一种抑制漏磁的少稀土内置式永磁同步电机转子结构

1.本发明属于电机设备技术领域，涉及电机转子，特别涉及一种抑制漏磁的少稀土内置式永磁同步电机转子结构。


背景技术：

2.内置式永磁同步电机具有磁阻转矩大，弱磁扩速能力强等优点。但内置式永磁同步电机的转子通常需要隔磁桥结构。隔磁桥结构是较薄硅钢片结构，它既是永磁体漏磁通的流通路径，也是内置式永磁同步电机转子应力的集中处。因此对于内置式永磁同步电机转子，其隔磁桥结构设计是至关重要的。隔磁桥结构设计较厚时，永磁同步电机转子的机械强度大，能够承受高转速与大转矩。但永磁体的漏磁增加，永磁体利用率降低，电机的成本增加。反之，隔磁桥结构设计的较薄时，永磁体漏磁减小，永磁体利用率提高，但内置式永磁同步电机转子的机械强度小，降低了内置式永磁同步电机转子的安全系数和使用寿命。
3.现有隔磁桥结构设计的技术方案通常是在内置式永磁同步电机转子强度与漏磁之间寻找平衡，在满足机械强度的同时达到最大的抑制永磁体漏磁的效果。然而隔磁桥结构的存在导致永磁体漏磁无法避免，浪费了昂贵的稀土永磁材料。有些永磁同步电机转子结构放弃隔磁桥结构，稀土永磁体材料利用率高，但无隔磁桥结构的转子复杂，需要复杂的工装去固定、组装转子，增加了电机的设计和装配成本。
4.因此，本发明设计一种抑制漏磁的少稀土内置式永磁同步电机转子结构，抑制漏磁少稀土的内置式永磁同步电机转子结构的工作原理为，内置于转子中的铁氧体磁动势作用在隔磁桥结构上，使得隔磁桥结构的磁路饱和，迫使稀土永磁体磁通进入主磁路。内置于转子中的稀土永磁体产生磁场于定子的电枢磁动势相互作用，产生旋转转矩。合理设计内置式永磁同步电机稀土永磁体、铁氧体的位置和用量，能够有效的抑制稀土永磁体的漏磁。由于铁氧体价格低廉，通过铁氧体抑制稀土永磁体的漏磁，提高稀土永磁体的利用率，能够减少电机稀土永磁的用量，降低电机材料成本的同时又不明显增加电机的装配成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种抑制漏磁的少稀土内置式永磁同步电机转子结构，能够抑制稀土永磁的漏磁，提高稀土永磁材料的利用率，减少稀土永磁材料用量，同时不增加永磁同步电机的成本。
6.本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：
7.一种抑制漏磁的少稀土内置式永磁同步电机转子结构，其特征在于：包括电机转子本体，所述电机转子本体上沿垂直圆周方向均匀设置有若干梯形槽单元，所述梯形槽单元包括上、中、下三层设置的梯形槽，所述梯形槽内均嵌装设置有矩形稀土永磁体，所述上、中、下三层设置的梯形槽之间设置有通磁带，所述上、中、下三层设置的梯形槽两侧均对应设置有隔磁带，所述隔磁带内嵌装设置有矩形铁氧体，所述隔磁带与电机转子本体的外圈形成第一隔磁桥，所述隔磁带与梯形槽形成第二隔磁桥，矩形铁氧体的磁动势在第一隔磁
桥、第二隔磁桥处产生磁通，磁通使第一隔磁桥、第二隔磁桥达到磁饱和状态，迫使稀土永磁体的磁通进入主磁路，从而减小第一隔磁桥、第二隔磁桥的漏磁。
8.而且，所述隔磁带靠近电机转子本体外圈的边线为弧线型，所述边线与电机转子本体同心且与电机转子本体弧度相同。
9.而且，所述隔磁带靠近梯形槽的边线为直线型，所述边线与梯形槽的边线平行。
10.而且，所述梯形槽及隔磁带的四角均设置弧形倒角。
11.而且，所述第一隔磁桥与第二隔磁桥平行设置。
12.而且，所述第一隔磁桥、第二隔磁桥的宽度相同，所述矩形铁氧体的宽度与第一隔磁桥及第二的宽度比为5～10：1。
13.本发明的优点和有益效果为：
14.1、本发明的抑制漏磁的少稀土内置式永磁同步电机转子结构，减小稀土永磁体的漏磁，提高稀土永磁体的利用率，变相减小稀土永磁的用量。
15.2、本发明的抑制漏磁的少稀土内置式永磁同步电机转子结构，适当增加第一、二隔磁桥的厚度，可增加电机转子的机械强度。
16.3、本发明的抑制漏磁的少稀土内置式永磁同步电机转子结构，不额外增加电机的成本，具有推广意义。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图；
18.图2为稀土永磁体、铁氧体充磁方向定义图；
19.图3为本发明的梯形槽单元结构示意图。
20.附图标记说明
21.1-电机转子本体、2-梯形槽、3-矩形稀土永磁体、4-通磁带、5-隔磁带、6-矩形铁氧体、7-第一隔磁桥、8-第二隔磁桥、9-弧线型边线、10-直线型边线、11-梯形槽边线。
具体实施方式
22.下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。
23.本发明的实施例以6极电机转子结构为例，一种抑制漏磁的少稀土内置式永磁同步电机转子结构，其创新之处在于：包括电机转子本体1，所述电机转子本体1上沿垂直圆周方向均匀设置有6个梯形槽单元，所述梯形槽单元包括上、中、下三层设置的梯形槽2，所述梯形槽2内均嵌装设置有矩形稀土永磁体3，所述上、中、下三层设置的梯形槽2之间设置有通磁带4，所述上、中、下三层设置的梯形槽2两侧均对应设置有隔磁带5，所述隔磁带5内嵌装设置有矩形铁氧体6，所述隔磁带5与电机转子本体1的外圈形成第一隔磁桥7，所述隔磁带5与梯形槽2形成第二隔磁桥8，第一隔磁桥7与第二隔磁桥8平行设置，矩形铁氧体6的磁动势在第一隔磁桥7、第二隔磁桥8处产生磁通，磁通使第一隔磁桥7、第二隔磁桥8达到磁饱和状态，迫使稀土永磁体3的磁通进入主磁路，从而减小第一隔磁桥7、第二隔磁桥8的漏磁。
24.隔磁带5靠近电机转子本体1外圈的边线为弧线型边线9，所述弧线型边线9与电机转子本体1同心且与电机转子本体1弧度相同。
25.隔磁带5靠近梯形槽2的边线为直线型边线10，所述直线型边线10与梯形槽边线11平行。
26.梯形槽2及隔磁带5的四角均设置弧形倒角，圆弧倒角的圆角为r0.5mm，增加电机转子本体1的强度。
27.第一隔磁桥7、第二隔磁桥8的宽度相同，所述矩形铁氧体6的宽度与第一隔磁桥7及第二8的宽度比为5～10：1，可以根据使用需求适当调整第一、二隔磁桥的厚度，可增加电机转子的机械强度。
28.如图3所述，为6极抑制漏磁少稀土内置式永磁同步电机转子，该转子沿着圆周方向垂直设置有18个梯形槽2，梯形槽内嵌有稀土永磁体3，稀土永磁体3按照电机路算法，按照无漏磁计算其用量，内嵌三块稀土永磁体的长度l1，l2，l3为10mm，16mm，22mm，宽度l4为3mm。
29.梯形槽中间设置有通磁带4，通磁带为电机的交轴提供磁路，增加电机的凸极率，增加电机的磁阻转矩利用率，且能增加转子的机械强度，宽度l8为5mm。
30.梯形槽左右两端设置有隔磁带5，隔磁带5阻断电机转子的直轴磁路，增加电机的凸极率，增加电机的磁阻转矩利用率。
31.隔磁带5与转子外圈、隔磁带5与梯形槽2形成了第一、二隔磁桥，为了增加转子强度，第一、二隔磁桥为平行设计，宽度l7为1.4mm。
32.隔磁带5内嵌有矩形铁氧体6，矩形铁氧体6长度l5为7mm，厚度l6为3mm，矩形铁氧体6磁动势迫使稀土永磁体3磁通进入主磁路，减少稀土永磁体3的漏磁。
33.尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。