一种大功率低速永磁电机转子的制作方法

1.本实用新型属于电机技术领域，更具体地，涉及一种大功率低速永磁电机转子。


背景技术：

2.低速永磁电机具有转矩大，效率高，低速时能平稳运行，在很宽的负载变化范围内能保持良好的性能；低速永磁电机可与负载直接相连，省去了传统的机械变速装置，因而可以有效的减小噪声，降低制作维修成本，增加系统整体效率。低速永磁电机的研究与应用符合节能环保的经济发展要求，目前已成为国际电工领域的研究热点之一，在工业生产，油田开发，风力发电，港口起重和船只推进等领域具有广泛的应用前景。
3.内置式低速永磁电机由于能够充分利用转子磁路不对称产生的磁阻转矩，从而提高电机的功率密度，使电机的动态性能有所改善，但是其内置式的结构导致制作成本高，加工难度大，对精度要求高，同时由于转子铁心导磁能力强，导致内置式永磁电机磁路结构的漏磁系数大，聚磁能力弱，容易漏磁，需要采用隔磁措施，在永磁体周边设置隔磁空气槽，是减小退磁的有效措施。
4.低速永磁电机由于其功率大，转矩要求高，带负载运行时定子绕组的电流较大，电流从定子绕组流过产生的定子铜损，会产生大量的热量，使得定子绕组的温度过高，造成绕组绝缘的损坏，最终导致电机无法正常运行的严重后果。因此，采用何种方法降低定子铜损，达到降低定子温度的效果，保证电机的正常运行，是低速大功率永磁电机要解决的关键技术问题之一。


技术实现要素：

5.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种大功率低速永磁电机转子，其目的在于减小转子永磁体极间漏磁，增大永磁体利用率、空载反电动势以及气隙磁密，同时降低定子铜损，减小定子绕组温度。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了一种大功率低速永磁电机转子，包括：转子铁心、稀土永磁体、永磁体槽、永磁体极间隔磁空气槽。
7.所述稀土永磁体数量为多个，多个所述稀土永磁体切向放置并沿所述转子铁心的周向均匀的间隔开；所述永磁体槽的长度大于所述永磁体的长度，其宽度与所述永磁体相等，所述永磁体槽内设置卡槽结构用于固定所述永磁体，所述永磁体槽下部分为隔磁空气槽，所述永磁体极间隔磁空气槽位于相邻所述稀土永磁体的极间间隙处。
8.所述永磁体为为高磁性密度的钕铁硼永磁体。
9.所述永磁体槽内的隔磁空气槽和所述永磁体极间隔磁空气槽内均为空气。
10.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
11.1.本实用新型提供的大功率低速永磁电机转子，通过在相邻永磁体间隙设置隔磁空气槽，且通过增加相邻永磁体极间间隙处的隔磁空气槽的长度，增大了永磁体极间间隙
处的隔磁槽的面积，即减小了漏磁路的面积，有效减小了永磁体极间漏磁，大大增强了永磁体的利用率，使得主磁通增加，进而电机反电动势以及气隙磁密显著增加。
12.2.本实用新型提供的大功率低速永磁电机转子，在相邻永磁体间隙设置了大面积的隔磁空气槽，有效增加了电机反电动势，使得负载电流减小，进一步减小了绕组铜损，使得绕组温度显著降低，从而保障电机的正常运行。
附图说明
13.图1是按照本实用新型的优选实施例所构建的大功率低速永磁电机转子的径向截面图。
14.1为转子铁心，2为稀土永磁体，3为永磁体极间隔磁空气槽，4永磁体槽。
具体实施方式
15.为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
16.图1是按照本实用新型的优选实施例所构建的大功率低速永磁电机转子的截面图，如图1所示，大功率低速永磁电机转子包括：转子铁心1、稀土永磁体2、永磁体极间隔磁空气槽3、永磁体槽4。
17.稀土永磁体2采用切向式放置沿转子铁心1的周向均匀的间隔开；永磁体槽4的长度大于稀土永磁体2的长度，稀土永磁体2放置在靠近转子外径侧方向，永磁体槽4内设置卡槽结构用于固定稀土永磁体2，永磁体槽4内的卡槽下方为永磁体槽内隔磁空气槽。
18.永磁体极间隔磁空气槽3设置在相邻稀土永磁体2之间，由于稀土永磁体2底部漏磁较大，因此永磁体极间隔磁空气槽3的底部应低于稀土永磁体2的底部，使得极间隔磁空气槽与永磁体槽4中的隔磁空气槽协同作用，本实用新型中将永磁体极间隔磁空气槽3的底部设置为与永磁体槽4沿圆周平行，永磁体极间隔磁空气槽3与永磁体槽4的两边长相互平行，两者之间留有1-3mm的细长平行齿结构，既保证了漏磁路的面积减小，又考虑到转子的结构稳定性；永磁体极间隔磁空气槽3的高度设置为高于永磁体槽4中空气槽的高度，且永磁体极间隔磁空气槽3的顶边对齐到稀土永磁体2的1/3-1/2位置处，使得永磁体槽4中的隔磁空气槽和永磁体极间隔磁空气槽3包裹住永磁体的底部，即永磁体极间隔磁空气槽3在永磁体极间向转子外径方向延申出一定高度以减小漏磁路面积，削弱永磁体极间漏磁的流通，同时永磁体极间隔磁空气槽3的高度在稀土永磁体2的1/3-1/2位置处为最优，当极间隔磁空气槽3的高度低于稀土永磁体2的1/3位置时，隔磁效果不好，不能充分利用极间隔磁空气槽，当极间隔磁空气槽3的高度高于稀土永磁体2的1/2位置时，在削弱漏磁通的同时，也阻碍了主磁通的流通，导致反电势的降低，影响电机的性能。
19.内置式永磁电机由于在转子内部开槽，转子铁心的导磁性能较好，导致一部分磁通不穿过气隙与定子绕组交链，而在极间形成闭合磁路，产生一部分漏磁通，漏磁较高则会导致永磁体利用率低，空载反电动势和气隙磁密较低，进而影响电机的电磁性能。
20.永磁体极间隔磁空气槽3的面积向转子外径侧方向延申以包裹住稀土永磁体2，大
大增加了隔磁空气槽的面积，即减小了漏磁路的面积，对永磁体极间漏磁有着很好的抑制作用，使得主磁通大大增加，进而增加了空载反电动势和气隙磁密，同时有效降低了负载电流，减小了电流流经定子绕组产生的热量，有利于降低定子绕组温度。
21.综上所述，在相邻永磁体之间设置大面积的隔磁空气槽，不仅能够有效的减小漏磁，提高永磁体利用率，还可以降低定子绕组上的铜耗，从而有利于降低定子绕组温度。
22.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。


技术特征：
1.一种大功率低速永磁电机转子，包括：转子铁心、稀土永磁体、永磁体极间隔磁空气槽、永磁体槽，其特征在于：稀土永磁体采用切向式放置沿转子铁心的周向均匀的间隔开；永磁体槽的长度大于稀土永磁体的长度，稀土永磁体放置在靠近转子外径侧方向，永磁体槽内设置卡槽结构用于固定稀土永磁体，永磁体槽（4）内的卡槽下方为永磁体槽内隔磁空气槽。2.如权利要求1所述大功率低速永磁电机转子，其特征在于：永磁体极间隔磁空气槽设置在相邻稀土永磁体之间，永磁体极间隔磁空气槽的底部低于稀土永磁体的底部。3.如权利要求1所述大功率低速永磁电机转子，其特征在于：将永磁体极间隔磁空气槽的底部设置为与永磁体槽沿圆周平行，永磁体极间隔磁空气槽（3）与永磁体槽（4）的两边长相互平行。4.如权利要求3所述大功率低速永磁电机转子，其特征在于：永磁体极间隔磁空气槽与永磁体槽之间留有1-3mm的细长平行齿结构。5.如权利要求3所述大功率低速永磁电机转子，其特征在于：永磁体极间隔磁空气槽的高度设置为高于永磁体槽（4）中空气槽的高度，永磁体极间隔磁空气槽（3）的顶边对齐到稀土永磁体（2）的1/3-1/2位置处，使得永磁体槽（4）中的隔磁空气槽和永磁体极间隔磁空气槽（3）包裹住永磁体的底部。6.如权利要求5所述大功率低速永磁电机转子，其特征在于：永磁体极间隔磁空气槽（3）的顶边对齐到稀土永磁体（2）的1/3-1/2位置处，使得永磁体槽（4）中的隔磁空气槽和永磁体极间隔磁空气槽（3）包裹住永磁体的底部。

技术总结
一种大功率低速永磁电机转子，属于电机技术领域。该转子包括：转子铁心、稀土永磁体、转子永磁体槽、永磁体极间隔磁空气槽；本实用新型设置永磁体极间隔磁空气槽，通过减小永磁体极间漏磁路的面积，有效减小了永磁体极间漏磁，改善了内置式永磁电机漏磁高，永磁体利用率低的问题，同时显著增加了空载反电动势和气隙磁密，使负载电流降低，削弱了电流流经定子绕组产生的定子铜损，有效降低定子温度。有效降低定子温度。有效降低定子温度。


技术研发人员：张家书 杜光辉 胡成帅 张启征
受保护的技术使用者：中鑫电机（洛阳）有限公司
技术研发日：2022.12.01
技术公布日：2023/3/30