一种新型永磁同步电机转子结构的制作方法

本发明型属于电机本体设计领域，具体涉及一种结构新颖牢固、运行可靠、性能高效、减小电机材料成本的新型永磁同步电机转子结构。

背景技术：

电机是工业化社会中必不可少的动力元件，永磁同步电机技术成熟，可靠性高，是一个高效率高能量密度的环保低碳电机。转子上无绕组，结构简单，运行可靠，适合高速运行和恶劣的工作环境。因此得到了各种应用，如航空航天，汽车工业和风力发电等。近几年，由于转子速度调节范围宽，转矩密度高以及结构简单等，使得永磁同步电机的优势日益突出。传统的永磁电机，由于永磁体的作用，电机效率和功率密度都相对较高，但永磁体需要永磁体材料多，稀土永磁资源紧张，其成本限制了其进一步的发展。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提供一种新型永磁同步电机转子结构，包括转子轴承，转子轴承上设转子，转子由上铁芯和下铁芯组成；转子内侧的转子轭部分设径向磁化的圆柱形铁氧体磁体；轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体置于上铁芯和下铁芯中间，轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体外圆周上均匀分布有辅助铁氧体磁体，辅助铁氧体磁体与钕铁硼磁体的外端连接；所述轴向圆柱形铁氧体磁体位于上铁芯和下铁芯之间，与辅助铁氧体磁体连成一体，并轴向磁化。所述径向磁化圆柱形铁氧体磁体与轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体连成一体。

进一步的，上铁芯和下铁芯为爪极式，交错结合。

进一步的，转子轴承为磁性材料轴，与转子内其他部分形成磁通回路。

进一步的，钕铁硼磁体设在转子外侧。

进一步的，钕铁硼磁体和辅助铁氧体磁体分别与转子凸极形成磁通回路，使得材料能够更大限度的得到利用。

进一步的，轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体的磁通通过径向磁化的圆柱形铁氧体磁体与转子轴承形成磁通回路。

本发明的有益效果如下：

a）具有转子凸极齿槽结构，转子上无绕组，继承了凸极电机结构简单、运行可靠的优点；

b）由于采用上下爪极式铁芯结构，所用永磁材料可以大大减小，这样可以最大限度地减少材料的浪费，并降低制造成本。

c）钕铁硼磁体和辅助铁氧体磁体形成两条磁通回路，减小漏磁，提高电机出力。

d）将转子轴作为电机内部磁通回路组成部分，进一步提高电机功率密度，提高出力。

附图说明

图1为本发明结构图。

图2为上铁芯截面磁路示意图。

图3为下铁芯截面磁路示意图。

图中，1.上铁芯，2.下铁芯，3.转子轴承，4.钕铁硼磁体，5.径向磁化圆柱形铁氧体磁体，6.轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体，7.辅助铁氧体磁体。

具体实施方式

如图1所示，一种新型永磁同步电机转子结构，包括转子轴承3，转子轴承3为磁性材料轴，与电机转子内其他部分形成磁通回路。转子轴承3上设转子。转子由两个爪极式铁芯组成，分别是上铁芯1和下铁芯2。上铁芯1和下铁芯2为四齿四槽，交错结合。采用爪极式结构使得钕铁硼磁体的漏磁通得到有效减少。转子内侧的处于转子轭部分设径向磁化的圆柱形铁氧体磁体5。轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体6置于上铁芯1和下铁芯2中间，轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体6外圆周上均匀分布有8个辅助铁氧体磁体7和8个钕铁硼磁体4。钕铁硼磁体4的外端面连接辅助铁氧体磁体7。辅助铁氧体磁体7在空间上位于转子的凸极之间，嵌于相邻的n极与s极之间。有4个n极和4个s极，相互交替。转子外侧设钕铁硼磁体4，减少磁通的急剧变化。

所述轴向圆柱形铁氧体磁体6位于上铁芯1和下铁芯2之间，与辅助铁氧体磁体7连成一体，并轴向磁化。

所述径向磁化圆柱形铁氧体磁体5与轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体6连成一体。

如图2所示，辅助铁氧体磁体7在圆周方向上平行磁化。钕铁硼磁体4和辅助铁氧体磁体7分别与转子凸极形成两条磁通路径，两条路径彼此平行，形成共同磁路，使钕铁硼磁体4和辅助铁氧体磁体7的有效磁通可以更有效地利用，而且永磁材料用量减小的同时更大限度的利用材料，减小漏磁提升电机出力。同时轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体6的磁通通过径向磁化的圆柱形铁氧体磁体5与转子轴承3形成另一条磁通回路，进一步提高电机材料利用率，相同体积大小情况下出力更大，进一步提高电机出力。

与传统的永磁同步电机相比，本发明的永磁同步电机转子结构的永磁体用量可以有效减少，可以最大限度地减少材料浪费，并降低制造成本。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种新型永磁同步电机转子结构，包括转子轴承（3），所述转子轴承（3）上设转子，转子由上铁芯(1)和下铁芯（2）组成。转子内侧的转子轭部分设径向磁化的圆柱形铁氧体磁体（5）。转子中间设轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体（6）。轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体（6）与辅助铁氧体磁体（7）连成一体。辅助铁氧体磁体（7）均匀分布在轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体（6）外圆周上。辅助铁氧体磁体（7）与钕铁硼磁体（4）的外端连接。与传统的永磁同步电机相比，本发明的永磁同步电机转子结构的永磁体用量可以有效减少，可以最大限度地减少材料浪费，并降低制造成本。

技术研发人员：侯丽钢;江辉;刘辉;范乐松;陆学林;杨嘉晨;唐天笑
受保护的技术使用者：国网江苏省电力有限公司海门市供电分公司
技术研发日：2018.10.16
技术公布日：2019.02.01