模块化的内置式交替极永磁电机转子制造技术

本发明专利技术公开了一种模块化的内置式交替极永磁电机转子，包括转子铁心、永磁体和转轴；转子铁心套装在转轴的外周，且采用导磁材料制成；转子铁心包括转子铁心主体和P个分割铁心，其中P为电机极对数；转子铁心主体的外圆周沿周向均布有P个转子铁心槽，每个转子铁心槽均具有至少三个安装平面，三个安装平面与转子中垂线所在平面之间的夹角分别为θ1、θ2和θ3；则40

【技术实现步骤摘要】
模块化的内置式交替极永磁电机转子
本专利技术涉及电机制造领域，特别是一种模块化的内置式交替极永磁电机转子。
技术介绍
近些年，由于永磁电机具有高转矩密度、高功率密度和高效率等优点，已被广泛应用于家电、电动汽车、风力发电和航空航天等场合。高性能的永磁电机必须采用钕铁硼或钐钴等稀土永磁材料。尽管我国的稀土存储量较多，但是稀土是不可再生能源；加上全球新能源产业的发展，必然推动了稀土价格的进一步上涨。因此，许多专家学者已经致力于提高永磁材料的利用率这一现实的课题。传统的内置式永磁电机，其永磁体置于转子铁心的内部，增加了电机的凸极率和磁阻转矩分量，从而可以获得良好的恒功率运行性能。另外，由于永磁体置于转子铁心的内部，当电机转子运行在比较高的转速时(具有较大的离心力)，转子铁心对永磁体具有保护作用。同时，也正因为永磁体置于转子铁心的内部，存在一部分永磁磁通经过转子铁心(导磁桥和加强筋)进行闭合，而不经过气隙到定子铁心中。这部分磁通称为漏磁通，较大的漏磁通，降低了永磁体的利用率(每单位体积永磁用量产生的输出转矩)。而且，将永磁体置于转子铁心的内部，这必然增加了转子铁心加工和装配的复杂度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种模块化的内置式交替极永磁电机转子，该模块化的内置式交替极永磁电机转子能在减少漏磁、提高永磁体利用率的同时，降低加工工艺。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种模块化的内置式交替极永磁电机转子，包括转子铁心、永磁体和转轴。转子铁心套装在转轴的外周，且采用导磁材料制成；转子铁心包括转子铁心主体和P个分割铁心，其中P为电机极对数。转子铁心主体的外圆周沿周向均布有P个转子铁心槽，每个转子铁心槽均具有至少三个安装平面，其中的三个安装平面分别为安装平面一、安装平面二和安装平面三；安装平面一与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ1，安装平面二与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ2，安装平面三与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ3；则40<θ1≤90，10<θ2<50，10<θ3<50；每个安装平面上嵌套一块永磁体。分割铁心的形状与转子铁心槽的形状相同，分割铁心拼接放置在转子铁心槽中，且使每个永磁体与分割铁心中对应的安装平面相接触。每个转子铁心槽均具有四个安装平面，四个安装平面分别为安装平面一、安装平面二、安装平面三和安装平面四；安装平面二和安装平面三设置在安装平面一的两侧，安装平面四与安装平面三相邻接；安装平面一与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ1，安装平面二与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ2，安装平面三与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ3，安装平面四与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ4；则40<θ1<80，10<θ2<50，10<θ3<50，10<θ4<80。每个转子铁心槽均具有三个安装平面，三个安装平面分别为安装平面一、安装平面二和安装平面三；安装平面二和安装平面三对称设置在安装平面一的两侧；安装平面一与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ1，安装平面二与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ2，安装平面三与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ3，则θ1＝90，10<θ2＝θ3<50。永磁体采用平行充磁。本专利技术具有如下有益效果：1.本专利技术采用交替极结构和模块化，使永磁体和分割转子铁心拼接在转子铁心主体上。在高速旋转时，分割转子铁心和永磁体的离心应力施加到转子铁心主体上，利用转子铁心主体保护了分割转子铁心和永磁体。因此，本专利技术的转子不需要导磁桥和加强筋，降低了漏磁，提高了永磁体利用率。而且，采用模块化的结构，简化了加工工艺。2.本电机转子即可电动运行，也可发电运行。3.任何传统的内置式永磁电机转子，都可以改进为本专利技术的结构。附图说明图1显示了本专利技术一种模块化的内置式交替极永磁电机转子实施例1的结构示意图。图2显示了实施例1中转子铁心主体的结构示意图。图3显示了实施例1中永磁体的磁力线图。图4显示了本专利技术一种模块化的内置式交替极永磁电机转子实施例2的结构示意图。图5显示了实施例2中转子铁心主体的结构示意图。图6显示了实施例1与传统内置式交替极的转矩对比图。图7显示了实施例1与传统内置式交替极的永磁体利用率对比图。其中有：10.转子铁心；20.转子铁心主体；30.转子铁心槽；31.安装平面一；32.安装平面二；33.安装平面三；34.安装平面四；40.分割铁心；50.永磁体；60.转子中垂线；70.转轴。具体实施方式下面结合附图和具体较佳实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1至图5所示，一种模块化的内置式交替极永磁电机转子，包括转子铁心10、永磁体50和转轴70。转子铁心套装在转轴的外周，且采用导磁材料制成。转子铁心包括转子铁心主体20和P个分割铁心40，其中P为电机极对数。转子铁心主体的外圆周沿周向均布有P个转子铁心槽30，相邻两个转子铁心槽之间的转子铁心主体形成铁心凸极。每个转子铁心槽均具有至少三个安装平面，其中的三个安装平面分别为安装平面一、安装平面二和安装平面三；安装平面一与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ1，安装平面二与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ2，安装平面三与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ3；则40<θ1≤90，10<θ2<50，10<θ3<50。每个安装平面上嵌套一块永磁体。分割铁心的形状与转子铁心槽的形状相同，分割铁心拼接放置在转子铁心槽中，且使每个永磁体与分割铁心中对应的安装平面相接触。永磁体优选采用平行充磁，永磁体的磁通可以从分割铁心流出，也可以从气隙流进到分割铁心。本专利技术以P＝5为例，采用如下两个优选实施例对本专利技术进行进一步详细说明。实施例1如图1所示，转子铁心包括转子铁心主体20和5个分割铁心40，转子铁心主体的外圆周沿周向均布有5个转子铁心槽30。如图2所示，每个转子铁心槽均具有四个安装平面，四个安装平面分别为安装平面一31、安装平面二32、安装平面三33和安装平面四34；安装平面二和安装平面三设置在安装平面一的两侧，安装平面四与安装平面三相邻接。安装平面一与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ1，安装平面二与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ2，安装平面三与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ3，安装平面四与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ4；则40<θ1<80，10<θ2<50，10<θ3<50，10<θ4<80。因而，如图1所示，每个转子铁心槽内嵌套有四块电磁铁，且分割铁心通过永磁体与转子铁心主体拼装为一整体转子。高速旋转时，分割铁心和永磁体的离心应力施加到转子铁心主体上，利用转子铁心主体保护了分割铁心和永磁体。本专利技术采用交替极结构，且是模块化的，没有传统内置永磁电机的导磁桥和加强筋。永磁体的充磁方向，遵循交替极原则。本实例的永磁体采用平行充磁，且永磁体的磁通都本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模块化的内置式交替极永磁电机转子，其特征在于：包括转子铁心、永磁体和转轴；转子铁心套装在转轴的外周，且采用导磁材料制成；转子铁心包括转子铁心主体和P个分割铁心，其中P为电机极对数；转子铁心主体的外圆周沿周向均布有P个转子铁心槽，每个转子铁心槽均具有至少三个安装平面，其中的三个安装平面分别为安装平面一、安装平面二和安装平面三；安装平面一与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ1，安装平面二与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ2，安装平面三与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ3；则40

【技术特征摘要】
1.一种模块化的内置式交替极永磁电机转子，其特征在于：包括转子铁心、永磁体和转轴；转子铁心套装在转轴的外周，且采用导磁材料制成；转子铁心包括转子铁心主体和P个分割铁心，其中P为电机极对数；转子铁心主体的外圆周沿周向均布有P个转子铁心槽，每个转子铁心槽均具有至少三个安装平面，其中的三个安装平面分别为安装平面一、安装平面二和安装平面三；安装平面一与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ1，安装平面二与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ2，安装平面三与转子中垂线所在平面之间的夹角为θ3；则40<θ1≤90，10<θ2<50，10<θ3<50；每个安装平面上嵌套一块永磁体；分割铁心的形状与转子铁心槽的形状相同，分割铁心拼接放置在转子铁心槽中，且使每个永磁体与分割铁心中对应的安装平面相接触。2.根据权利要求1所述的模块化的内置式交替极永磁电机转子，其特征在于：每个转子铁心槽均具有四个安装平面，四个安装平面分别为安装平面一、安装平面二、安装平面三和安装平面四；安装平面二和安装平面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，王凯，刘闯，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32