一种永磁同步电机转子及永磁同步电机的制作方法

本发明涉及永磁同步电机技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机转子。本发明还涉及一种具有上述永磁同步电机转子的永磁同步电机。

背景技术：

永磁同步电机以永磁体提供励磁，使得电机结构较为简单，降低了加工和装配费用，提高了电动机运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率密度，成为在各个领域中应用越来越广泛的一种电机。

目前，转子中插入的永磁体材料分为两种，一种是铁氧体，一种是钕铁硼。在使用钕铁硼永磁材料的转子中，产生的转矩大，但其价格昂贵，并且会消耗大量的稀土资源，对其开采也造成环境污染。在使用铁氧体永磁材料的转子中，由于铁氧体永磁材料的剩磁较低，为了产生足够的转矩，永磁体的体积必须做到足够的大。铁氧体永磁材料的内禀矫顽力也较小，相应的抗退磁能力较弱。

现有技术中为提升转矩，永磁同步电机转子多采用V型分布。如图1所示的转子包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯的径向设置有多个永磁体槽，两个不同磁极的永磁体槽并排设置，矩形截面的永磁体嵌入与其截面相匹配的永磁体槽内。在转子内外径限定的情况下采用不同磁极的永磁体平行排列，可增加永磁体用量，提升转矩。

由于靠近转子外圆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退磁，使得转矩降低，甚至使得电机不能够正常工作。但永磁体采用此种排布，永磁体宽度受到转子内径尺寸限制无法做到比较厚。

因此，如何进一步提升电机的抗退磁能力、提高电机输出转矩，成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。

技术实现要素：

本发明的第一个目的是提供一种永磁同步电机转子，该永磁同步电机转子可以进一步提升电机的抗退磁能力、提高电机输出转矩。本发明的第二个目的是提供一种具有上述永磁同步电机转子的永磁同步电机。

为了实现上述第一个目的，本发明提供了一种永磁同步电机转子，包括转子铁芯、永磁体，所述转子铁芯沿轴向设置多对呈V型分布的永磁体槽，每对永磁体槽呈V型分布，所述V型的尖部朝向转轴，所述永磁体嵌入所述永磁体槽内，所述永磁体与所述永磁体槽的形状相匹配，其中，所述永磁体的横截面为为梯形，沿所述转子铁芯径向由外至内所述永磁体横截面的宽度逐渐变小。

优选的，每对所述永磁体槽中的每个永磁体槽的外表面与相邻的另外一对永磁体槽中的相应永磁体槽的外表面平行。

优选的，每块所述永磁体靠近转子铁心的上表面与靠近转轴的下表面均垂直于其外表面。

优选的，相邻的两个平行外表面之间的距离为H，1mm≤H≤4mm。

优选的，所所述转子铁芯与相邻的两个所述永磁体槽对应处的外圆面具有预设宽度K的切面，所述切面与所述外表面垂直。

优选的，所述切面的预设宽度K大于或等于两倍的H。

优选的，所述永磁体包括第一永磁体和第二永磁体，所述第一永磁体和所述第二永磁体沿所述转子铁芯径向由外至内并排嵌入所述永磁体槽内。

优选的，所述第一永磁体的材质比所述第二永磁体的材质的矫顽力高。

优选的，所述第一永磁体与所述第二永磁体相邻的两个端面之间有适当的距离。

优选的，所述第一永磁体与所述第二永磁体相邻的两个端面之间设置隔磁桥。

本发明提供的永磁同步电机转子，永磁体横截面采用梯形结构，沿所述转子铁芯径向由外至内所述永磁体横截面的宽度逐渐变小，可以充分利用转子空间，使嵌入的永磁体的量更多，进一步提高电机输出转矩能力。靠近转子铁芯外径的永磁体横截面的宽度更宽，同样的退磁磁势作用在永磁体上，永磁体抗退磁能力提高。

本发明还提供了一种永磁同步电机，包括上述的永磁同步电机转子。由于上述的永磁同步电机转子具有上述技术效果，具有该永磁同步电机转子的永磁同步电机也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种常见的永磁同步电机转子的结构示意图；

图2为本发明一种实施例提供的永磁同步电机转子的结构示意图；

图3为图2中永磁同步电机转子的切边的结构示意图；

图4为图3中永磁同步电机转子的工作原理示意图；

图5为本发明另一实施例提供的永磁同步电机转子的结构示意图；

图6为本发明第三实施例提供的永磁同步电机转子的结构示意图。

其中，图2-图6中：

转子铁芯1、永磁体2、永磁体槽3、隔磁桥4、电机转子5、第一永磁体21、第二永磁体22。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。

请参看图2，本发明提供的永磁同步电机转子5包括转子铁芯1、永磁体2，所述转子铁芯1沿轴向设置多对呈V型分布的永磁体槽3，每对永磁体槽3呈V型分布，所述V型的尖部朝向转轴，所述永磁体2嵌入所述永磁体槽3内，所述永磁体2与所述永磁体槽3的形状相匹配，其中，所述永磁体2的横截面为梯形，沿所述转子铁芯径向由外至内所述永磁体2横截面的宽度逐渐变小。

本发明提供的永磁同步电机转子，永磁体2横截面采用梯形结构，沿所述转子铁芯1径向由外至内所述永磁体2横截面的宽度逐渐变小，可以充分利用转子空间，使嵌入的永磁体的量更多，提高了电机输出转矩能力，并且靠近转子铁芯1外径的永磁体2横截面的宽度更宽，同样的退磁磁势作用在永磁体2上，永磁体2抗退磁能力提高。

优选的方案中，每对所述永磁体槽3中的每个永磁体槽3的外表面与相邻的另外一对永磁体槽3中的相应永磁体槽3的外表面平行，且每块所述永磁体2靠近转子铁心1的上表面与靠近转轴的下表面均垂直于其外表面，可以使转子铁芯1里放置更多的永磁体，提升输出转矩。

更优的方案中，如图2所示，相邻的两个平行外表面之间的距离为H，1mm≤H≤4mm，这种结构既可以保证转子的机械强度，又能确保嵌入更多的永磁体2。

优选的方案中，所述转子铁芯1与相邻的两个所述永磁体槽3对应处的外圆面具有预设宽度K的切面，所述切面与所述外表面垂直。如图3、图4所示，对转子铁芯1上的外圆与所述永磁体槽3对应处进行切割，形成切面，可增大永磁体2端部对应位置的转子部分与定子之间的气隙间隔，从而降低磁密，可减小流过定子齿靴部的漏磁通，降低铁损。

更优的方案中，所述切面的预设宽度K大于或等于两倍的H。这样的比例可以更好地降低磁密，更好地减小流过定子齿靴部的漏磁通，更有效地降低铁损。

优选方案中，如图5所示，所述永磁体2包括第一永磁体21和第二永磁体22，所述第一永磁体21和所述第二永磁体22沿所述转子铁芯1径向由外至内并排嵌入所述永磁体槽3内。可以将永磁体2分割成两段，永磁体槽3中可分别嵌入不同材料的永磁体2。

优选的方案中，所述第一永磁体21的材质比所述第二永磁体22的材质的矫顽力高。当靠近转子外圆的宽的永磁体2采用矫顽力高的铁氧体的永磁材料，或者靠近转子外圆的宽的永磁体2采用钕铁硼体，靠近转子内圆的薄的永磁体2采用普通铁氧体，作用在容易退磁位置上的永磁体2的矫顽力增强，其抗退磁能力相应的提高。

优选的方案中，如图5和图6所示，所述第一永磁体21与所述第二永磁体22相邻的两个端面之间有适当的距离。所述第一永磁体21与所述第二永磁体22相邻的两个端面之间还可以设置隔磁桥4。永磁体2插入永磁体槽3中，永磁体2部分的磁阻远远大于硅钢片的磁阻，此时，永磁体2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。将永磁体槽3分割为第一永磁体槽、第二永磁体槽，中间设置隔磁桥4，第一永磁体槽、第二永磁体槽中分别嵌入第一永磁体21、第二永磁体22。此时，退磁磁势部分通过永磁体槽3中间的隔磁桥4，作用在永磁体2上的退磁磁势减小，永磁体2的抗退磁能力得到提高。

本发明还提供了一种永磁同步电机，包括上述的永磁同步电机转子5。由于上述的永磁同步电机转子5具有上述技术效果，具有该永磁同步电机转子5的永磁同步电机也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。