一种双磁路永磁同步电机转子结构

本发明涉及电机设计领域，具体是一种内置式永磁同步电机的转子结构。

背景技术：

1、永磁同步电机具有结构简单、体积小、效率高、功率因数高等优点。转矩密度的大小决定了电机的功率和重量之间的平衡。转矩密度越高,电机的功率越大,但同时电机的重量增加。因此,设计电机时需要在功率和重量之间做出平衡,以满足不同应用的需求。提高转矩密度的方法有很多,例如采用高效的磁路设计、选用高性能的材料、优化电机的结构和制造工艺等。随着电机技术的不断发展,转矩密度将成为电机性能提升的重要方向之一。其中，采用v形永磁体的内置式永磁同步电机，相比“一”字型永磁结构电机，由于其更平衡均匀的q轴磁路，更有利于提高磁阻转矩，并通过聚磁提高气隙磁密，可获得更大的输出转矩，如何在此基础上进一步提升转矩密度是当前的一个研究热点。

技术实现思路

1、发明目的：本发明提出了一种新型永磁同步电机的转子结构，与常见的v型永磁同步电机相比，可以增大电机气隙磁密，提高电机输出转矩和转矩密度。

2、技术方案：一种双磁路永磁同步电机转子结构，包括转子铁芯、永磁体、转轴和磁障。转子铁芯内部沿圆周均匀分布8组对称的双u型永磁体槽，每组双u型永磁体槽中两个u型槽大小相等且开口周向相对放置，其中相邻组双u型永磁体槽的两个直底边槽为径向平行布置，构成圆周上8组平行双直底边槽，同组内开口相对的两个u型永磁体槽的内、外两对直侧翼槽呈两层开口朝外的双v型结构，构成圆周上8组双v型直侧翼槽。

3、每个u型永磁体槽的直底边槽和直侧翼槽内均嵌入条型永磁体，每组双直底边槽内永磁体间为切向相对或相背充磁，相邻组平行双直底边槽内两块永磁体充磁方向为切向同向充磁。当每组双直底边槽内永磁体为切向相对充磁时，其内双v型直侧翼槽内4块永磁体沿其宽度方向朝转子外侧充磁；反之，当每组双直底边槽内永磁体为切向相背充磁时，其内的双v型直侧翼槽内4块永磁体沿其宽度方向朝转子内侧充磁。

4、优选的，在每块永磁体的两侧及相邻处槽内全部布置隔磁磁障。

5、优选的，磁障采用环氧树脂基复合材料。

6、优选的，转子铁芯采用高导磁率硅钢片材料。

7、优选的，永磁体采用稀土钕铁硼材料。

8、有益效果：本发明的电机转子结构中平行直底边永磁体和内层v型直侧翼永磁体构成并联磁路，与双v型永磁体结构的聚磁结构相结合，有助于提高电机的转矩密度；并联磁路与外层v型直侧翼永磁体磁路的串联结构，以及双平行直底边永磁体结构，可以增强电机的抗退磁潜力。

技术特征：

1.一种双磁路永磁同步电机转子结构，其特征在于，包括转子铁芯(1)、永磁体(2)、转轴(3)和磁障(4)；转子铁芯(1)内部沿圆周均匀分布n组对称的双u型永磁体槽(5)，每组双u型永磁体槽(5)中两个u型永磁体槽(4-6)大小相等且开口周向相对放置；双u型永磁体槽(5)的一对内直侧翼槽(4-4)和一对外直侧翼槽(4-3)，呈两层开口朝外的双v型结构，构成圆周上n组双v型直侧翼槽(4-3)，(4-4)；相邻组双u型永磁体槽(6)的相邻组双直底边槽(4-5)为径向平行布置。

2.根据权利要求1所述的一种双磁路永磁同步电机转子结构，其特征在于，每个u型永磁体槽(4-6)的直底边槽(4-1)内嵌入条型永磁体(1-1)以及直侧翼槽(4-2)内嵌入条型永磁体(1-2)；每组双直底边槽(4-7)内条型永磁体(1-6)间为切向相对或相背充磁，相邻组双直底边槽(4-5)内两块条型永磁体(1-5)充磁方向为切向同向充磁。

3.根据权利要求2所述的一种双磁路永磁同步电机转子结构，其特征在于，当每组双直底边槽(4-7)内条型永磁体(1-6)为切向相对充磁时，其内双v型直侧翼槽(4-3)，(4-4)内4块条型永磁体(1-3)，(1-4)沿其宽度方向朝转子外侧充磁；反之，当每组双直底边槽(4-7)内条型永磁体(1-6)为切向相背充磁时，其内的双v型直侧翼槽(4-3)，(4-4)内4块条型永磁体(1-3)，(1-4)沿其宽度方向朝转子内侧充磁。

4.根据权利要求2所述的一种双磁路永磁同步电机转子结构，其特征在于，在条形永磁体的两侧布置磁障(4)。

5.根据权利要求1所述的一种双磁路永磁同步电机转子结构，其特征在于，磁障(4)采用环氧树脂基复合材料。

6.根据权利要求1所述的一种双磁路永磁同步电机转子结构，其特征在于，转子铁芯(1)采用高导磁率硅钢片材料。

7.根据权利要求1所述的一种双磁路永磁同步电机转子结构，其特征在于，永磁体(2)采用稀土钕铁硼材料。

8.根据权利要求1所述的一种双磁路永磁同步电机转子结构，其特征在于，转子铁芯(1)内部沿圆周均匀分布8组对称的双u型永磁体槽(5)。

技术总结
一种双磁路永磁同步电机转子结构，包括转子铁芯、永磁体、转轴和磁障。转子铁芯内部沿圆周均匀分布8组对称的双U型永磁体槽，每组双U型永磁体槽中两个U型槽大小相等且开口周向相对放置，其中相邻组双U型永磁体槽的两个直底边槽为径向平行布置，构成圆周上8组平行双直底边槽。同组内开口相对的两个U型永磁体槽的内、外两对直侧翼槽呈两层开口朝外的双V型结构，构成圆周上8组双V型直侧翼槽。每个U型永磁体槽内均嵌入条型永磁体，每组双直底边槽内永磁体间为切向相对或相背充磁，相邻组平行双直底边槽内两块永磁体充磁方向为切向同向充磁。本发明提出了一种双磁路永磁同步电机转子结构，可以明显提高电机的输出转矩和转矩密度。

技术研发人员：朱希同,莫丽红,王四维,张科地,王浩,赖巧巧,赵泽卿,秦通
受保护的技术使用者：淮阴工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27