专利名称：永磁辅助同步磁阻电机转子和电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电机领域，特别是一种永磁辅助同步磁阻电机转子以及具有该电机转子的电机。
背景技术：
永磁辅助同步磁阻电机作为永磁同步电机和同步磁阻电机的结合体，综合了两种电机的优点，具有较高的磁阻转矩利用率，在永磁转矩的辅助下，电机可实现高效化，因此越来越得到重视。现有技术的永磁辅助同步磁阻电机，其基本结构由软磁性材料构成的铁芯、绕组线圈和永磁体等构成，其中铁芯采用带状硅钢片高冲叠压的方式制成，受工艺精度的影响，采用这种方法制成的铁芯存在冲片毛刺大、冲片绝缘电阻值小、冲裁后冲片齿部变薄或铁 芯叠压系数及定、转子铁芯整齐度不满足要求等问题，严重影响着电机的性能发挥，特别是当电机铁芯冲片结构变得复杂时，这种技术的弊端就更为突显；另外，现有技术的永磁辅助同步磁阻电机的转子铁芯也有采用轴向叠片的制作方法，但由于工艺复杂，难以实际应用。
实用新型内容本实用新型提供一种永磁辅助同步磁阻电机转子及具有该电机转子的电机，以克服现有技术中转子结构影响电机性能且难以加工的问题。本实用新型通过如下技术方案实现一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括转子铁芯，转子铁芯内设置多组磁极单元；永磁体，置于磁极单元中；每组磁极单元包括多层径向布置的用于容纳永磁体的永磁体槽；多层永磁体槽之间设置有导磁体，导磁体与转子铁芯采用的材料不同。进一步地，导磁体采用层叠硅钢片制成，转子铁芯采用压粉铁芯一体成型。进一步地，永磁体的端部与永磁体槽的端部之间具有间隙。进一步地，所述间隙大于或者等于永磁体槽端部与转子外径的最短间距的I. 5倍。进一步地，间隙中填充非导磁材料。进一步地，非导磁材料为树脂。进一步地，永磁体槽的外侧边缘设置有孔，孔中设置与电机转子的上下挡板连接的加强杆。进一步地，永磁体槽为两层，分别为内层永磁体槽和外层永磁体槽，永磁体分别为内层永磁体和外层永磁体。进一步地，永磁体槽为弧形、U形、V形和多段式矩形中任一的截面形状。根据本实用新型的另一方面，一种电机，具有电机定子和电机转子，电机定子的铁芯采用层叠硅钢片制成，电机转子为前述的电机转子。通过上述技术方案，本实用新型的主要优点是，通过使用不同的材料制作铁芯的不同部分，可根据不同需求配置铁芯，降低了加工难度，提高了永磁辅助同步磁阻电机的整体效率。
构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中图I示出了具有本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机的电机转子的磁辅助式同
步磁阻电机的剖面图；图2a示出了本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机的电机转子的第一实施例的剖面图；图2b示出了本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机的电机转子的第二实施例的剖面图；图2c示出了本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机的电机转子的第三实施例的剖面图；图2d示出了本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机的电机转子的第四实施例的剖面图；图3a示出了本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机的转子铁芯的局部剖面图；以及图3b示出了本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机的电机转子的局部剖面图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。图I中示出了本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机的剖面图，该电机包括转子2和位于转子2外面并与转子2具有一定间隙g的定子3。其中的定子3包括沿圆周方向设有多个槽32和多个齿33的定子铁芯31和置于槽32中的绕组(图中未示出)。其中，转子2包括内设有多组磁极单元的转子铁芯21，所有磁极单元在转子圆周方向排列成N极和S极交替的形式，每组磁极单元包括两层用于内置永磁体的永磁体槽5，两层永磁体槽5相对转子中心的径向方向由内向外分别为内层永磁体槽和外层永磁体槽，相应地永磁体分为内层永磁体42和外层永磁体41。为了提高电机的抗退磁能力，内、外永磁体的端部421、422、411、412分别与同层永磁体槽端部51、52间保持一定的距离，通常该距离大于或等于永磁体槽端部与转子外径的最短间距的I. 5倍。此外，为增大电机的d、q轴电感差，提高电机产生磁阻转矩的能力，需要将内外层永磁体间距设计在一定的范围内，对于每极每相槽数小于I的情况，该间距为L大于1/12的定子齿靴宽度W，最优的为w/12彡L彡w/3。图2示出了本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机转子的其他实施例的剖面图。图2a示出了转子铁芯21中的永磁体槽5为三段矩形连接组合而成的类似U形的形状，内层永磁体42和外层永磁体41为一块截面为矩形的磁体，置于永磁体槽的中部。图2b示出了转子铁芯21中的永磁体槽5为三段矩形连接组合而成的类似V形的形状，内层永磁体42和外层永磁体41分为两块截面为矩形的磁体，分别置于永磁体槽5的两端部。图2c示出了转子铁芯21中的永磁体槽5为弧形，内层永磁体42和外层永磁体41均为一块截面为弧形的磁体，置于永磁体槽5的中部。图2d示出了转子铁芯21中的内永磁体槽为三段矩形连接组合而成的类似U形的形状，外永磁体槽为弧形，内层永磁体42为两块截面为矩形的磁体，分别置于内永磁体槽的两端部，外层永磁体41为一块截面为弧形的磁体，置于外永磁体槽的中部(图2d中画错了)。作为布置的可选择方案，永磁体的层数可以与永磁体槽一样，也可以小于永磁体槽的层数，各层永磁体的形状也不一定与同层永磁体槽的形状一致。在电机运转的任意时刻，磁通密度较高的区域主要为部分定子齿和转子内外永磁体间距L部分，电机铁损的主要构成部分为定子铁损，其占整个电机铁损的70%以上，因此 从降低电机损耗和便于定子热套方面考虑，该电机定子铁芯应采用导磁率和磁通密度均较高的层叠硅钢片。另一方面，对于转子来说，内外永磁体层间距即L区域在电机运转过程中总是处于高磁通密度状态，因此，其构成了转子铁损的主要部分，为减低电机转子铁损，这部分可采用导磁率和磁通密度较高的软磁材料。图3分别示出采用本实用新型技术的转子铁芯剖面图及转子剖面图。其中图3a为采用压粉铁芯一体成型的转子铁芯21，其包括轴孔R、隔磁区间7和用于放置加强杆的孔
6。图3b为采用本实用新型技术的电机转子剖面图，其中在隔磁区间7内放置了内外永磁体41、42及采用高导磁率和高磁通密度材料制成的内外永磁间的导磁通道8，在永磁体41与42的两端部与隔磁区间7两端部的间隙部分填充了非导磁材料(如树脂等)用于防止永磁体在隔磁区间7发生相对运动；另一方面，为防止在电机运转过程中，内外层永磁体的离心力导致转子外缘发生变形等情况，在孔6中放置了加强杆(图中未示出)，其与转子上下挡板构成一体以加强转子的机械强度，保证电机运转的可靠性。根据本实用新型的电机转子，具有如下有益效果本实用新型中采用压粉铁芯和高冲叠压硅钢片相结合的技术制作定、转子铁芯，即在长时间持续磁通密度较高状态的定子和内外永磁体层间导磁通道中使用了导磁率和磁通密度均高的层叠硅钢片，而在其他处于磁通密度较低的如转子内部等采用将磁性粉固结而成的压粉铁芯，提高了电机转子永磁体槽层数较多情况下的结构设计自由度，在不影响电机性能的情况下保证电机高效化的可行性。以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括 转子铁芯(21)，所述转子铁芯(21)内设置多组磁极单元； 永磁体，置于所述磁极单元中； 其特征在于，每组所述磁极单元包括多层径向布置的用于容纳所述永磁体的永磁体槽(5)； 多层所述永磁体槽(5)之间设置有导磁体(8)，所述导磁体(8)与所述转子铁芯(21)采用的材料不同。
2.根据权利要求I所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述导磁体(8)采用层叠硅钢片制成，所述转子铁芯(21)采用压粉铁芯一体成型。
3.根据权利要求I所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述永磁体的端部与所述永磁体槽(5)的端部之间具有间隙。
4.根据权利要求3所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述间隙大于或者等于永磁体槽(5)端部与转子外径的最短间距的I. 5倍。
5.根据权利要求3所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述间隙中填充非导磁材料。
6.根据权利要求5所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述非导磁材料为树脂。
7.根据权利要求I所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述永磁体槽的外侧边缘设置有孔(6)，所述孔(6)中设置与所述电机转子的上下挡板连接的加强杆。
8.根据权利要求I所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述永磁体槽(5)为两层，分别为内层永磁体槽和外层永磁体槽，所述永磁体分别为内层永磁体(42)和外层永磁体(41)。
9.根据权利要求I所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述永磁体槽(5)为弧形、U形、V形和多段式矩形中任一的截面形状。
10.一种永磁辅助同步磁阻电机，具有电机定子和电机转子，其特征在于，所述电机定子的铁芯采用层叠硅钢片制成，所述电机转子为权利要求1-9中任一项所述的电机转子。
专利摘要本实用新型提供一种永磁辅助同步磁阻电机转子以及具有该电机转子的电机。本实用新型的一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括转子铁芯，转子铁芯内设置多组磁极单元；永磁体，置于磁极单元中；每组磁极单元包括多层径向布置的用于容纳永磁体的永磁体槽；多层永磁体槽之间设置有导磁体，导磁体与转子铁芯采用的材料不同。本实用新型的主要优点是，通过结合使用软磁材料和压粉材料，可根据不同需求配置铁芯，降低了加工难度，提高了永磁辅助同步磁阻电机的整体效率。
文档编号H02K21/14GK202444394SQ201220079950
公开日2012年9月19日 申请日期2012年3月5日 优先权日2012年3月5日
发明者曾学英, 肖勇, 胡余生, 陈东锁, 黄辉 申请人:珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司