一种高转矩永磁电机制造技术

技术编号:15867086 阅读:190 留言:0更新日期:2017-07-23 16:20
本发明专利技术提供了一种高转矩永磁电机,该转子的圆周分布有N个双层磁钢卡槽,所述的双层磁钢卡槽由内层磁钢卡槽和与内层磁钢卡槽相对应的外层磁钢卡槽配合而成;内、外层磁钢卡槽均设有开口端和闭合端,内层磁钢卡槽半包于外层磁钢卡槽内,内、外层磁钢卡槽之间设有磁路通道,内、外层磁钢卡槽的开口端均朝向定子;内、外层磁钢卡槽内分别设有一磁钢组,相邻的磁钢之间设有放置间隙。由于在磁钢卡槽内安装了更多的磁钢,在不改变电机体积的情况下提高了电机的转矩,提高了电机的寿命,更有效增大了转子的每极磁通量,由此有效提高了电机的气隙磁密和功率密度。

High torque permanent magnet motor

The invention provides a high torque permanent magnet motor, the rotor of the N are distributed on the circumference of a double magnetic card slot, the double magnet slot by slot and inner magnet and the inner magnetic card slot corresponding to the outer magnet with a clamping groove; the inner and outer magnet slots are provided on the mouth end and a closed end, an inner magnetic card slot on the outer half package magnet slot, the inner and outer magnetic card slot is arranged between the inner and outer channel circuit, magnetic card slot opening end face to the stator; the inner and outer magnet slot are respectively provided with a magnet group, a gap is arranged between the adjacent magnets placed. Because of the more magnetic steel is installed in the magnet slot, the motor volume does not change under the condition of improved motor torque, improve the service life of the motor, effectively increases the flux per pole of the rotor, thus effectively improve the air gap flux density and power density of motor.

【技术实现步骤摘要】
一种高转矩永磁电机
本专利技术涉及电机
,尤其涉及一种高转矩永磁电机,具体地,是一种采用多层叠加磁钢转子结构的永磁电机。
技术介绍
永磁电机由于其体积小,重量轻,效率高,功率密度大,转矩高,控制方便等优点,可以应用在电动汽车驱动电机上。目前,永磁电机大多使用的是单层叠磁钢转子,且磁钢卡槽为V形结构。V形磁路结构会导致转子的每极磁通量较小,由此导致电机的气隙磁密和功率密度均较低,另一方面导致转子冲片的结构强度较低,由此导致电机的结构强度较低。为了提高单层V形叠磁钢的永磁电机的转矩,常规的方法是增大电机尺寸,进而增大V形磁钢卡槽的空间。从而可在增大V形磁钢卡槽里安装更多的磁钢以达到增大转矩的目的。但是,这种方法不仅大大增加了电机的体积和重量,更有甚者,当单层V形叠磁钢的永磁电机运行时,磁钢卡槽的侧面会产生内凹,从而影响磁钢的磁路流通,降低电机的效率。并且随着磁钢卡槽内凹程度的加深,转子损害加重,将加速电机的报废速度。可见,单层V形叠磁钢永磁电机转矩低,而现有解决方案不仅会导致体积及重量增大,还降低了电机效率及可靠性。基于此,有必要专利技术一种全新的永磁电机,以解决现有永磁电机运行可靠性较低、容量扩大受到限制、气隙磁密较低、功率密度较低、结构强度较低的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高转矩永磁电机,通过对电机内部部件转子的改进以及多层叠磁钢的设置,旨在显著提高电机的转矩。为了实现上述目的,本专利技术的技术方案是:一种高转矩永磁电机,该电机包括定子和转子,其特征在于:沿着所述转子的圆周分布有N个双层磁钢卡槽,所述的双层磁钢卡槽由内层磁钢卡槽和与内层磁钢卡槽相对应的外层磁钢卡槽配合而成;内、外层磁钢卡槽均设有开口端和闭合端,内层磁钢卡槽半包于外层磁钢卡槽内,内、外层磁钢卡槽之间设有磁路通道,内、外层磁钢卡槽的开口端均朝向定子;内、外层磁钢卡槽内分别设有一磁钢组,相邻的磁钢之间设有放置间隙;所述的N为正偶数;外层磁钢卡槽由外层中心卡槽和外层侧边卡槽构成,其中,外层侧边卡槽设置于外侧中心卡槽的端部,外层侧边卡槽与外层中心卡槽之间设有夹角;内层磁钢卡槽由内层中心卡槽和内层侧边卡槽构成,其中,内层侧边卡槽设置于内侧中心卡槽的端部,内层侧边卡槽与内层中心卡槽之间设有夹角。进一步,外层磁钢卡槽内设有外磁钢组,内层磁钢卡槽内设有内磁钢组,外磁钢组的磁钢数量与内磁钢组的磁钢数量相同。优选的,所述的外层中心卡槽的两端分别设有对称设置的外层侧边卡槽,外层侧边卡槽与外侧中心卡槽之间通过弧形连接部连接,外层侧边卡槽与外层中心卡槽之间的夹角范围为95-145度;所述的内侧中心卡槽的两端分别设有内层侧边卡槽,内层侧边卡槽与内侧中心卡槽之间通过弧形连接部连接,内层侧边卡槽与内侧中心卡槽之间的夹角范围为95-145度。更进一步,外层中心卡槽为直线卡槽,该外层直线卡槽的中心处设有贯穿该直线卡槽的外层磁路通道;对应的,内层中心卡槽为内层直线卡槽,该内层直线卡槽的中心处设有贯穿该直线卡槽的内层磁路通道,其中,外层中心卡槽与内层中心卡槽之间互相平行,外层磁路通道大于等于内层磁路通道。更进一步,外层中心卡槽的中心处设有一组对称设置的第一挡磁槽,所述的这组第一挡磁槽之间设有外层磁路通道,第一挡磁槽的一端与外层中心卡槽连通,第一挡磁槽上、下两侧端之间的距离大于外层中心卡槽的两侧壁距离,第一挡磁槽的上、下侧端呈圆弧状凸起,该圆弧状凸起与外层中心卡槽的侧壁之间通过第一台阶相连;外层侧边卡槽的一端通过第二台阶与一弧形连接部相连,该弧形连接部的另一端通过一凸台与外侧中心卡槽相连;外层侧边卡槽的另一端设有第二挡磁槽,所述第二挡磁槽的两侧壁之间的距离大于外层侧边卡槽两侧壁之间距离,第二挡磁槽的两侧端呈圆弧状凸起,该圆弧状凸起与外层侧边卡槽的侧壁之间通过第三台阶相连。更进一步,内层中心卡槽的中心处设有一组对称设置的第三挡磁槽,所述的这组第三挡磁槽之间设有内层磁路通道,第三挡磁槽的一端与内层中心卡槽连通,第三挡磁槽上、下两侧端之间的距离大于内层中心卡槽的两侧壁距离,第三挡磁槽的上、下侧端呈圆弧状凸起,该圆弧状凸起与内层中心卡槽的侧壁之间通过第四台阶相连。更为优选的方案中,双层磁钢卡槽结构中,外磁钢组共有四块,分别是两块外层矩形磁钢和两块第二楔形磁钢,其中,外层矩形磁钢并列设置在外层中心卡槽内,两块第二楔形磁钢分别对称设置在外层侧边卡槽内;内磁钢组共有四块,分别是两块内层矩形磁钢和两块第一楔形磁钢,其中,内层矩形磁钢并列设置在内层中心卡槽内,两块第一楔形磁钢分别对称设置在内层侧边卡槽内。更进一步,其中第一楔形磁钢与第二楔形磁钢设置的方向是相反的,即第一楔形磁钢正向设置,第二楔形磁钢反向设置,使得磁通的分布更合理高效,当电机运行时,转子双层磁钢卡槽的两侧可能会内凹,而放置在两侧的磁钢由于其楔形形状对卡槽有反作用力,可以降低卡槽内凹的程度,这样大大减小了电机转子破坏的可能性,提高了电机的寿命。相对于现有技术,本专利技术的技术方案除了整体技术方案的改进,还包括很多细节方面的改进,具体而言,具有以下有益效果:1、本专利技术所述的改进方案,在转子处增设了多层叠磁钢的结构,充分利用了磁钢卡槽,在磁钢卡槽内安装了更多的磁钢,在不改变电机体积的情况下提高了电机的转矩;2、本专利技术的技术方案的多层磁钢分为设置在磁钢中心卡槽内的矩形磁钢和设在侧边卡槽内的楔形形状的磁钢,当电机运行时,转子双层磁钢卡槽的两侧可能会内凹,而放置在两侧的磁钢由于其楔形形状对卡槽有反作用力,可以降低卡槽内凹的程度,这样大大减小了电机转子破坏的可能性,提高了电机的寿命;3、相邻磁钢之间设有间隙,这里的间隙形式为挡磁槽结构或者弧形连接部,所述的间隙具有分割磁场极性以及减少漏磁的作用,间隙的设置改善了内嵌磁钢引起的漏磁加大、磁通减少的缺陷,不仅磁钢的每极磁通量不减少,还具有加大每极磁通量的作用,而且使得磁通的分布形状更合理,减小了空载电流,提高了磁钢利用率;4、双层乃至多层的磁钢互相作用和配合,有效增大了转子的每极磁通量,由此有效提高了电机的气隙磁密和功率密度;5、由于这样特殊结构的转子和定子组成的永磁电机,结构十分简单,便于控制,功率密度进一步增大。用在电动汽车驱动电机上,可以进一步提高电机的转矩,减轻电机的重量和体积,增加电机工作的稳定性。附图说明图1是本专利技术所述的永磁电机中定子与转子相配合的截面示意图。图2是本专利技术所述的转子铁芯图。图3是本专利技术所述的转子铁芯冲片图。图4是图3的A部放大示意图。图5是本专利技术所述的转子放置磁钢后的局部放大示意图。图6是本专利技术所述的第一楔形磁钢的立体结构示意图。图7是本专利技术的第二楔形磁钢的立体结构示意图。图8为本专利技术的双层磁钢产生的磁密宽度与磁密幅值的关系示意图。附图标记:1转子、2定子、3第一楔形磁钢、4第二楔形磁钢、5内层矩形磁钢、6外层矩形磁钢;7外层磁钢卡槽、8内层磁钢卡槽、9开口端、10闭合端、11间隙、12内层磁路通道、13外层磁路通道;71外层中心卡槽、711第一挡磁槽、712第一台阶、72外层侧边卡槽、721第二台阶、722第二挡磁槽、723第三台阶、73弧形连接部、74凸台;81内层中心卡槽、82内层侧边卡槽、811第三挡磁槽、812第四台阶。具体实施方式下面将结合附本文档来自技高网...
一种高转矩永磁电机

【技术保护点】
一种高转矩永磁电机,该电机包括定子和转子,其特征在于:沿着所述转子的圆周分布有N个双层磁钢卡槽,所述的双层磁钢卡槽由内层磁钢卡槽和与内层磁钢卡槽相对应的外层磁钢卡槽配合而成;内、外层磁钢卡槽均设有开口端和闭合端,内层磁钢卡槽半包于外层磁钢卡槽内,内、外层磁钢卡槽之间设有磁路通道,内、外层磁钢卡槽的开口端均朝向定子;内、外层磁钢卡槽内分别设有一磁钢组,相邻的磁钢之间设有放置间隙;所述的N为正偶数;外层磁钢卡槽由外层中心卡槽和外层侧边卡槽构成,其中,外层侧边卡槽设置于外侧中心卡槽的端部,外层侧边卡槽与外层中心卡槽之间设有夹角;内层磁钢卡槽由内层中心卡槽和内层侧边卡槽构成,其中,内层侧边卡槽设置于内侧中心卡槽的端部,内层侧边卡槽与内层中心卡槽之间设有夹角。

【技术特征摘要】
1.一种高转矩永磁电机,该电机包括定子和转子,其特征在于:沿着所述转子的圆周分布有N个双层磁钢卡槽,所述的双层磁钢卡槽由内层磁钢卡槽和与内层磁钢卡槽相对应的外层磁钢卡槽配合而成;内、外层磁钢卡槽均设有开口端和闭合端,内层磁钢卡槽半包于外层磁钢卡槽内,内、外层磁钢卡槽之间设有磁路通道,内、外层磁钢卡槽的开口端均朝向定子;内、外层磁钢卡槽内分别设有一磁钢组,相邻的磁钢之间设有放置间隙;所述的N为正偶数;外层磁钢卡槽由外层中心卡槽和外层侧边卡槽构成,其中,外层侧边卡槽设置于外侧中心卡槽的端部,外层侧边卡槽与外层中心卡槽之间设有夹角;内层磁钢卡槽由内层中心卡槽和内层侧边卡槽构成,其中,内层侧边卡槽设置于内侧中心卡槽的端部,内层侧边卡槽与内层中心卡槽之间设有夹角。2.根据权利要求1所述的一种高转矩永磁电机,其特征在于:外层磁钢卡槽内设有外磁钢组,内层磁钢卡槽内设有内磁钢组,外磁钢组的磁钢数量与内磁钢组的磁钢数量相同。3.根据权利要求1所述的一种高转矩永磁电机,其特征在于:所述的外侧中心卡槽的两端分别设有对称设置的外层侧边卡槽,外层侧边卡槽与外侧中心卡槽之间通过弧形连接部连接,外层侧边卡槽与外侧中心卡槽之间的夹角范围为95-145度;所述的内侧中心卡槽的两端分别设有内层侧边卡槽,内层侧边卡槽与内侧中心卡槽之间通过弧形连接部连接,内层侧边卡槽与内侧中心卡槽之间的夹角范围为95-145度。4.根据权利要求1所述的一种高转矩永磁电机,其特征在于:外层中心卡槽为直线卡槽,该外层直线卡槽的中心处设有贯穿该直线卡槽的外层磁路通道;对应的,内层中心卡槽为内层直线卡槽,该内层直线卡槽的中心处设有贯穿该直线卡槽的内层磁路通道,其中,外层中心卡槽与内层中心卡槽之间互相平行,外层磁路通道大于等于内层磁路通道。5.根据权利要求4所述的一种高...

【专利技术属性】
技术研发人员:裴瑞琳
申请(专利权)人:上海英磁新能源科技有限公司
类型:发明
国别省市:上海,31

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