所接受。要实现正弦波驱动，转子产生要正弦波的磁场，一般测量的方法是在不通电状态下，转动转子使定子绕组产生反电动势来和检测输出的波形，反电势磁场波形效果在正弦波控制里面起着至关重要的作用，在磁场相对弱点的铁氧体磁瓦的电机里面，正弦波形的畸变量对控制没有太大的影响，但在烧结钕铁硼强磁场状态下，实验证明，若反电势波形不能和控制发出的驱动正弦波形拟合，电机会出现明显的振动。传统使转子产生要正弦波的磁场的方式有多种第一种特殊齿槽和极数的组合，如定子采用10个嵌线槽，转子采用9极的磁瓦；或者定子采用12个嵌线槽，转子采用10 极的磁瓦，或者定子采用9个嵌线槽，转子采用8极；这些特殊的齿槽和极数的组合电机的反电势波形如图1所示，电机的反电势波形曲线平滑，曲线上没有畸变点，这种波形对正弦波控制来说，效果是非常好的，但是，特殊齿槽配合的绕线相当复杂，绕组需要正反绕线，生产工艺性不好，且电机效率相对偏低。第二种电机在齿槽与极数比是3 2的条件下，磁瓦采用偏心设计，圆周均布表面粘贴，经多次试验测试，绕组相反电势如图2所示，电机的反电势波形为类似正弦波，反电势波形畸变量很大，用正弦波驱动过程中，电机体现振动和噪音偏高，正弦波电机的优点不能够体现出来，且磁瓦偏心量大，磁瓦材料成本高。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种永磁转子结构，结构简单，工艺性好，安装制造容易，能使定子齿槽数和转子永磁体极数是32的比例的电机产生良好的正弦波反电势波形，可以充分发挥正弦波驱动的优势，减少振动和噪音。本发明的另一个目的是提供一种电机，在定子齿槽数和转子永磁体极数是3 2 的比例的情况下，使用特殊的转子结构，结构简单，工艺性好，安装制造容易，电机产生良好的正弦波反电势波形，可以充分发挥正弦波驱动的优势，减少振动和噪音，提高效率。本发明的转子结构的技术方案是如下实现的一种永磁转子结构，包括转子铁芯和若干块永磁体，若干块永磁体安装在转子铁芯的侧壁面上，永磁体两块或三块靠在一起为一组，相邻的两组永磁体之间间隔一段距离， 各组永磁体圆周均布，且永磁体的磁极性分布是按N、S相间分布的，同一组永磁体中相邻两块永磁体极性中心相差的电角度在150度至170度范围。上述所述的相邻两组永磁体中的相邻两块永磁体的极性中心相差的电角度范围在190度至210度。上述所述的永磁体的数目是8块或者12块，永磁体安装在转子的侧壁面。共有4组永磁体圆周均布。本发明的应用上述转子结构的电机的技术方案是如下实现的一种电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯设置若干嵌线槽，转子包括转子铁芯和若干块永磁体，若干块永磁体安装在转子铁芯上，嵌线槽的槽数与永磁体的数目是3 2，永磁体两个或三个靠在一起为一组，相邻的两组永磁体之间间隔一段距离，各组永磁体圆周均布，且永磁体的磁极性分布是按N、S相间分布的，同一组永磁体中相邻两块永磁体的极性中心相差的电角度在150度至170度范围。上述所述的相邻两组永磁体中的相邻两块永磁体极性中心相差的电角度范围在 190度至210度。上述所述的永磁体的数目是8块或者12块，嵌线槽的槽数是12槽或者18槽，永磁体安装在转子的侧壁面。上述所述的永磁体的数目是8块，嵌线槽的槽数是12槽，永磁体两块靠在一起为一组。上述所述的永磁体的数目是12块，嵌线槽的槽数是18槽，永磁体三块靠在一起为一组。上述所述的电机转子共有4组永磁体圆周均布。本发明与现有技术相比具有如下有益效果1)转子的永磁体两块或三块靠在一起为一组，相邻的两组永磁体之间间隔一段距离，各组永磁体圆周均布，且永磁体的磁极性分布是按N、S相间分布的，同一组永磁体中相邻两块永磁体的相差的电角度在150度至170 度范围，结构简单，工艺性好，安装制造容易；2)在定子齿槽数和转子永磁体极数是3 2 的比例的情况下，使用上述的特殊的转子结构，简化电机嵌线工艺，电机安装制造容易，电机能产生良好的正弦波反电势波形，可以充分发挥正弦波驱动的优势，减少振动和噪音，提高效率，经过实验检测，电机效率至少提高5%。
图1是传统图特殊齿槽和极数的组合的电机反电势波形图；图2是传统采用偏心磁瓦转子的电机反电势波形图；图3是本发明的第一种实施方式的结构剖视图。图4是本发明的第一种实施方式的立体图。图5是本发明的第一种实施方式的测量正弦波反电势波形图。
具体实施例方式下面通过具体实施例并结合附图对本发明作进一步详细的描述。实施例1如图3、图4和图5所示，本发明的一种电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯设置若干嵌线槽，转子包括转子铁芯1和若干块永磁体21，若干块永磁体 21安装在转子铁芯1的侧壁面上，嵌线槽的槽数与永磁体21的数目是3 2，永磁体21三个靠在一起为一组，相邻的两组永磁体2之间间隔一段距离，各组永磁体2圆周均布，且永磁体21的磁极性分布是按N、S相间分布的，同一组永磁体2中相邻两块永磁体21的极性中心相差的电角度A在150度至170度范围。相邻两组永磁体2中的相邻两块永磁体21 的极性中心相差的电角度B范围在190度至210度。定子嵌线槽的齿槽数是18槽，永磁体的数目是12块，永磁体安装在转子的侧壁面。共有4组永磁体2圆周均布。如图5所示， 采用本发明转子电机能产生良好的正弦波反电势波形。如图3所示，根据角度计算公式，同一组永磁体2中相邻两块永磁体21的极性中心相差机械角度a =电角度A/极对数P，本实施例中永磁体21的极对数P = 6，电角度A 在150度至170度范围，那末，同一组永磁体2中相邻两块永磁体21的极性中心相差的机械角度a的范围在25度至28. 33度。同理，相邻两组永磁体2中的相邻两块永磁体21的极性中心相差的机械角度b =电角度B/极对数P，本实施例中永磁体21的极对数P = 6， 电角度B范围在190度至210度，机械角度b的范围在31. 66度至35度。本发明的电机能产生良好正弦波反电动势的原理对于三相电机，定子嵌线槽的齿槽数是18槽，永磁体的数目是12块，如果按照原来转子结构，所有的永磁体在圆周均布， 每相定子绕组由圆周等分的六个齿组成，则每相各齿上的反电势相位是相同的，六齿波形同相位叠加，在这种情况下，定子单相反电势的波形取决于转子磁瓦的偏心量，电机的反电势波形为类似正弦波，反电势波形畸变量很大，用正弦波驱动过程中，电机体现振动和噪音偏高。若采用本发明的转子结构，永磁体21三个靠在一起为一组，相邻的两组永磁体2之间间隔一段距离，各组永磁体2圆周均布，通过永磁体偏移一定的电角度，导致定子上单相六个齿绕组上的反电势相位不一致，相互错开一定的电角度，再由这错开一定角度的各齿反电势波形叠加的这种方案对实现正弦波理论上更加有效。实施例2与实施例1不同，实施例2采用转子包括转子铁芯1和若干块永磁体21，若干块永磁体21安装在转子铁芯1的侧壁面上，嵌线槽的槽数与永磁体21的数目是3 2，永磁体21 二个靠在一起为一组，相邻的两组永磁体2之间间隔一段距离，各组永磁体2圆周均布，且永磁体21的磁极性分布是按N、S相间分布的，同一组永磁体2中相邻两块永磁体21 的相差的电角度A在150度至170度范围。相邻两组永磁体2中的相邻两块永磁体21的相差的电角度B范围在190度至210度。定子嵌线槽的齿槽数是12槽，永磁体的数目是8 块，永磁体安装在转子的侧壁面。共有4组永磁体2圆周均布。
权利要求
1.一种永磁转子结构，包括转子铁芯和若干块永磁体，若干块永磁体安装在转子铁芯上，其特征在于永磁体两块或三块靠在一起为一组，相邻的两组永磁体之间间隔一段距离，各组永磁体圆周均布，且永磁体的磁极性分布是按N、S相间分布的，同一组永磁体中相邻两块永磁体的极性中心的相差的电角度在150度至170度范围。
2.根据权利要求1所述的一种永磁转子结构，其特征在于相邻两组永磁体中的相邻两块永磁体的极性中心相差的电角度范围在190度至210度。
3.根据权利要求1或2所述的一种永磁转子结构，其特征在于永磁体的数目是8块或者12块，永磁体安装在转子的侧壁面。
4.根据权利要求1或2所述的一种永磁转子结构，其特征在于共有4组永磁体圆周均布。
5.一种应用权利要求1所述永磁转子结构的一种电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯设置若干嵌线槽，转子包括转子铁芯和若干块永磁体，若干块永磁体安装在转子铁芯上，嵌线槽的槽数与永磁体的数目是3 2，其特征在于永磁体两个或三个靠在一起为一组，相邻的两组永磁体之间间隔一段距离，各组永磁体圆周均布，且永磁体的磁极性分布是按N、S相间分布的，同一组永磁体中相邻两块永磁体的极性中心相差的电角度在150度至170度范围。
6.根据权利要求5所述的一种电机，其特征在于相邻两组永磁体中的相邻两块永磁体的极性中心相差的电角度范围在190度至210度。
7.根据权利要求5或6所述的一种电机，其特征在于永磁体的数目是8块或者12块， 嵌线槽的槽数是12槽或者18槽，永磁体安装在转子的侧壁面。
8.根据权利要求7所述的一种电机，其特征在于永磁体的数目是8块，嵌线槽的槽数是12槽，永磁体两块靠在一起为一组。
9.根据权利要求6所述的一种电机，其特征在于永磁体的数目是12块，嵌线槽的槽数是18槽，永磁体三块靠在一起为一组。
10.根据权利要求7所述的一种电机，其特征在于共有4组永磁体圆周均布。
全文摘要
本发明公开了一种永磁转子结构及其应用的电机，包括定子和转子，定子包括定子铁芯和绕组，定子铁芯设置若干嵌线槽，转子包括转子铁芯和若干块永磁体，若干块永磁体安装在转子铁芯上，嵌线槽的槽数与永磁体的数目是3∶2，其特征在于永磁体两个或三个靠在一起为一组，相邻的两组永磁体之间间隔一段距离，各组永磁体圆周均布，且永磁体的磁极性分布是按N、S相间分布的，同一组永磁体中相邻两块永磁体的相差的电角度在150度至170度范围。本发明结构简单，工艺性好，安装制造容易，电机产生良好的正弦波反电势波形，可以充分发挥正弦波驱动的优势，减少振动和噪音，提高效率。
文档编号H02K1/27GK102237735SQ20101012589
公开日2011年11月9日 申请日期2010年3月9日 优先权日2010年3月9日
发明者潘明攀 申请人:中山大洋电机制造有限公司