一种削弱永磁电机齿槽转矩的转子结构的制作方法

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种削弱永磁电机齿槽转矩的转子结构。

背景技术：

永磁同步电动机具有结构简单，运行可靠；体积小质量轻；损耗少，效率高；电机的形状和尺寸可以灵活多样等显著优点。因而广泛的应用于新能源电动汽车、航空航天、国防、工农业生产及电梯等领域。齿槽转矩作为永磁电机固有的特征之一，是电枢铁心的齿槽与转子永磁体相互作用而产生的磁阻转矩。齿槽转矩会直接影响电机起动与运行，引起电机转矩波动，使电机产生振动及噪声。当电机轻速低载运行时，齿槽转矩还会直接影响电机低速运行和高精度定位。因此如何削弱齿槽转矩是高性能永磁同步电动机设计和制造中必须要考虑和解决的关键问题。

现有削弱永磁同步电动机齿槽转矩的方法有分数槽绕组、优化磁极极弧宽和槽口宽、不等气隙、不等磁片厚度、定子斜槽、转子斜极、磁极分段错位、磁极偏移和齿冠开辅助槽等。虽然这些方法都可以实现削弱齿槽转矩，但是有些方法有明显的缺点，实际中很难广泛的应用，例如分数槽绕组会使磁场分布不均匀，产生不平衡磁拉力；定子斜槽减少定子槽面积，影响绕组镶嵌，同时增加电机的杂散损耗及漏磁；转子斜极会产生轴向不平衡磁拉力；不等磁片厚度容易使电机空载反电动势过大和温度场局部饱和；永磁体分段错位结构复杂，制造工艺困难；齿冠开辅助槽会减小电机输出转矩。因此，采用有效合理的方法在不牺牲电机其它性能的前提下，削弱齿槽转矩具有重要的意义和实用价值。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种削弱永磁电机齿槽转矩的转子结构，以解决现有永磁电机齿槽转矩大，转矩脉动严重等问题。

本发明所采用的技术方案是：一种削弱永磁电机齿槽转矩的转子结构，转子本体包括转子铁心及永磁体；所述的转子铁心采用铝基复合材料；所述的永磁体为瓦片式结构，均匀的镶嵌在转子铁心表面，永磁体嵌入转子铁心部分的厚度为永磁体总厚度的一半。

上述技术方案中，所述的转子为4极转子结构。

上述技术方案中，所述的永磁体采用粘结钕铁硼材料。

上述技术方案中，所述的永磁体极弧系数为0.85。

本发明的有益效果：本发明的一种削弱永磁电机齿槽转矩的转子结构，转子本体包括转子铁心及永磁体，转子铁心采用铝基复合材料，提高电机功率密度；永磁体为瓦片式结构，均匀的镶嵌在转子铁心表面，永磁体嵌入转子铁心部分的厚度为永磁体总厚度的一半，有效的削弱了齿槽转矩，降低了电机的转矩脉动。

附图说明

附图1是本发明一种削弱永磁电机齿槽转矩的转子结构。

附图2是现有表贴式永磁电机转子结构示意图。

附图3是现有内埋式永磁电机转子结构示意图。

附图4是本发明转子结构产生的齿槽转矩曲线图。

附图5是现有表贴式转子结构产生的齿槽转矩曲线图。

附图6是现有内埋式转子结构产生的齿槽转矩曲线图。

图中：1、转子铁心，2、永磁体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见说明书附图1，一种削弱永磁电机齿槽转矩的转子结构，其特征在于，转子本体包括转子铁心（1）及永磁体（2），所述的转子铁心（1）采用铝基复合材料，所述的永磁体（2）为瓦片式结构，均匀的镶嵌在转子铁心（1）表面，永磁体（2）嵌入转子铁心（1）部分的厚度为永磁体（2）总厚度的一半。

所述的转子为4极转子结构。

所述的永磁体（2）采用粘结钕铁硼材料。

所述的永磁体（2）极弧系数为0.85。

参见说明书附图2和图3，分别为现有表贴式和内埋式永磁电机转子结构，为便于对比，除转子永磁体布置方式不同外，其他基本尺寸与额定参数均与本发明转子结构相同。

参见说明书附图4、5和6，分别为本发明转子结构以及现有表贴式和内埋式永磁电机转子结构在相同外界条件下的齿槽转矩曲线，采用本发明转子结构的齿槽转矩最大值为0.05071n·m，现有表贴式和内埋式转子结构的齿槽转矩最大值分别为2.259n·m和17.65n·m，可见本发明的转子结构可以有效削弱电机的齿槽转矩。

本发明的转子结构中，转子本体包括转子铁心（1）及永磁体（2），转子铁心（1）采用铝基复合材料，提高电机功率密度；永磁体（2）为瓦片式结构，均匀的镶嵌在转子铁心（1）表面，永磁体（2）嵌入转子铁心（1）部分的厚度为永磁体（2）总厚度的一半，有效的削弱了齿槽转矩，降低了电机的转矩脉动。

本实施方式只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种削弱永磁电机齿槽转矩的转子结构，转子本体包括转子铁心及永磁体；所述的转子铁心采用铝基复合材料；所述的永磁体为瓦片式结构，均匀的镶嵌在转子铁心表面，永磁体嵌入转子铁心部分的厚度为永磁体总厚度的一半，其技术要点在于：转子铁心采用铝基复合材料，提高电机功率密度；永磁体为瓦片式结构，均匀的镶嵌在转子铁心表面，永磁体嵌入转子铁心部分的厚度为永磁体总厚度的一半，有效的削弱了齿槽转矩，降低了电机的转矩脉动。本发明的一种削弱永磁电机齿槽转矩的转子结构可以在不采用定子斜槽和转子斜极的方式下有效削弱永磁电机的齿槽转矩，且结构简单紧凑。

技术研发人员：温嘉斌;于岚;刘海涛;李昊
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2019.03.20
技术公布日：2019.06.14