电机转子结构及永磁电机的制作方法

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机转子结构及永磁电机。

背景技术：

现有技术的永磁电机，在永磁铁的两端部附近磁阻小，在永磁铁两端部上容易集中定子的线圈作用的反磁场，永磁铁两端部出现严重减磁，使得转矩降低，甚至使得电机不能够正常工作。

技术实现要素：

鉴于现有技术的现状，本发明的目的在于提供一种电机转子结构及永磁电机，每个永磁体槽组包括至少两段依次连接的永磁体槽，相邻的两段永磁体槽之间设置隔磁桥，永磁体槽组的两端部也均设置有隔磁桥，由于隔磁桥处的磁阻小于永磁体部分的磁阻，退磁磁通将有大部分通过隔磁桥，改变了退磁磁场的磁势流通方向，作用在永磁体上的退磁磁势明显减小，有效提高了电机的抗退磁能力。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电机转子结构，包括转子铁芯，所述转子铁芯上设有多个永磁体槽组，多个所述永磁体槽组均匀分布在所述转子铁芯的中心轴线周侧，每个所述永磁体槽组呈开口朝向所述转子铁芯外周圆的U型或V型，每个所述永磁体槽组内设置永磁体，每个所述永磁体槽组包括至少两段依次连接的永磁体槽，相邻的两段所述永磁体槽之间设置隔磁桥，所述永磁体槽组的两端部也均设置有隔磁桥。

在其中一个实施例中，所述永磁体槽组呈开口朝向转子铁芯外周圆的U型，每个所述永磁体槽组由三段依次连接的永磁体槽所形成，中间段的永磁体槽为弧形结构，首尾段的永磁体槽均呈方形结构或类方形结构。

在其中一个实施例中，所述中间段的永磁体槽内设置弧形永磁体，所述首 尾段的永磁体槽内均设置方形永磁体。

在其中一个实施例中，所述首尾段的永磁体槽边缘处还设置斜切边，所述斜切边位于所述永磁体槽组的开口内侧，且置于所述永磁体槽组的端部，所述首尾段的永磁体槽内的方形永磁体也对应设置斜切边。

在其中一个实施例中，所述斜切边顶端到永磁体槽中心线转子外圆处的垂直距离为b，所述永磁体槽组两端处的隔磁桥的宽度为c，其中，1.5≤b/c≤5。

在其中一个实施例中，所述斜切边的斜切角度为θ，150°≤θ≤180°-240/2p°，其中，p为转子极对数，p≥6，且p为偶数。

在其中一个实施例中，所述斜切边顶端到永磁体槽中心线转子外圆处的垂直距离为b，所述永磁体槽组两端处的隔磁桥的宽度为c，所述斜切边的斜切角度为θ，其中，1.5≤b/c≤5，150°≤θ≤180°-240/2p°，p为转子极对数，p≥6，且p为偶数。

在其中一个实施例中，所述首尾段的永磁体槽宽度大于所述中间段的永磁体槽宽度。

在其中一个实施例中，在同一所述永磁体槽组中，相邻两段所述永磁体槽之间的隔磁桥宽度为a，所述永磁体槽组两端处的隔磁桥的宽度为c，其中，1≤a/c≤2.5。

在其中一个实施例中，所述永磁体槽组呈开口朝向所述转子铁芯外周圆的V型，每个所述永磁体槽组由两段依次连接的永磁体槽所形成，两段所述永磁体槽均呈方形结构或类方形结构，两段所述永磁体槽内均设置方形永磁体。

还涉及一种永磁电机，包括上述任一技术方案所述的电机转子结构。

本发明的有益效果是：

本发明的电机转子结构及永磁电机，每个永磁体槽组包括至少两段依次连接的永磁体槽，相邻的两段永磁体槽之间设置隔磁桥，永磁体槽组的两端部也均设置有隔磁桥，由于隔磁桥处的磁阻小于永磁体部分的磁阻，退磁磁通将有大部分通过隔磁桥，改变了退磁磁场的磁势流通方向，作用在永磁体上的退磁磁势明显减小，有效提高了电机的抗退磁能力。

附图说明

图1为本发明的电机转子结构实施例一的结构示意图；

图2为带有尺寸标注的图1所示电机转子结构示意图；

图3为本发明的电机转子结构实施例二的结构示意图；

图4为本发明的电机转子结构实施例三的结构示意图；

图5为本发明的电机转子结构实施例四的结构示意图；

图6为现有技术的电机转子结构与本发明一实施例的电机转子结构仿真对比结果图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明的电机转子结构及永磁电机进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1至图5，本发明一实施例的电机转子结构，包括转子铁芯100，转子铁芯100上设有多个永磁体槽组，多个永磁体槽组均匀分布在转子铁芯100的中心轴线周侧，每个永磁体槽组呈开口朝向转子铁芯100外周圆的U型或V型，每个永磁体槽组内设置永磁体200，各组永磁体200在转子铁芯100的圆周方向呈N、S交替排列。图中转子铁芯100上设置六个永磁体槽组。

每个永磁体槽组包括至少两段依次连接的永磁体槽101，相邻的两段永磁体槽101之间设置隔磁桥102，永磁体槽组的两端部也均设置有隔磁桥102。

由于隔磁桥处的磁阻小于永磁体部分的磁阻，此时，永磁体部分相当于空气，当电机发生退磁时，退磁磁通会沿着磁阻最小的路径通过，退磁磁通将有大部分通过隔磁桥，改变了退磁磁场的磁势流通方向，作用在永磁体上的退磁磁势明显减小，有效提高了电机的抗退磁能力。

实施例一

如图1和图2所示，永磁体槽组呈开口朝向转子铁芯100外周圆的U型， 每个永磁体槽组由三段依次连接的永磁体槽101所形成，中间段的永磁体槽101为弧形结构，首尾段的永磁体槽101均呈方形结构或类方形结构。

其中，中间段的永磁体槽101内设置弧形永磁体200，首尾段的永磁体槽101内均设置方形永磁体200。在同一永磁体槽组中，由于中间段的永磁体槽101与首尾段的永磁体槽101之间均具有隔磁桥102，从而弧形永磁体200与方向永磁体200之间由隔磁桥102进行隔离，隔磁桥102作为引导退磁磁路。

优选地，在同一永磁体槽组中，两方形永磁体200相对弧形永磁体200的中心线对称设置。

作为一种可实施方式，在同一永磁体槽组中，相邻两段永磁体槽101之间的隔磁桥102宽度为a，永磁体槽组两端处的隔磁桥102的宽度为c，其中，1≤a/c≤2.5。

设计1≤a/c≤2.5时，可明显削弱作用在永磁体磁化上的退磁磁势，进而降低永磁体退磁到拐点以下的面积，提高永磁体的抗退磁能力。采用本实施例的磁钢退磁到拐点以下的面积明显减少，相比于现有技术，本实施例计算出的电机退磁电流提高32％以上。

显然，在每个永磁体槽组中，可在任一永磁体槽中设置永磁体；或者，也可在任意两个永磁体槽中设置永磁体。未设置永磁体的永磁体槽101内可填充空气介质或/和非磁性材料。

实施例二

如图3所示，本实施例与实施例一的区别在于：在同一永磁体槽组中，首尾段的永磁体槽101边缘处还设置斜切边，所述斜切边位于所述永磁体槽组的开口内侧，且置于所述永磁体槽组的端部，所述首尾段的永磁体槽101内的方形永磁体200也对应设置斜切边。

优选地，首尾段的永磁体槽101的斜切边相对弧形永磁体200的中心线对称设置。

设置斜切边，可以有效引导退磁磁势朝磁阻较小的转子铁芯100外圆部分的隔磁桥102处通过，即引导退磁磁势朝永磁体槽组两端部的隔磁桥102处通过。如此进一步提升了电机的抗退磁能力。

较佳地，斜切边顶端到永磁体槽101中心线转子外圆处的垂直距离为b，永磁体槽组两端处的隔磁桥102的宽度为c，其中，1.5≤b/c≤5。此处的永磁体槽101中心线转子外圆处是指：靠近所述斜切边的转子铁芯101的对称中心线与靠近所述斜切边的转子铁芯101外周圆的相交处。

其中，斜切边的斜切角度为θ，150°≤θ≤180°-240/2p°，其中，p为极对数，p≥6，且p为偶数。斜切边的斜切角度是指斜切边与方向永磁体200短边(宽度方向上的边)之间所成钝角夹角的角度。

本实施例的电机转子结构，永磁体的退磁面积将会减小，进一步提高永磁体的抗退磁能力。

实施例三

如图4所示，本实施例与实施例一的区别在于：在同一永磁体槽组中，首尾段的永磁体槽101宽度大于中间段的永磁体槽101宽度。亦即方形永磁体200的宽度大于弧形永磁体200的宽度。此时，方形永磁体厚度(图中的宽度)增大，同样的退磁磁势作用在永磁体200上，由于永磁体200的面积增加，永磁体的退磁到拐点以下的面积将会减少，同样能够进一步提高永磁体的抗退磁能力。

本实施例中，首尾段的永磁体槽101边缘处也可采用实施例二中的斜切边设计，首尾段的永磁体槽101内的方形永磁体200也对应设置斜切边。优选地，首尾段的永磁体槽101的斜切边相对弧形永磁体200的中心线对称设置。

设置斜切边，可以有效引导退磁磁势朝磁阻较小的转子铁芯100外圆部分的隔磁桥102处通过，即引导退磁磁势朝永磁体槽组两端部的隔磁桥102处通过，进一步提升了电机的抗退磁能力。

实施例四

如图5所示，每个永磁体槽组呈开口朝向转子铁芯100外周圆的V型，每个永磁体槽组由两段依次连接的永磁体槽101所形成，相邻两段永磁体槽101之间的隔磁桥102，两段永磁体槽101均呈方形结构或类方形结构，两段永磁体 槽101内均设置方形永磁体200，两个方形永磁体200呈V型排列。将永磁体槽组设计成V型，可以减少永磁体数量，降低工艺复杂程度。

本实施例中，两段永磁体槽101也均可采用实施例二中的斜切边设计。两段永磁体槽101内的方形永磁体200也对应设置斜切边。优选地，两段永磁体槽101的斜切边相对转子铁芯100的径向中线对称设置。

当然，两段永磁体槽101中的任意一段可采用实施例二中的斜切边设计。采用斜切边设计的永磁体槽101内的方形永磁体200也对应设置斜切边。

设置斜切边，永磁体的退磁面积将会减小，进一步提高永磁体的抗退磁能力。

实施例五

本发明还提供一种永磁电机，包括任一项技术方案所述的电机转子结构，永磁电机除上述电机转子结构外均为现有技术，此处不再赘述。永磁电机由于采用上述电机转子结构，因此也取得了同样的有益技术效果。

以上各实施例的电机转子结构及永磁电机，每个永磁体槽组包括至少两段依次连接的永磁体槽，相邻的两段永磁体槽之间设置隔磁桥，永磁体槽组的两端部也均设置有隔磁桥，由于隔磁桥处的磁阻小于永磁体部分的磁阻，退磁磁通将有大部分通过隔磁桥，改变了退磁磁场的磁势流通方向，作用在永磁体上的退磁磁势明显减小，有效提高了电机的抗退磁能力。本发明转子结构相比现有技术可以有效降低作用在永磁体上的退磁磁场，提高电机的退磁电流，实现电机的高抗退磁设计。通过与现有永磁电机对比可知，现有技术电机退磁电流为25A,以上实施例的电机退磁电流可达到33A，相比于现有技术，本发明永磁电机的退磁电流提高32％以上，电机的抗退磁能力明显提升。如图6所示，图6为现有技术的电机转子结构与本发明一实施例的电机转子结构仿真对比结果图，其中，图6中左侧仿真图为现有技术的电机转子结构仿真图，图6中右侧仿真图为本发明一实施例的电机转子结构仿真图。左侧仿真图中的右侧两块永磁体为已标识的退磁后的永磁体，已标识的退磁后的永磁体最深色位置表示为 退磁到拐点以下的永磁体的面积；右侧仿真图中的右侧两块永磁体为已标识的退磁后的永磁体，已标识的退磁后的永磁体最深色位置表示为退磁到拐点以下的永磁体的面积。从仿真对比结果图中可以看出，本发明一实施例的电机转子结构的永磁体退磁到拐点以下的面积明显减少，抗退磁能力显著提高。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。