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反凸极少稀土永磁同步电机转子制造技术

技术编号:21145474 阅读:123 留言:0更新日期:2019-05-18 06:28
反凸极少稀土永磁同步电机转子,属于电机领域,本实用新型专利技术为解决现有少稀土或非稀土永磁电机的永磁体容易退磁,永磁电机的励磁固定无法调节导致的弱磁扩速困难的问题。包括永磁体、隔磁槽、通槽和转子铁心;转子铁心为圆盘状,横截面外圆为圆弧组成的非正圆曲线;永磁体径向充磁,永磁体嵌入转子铁心内部,且靠近转子铁心的外圆表面,每个永磁体分为小段,每相邻段之间形成磁桥;隔磁槽位于电机相邻两极的中心线上,每个隔磁槽沿径向分为小段,每相邻段之间形成磁桥;永磁体和隔磁槽之间为通槽,电机每极的2个通槽以永磁体中心线对称镜像分布,隔磁槽靠近圆心一侧的小段沿径向的厚度大于或等于通槽的厚度。用于永磁电动机或永磁发电机。

【技术实现步骤摘要】
反凸极少稀土永磁同步电机转子
本技术涉及一种反凸极少稀土永磁同步电机转子,属于电机领域。
技术介绍
稀土永磁材料价格日趋昂贵,对稀土永磁同步电机在工业、国防等领域的应用产生巨大影响。非稀土永磁材料如铁氧体永磁材料价格低廉,供应稳定。采用少稀土或非稀土永磁材料降低电机制造成本具有重要意义。但是,为了获得正向的磁阻转矩,少稀土或非稀土永磁同步电机需要通入负向的直轴电流,电枢绕组起到去磁作用,尤其是弱磁运行需要通入数值很大的负向直轴电流,弱磁磁通绝大部分流经永磁体,稀土永磁体容易退磁,尤其是非稀土永磁材料,如铁氧体永磁材料,剩余密度和矫顽力仅为钕铁硼稀土永磁材料的四分之一,退磁问题更为严重。此外,大直轴电感有利于提高永磁同步电机的弱磁调速范围。但是少稀土或非稀土永磁同步电机的永磁体始终串联在直轴磁路中,永磁体磁阻大,导致直轴电感很小,因此采用通入负向的直轴电流传统的弱磁方法实现弱磁的效果差。
技术实现思路
本技术目的是为了解决现有少稀土或非稀土永磁电机的永磁体容易退磁,永磁电机的励磁固定无法调节导致的弱磁扩速困难的问题,提供了一种反凸极少稀土永磁同步电机转子。本技术所述反凸极少稀土永磁同步电机转子,包括永磁体、隔磁槽、通槽和转子铁心;转子铁心为圆盘状,横截面外圆为2p段圆弧组成的非正圆曲线,转子铁心内设置有2p个永磁体、2p个隔磁槽和4p个通槽,p为极对数;永磁体径向充磁,永磁体嵌入转子铁心内部,且靠近转子铁心的外圆表面,每个永磁体分为M个小段,每相邻段之间形成磁桥,M为正整数;隔磁槽位于电机相邻两极的中心线上,每个隔磁槽沿径向分为N个小段,每相邻段之间形成磁桥,N为正整数;永磁体和隔磁槽之间为通槽,电机每极的2个通槽以永磁体中心线对称镜像分布,隔磁槽靠近圆心一侧的小段沿径向的厚度大于或等于通槽的厚度。优选的,永磁体为矩形或瓦片形。优选的,隔磁槽为空槽、内置非导磁固体或内置永磁体。优选的,隔磁槽和通槽之间的夹角为锐角、直角或钝角。优选的,通槽沿径向厚度大于、等于或小于永磁体沿径向厚度。优选的,通槽为内充空气、内充非导磁固体材料或内充非稀土永磁材料;当内充非稀土永磁材料时,沿通槽厚度方向平行充磁,内充的非稀土永磁材料的极性与最近距离的永磁体极性相同。优选的,当通槽内充非稀土永磁材料时,采用非稀土材料的永磁体,非稀土材料的永磁体为一整块或多块的矩形或梯形。优选的,N=1,隔磁槽沿径向的厚度等于通槽的厚度,隔磁槽和转子铁心边缘之间放置临极永磁体,临极永磁体沿径向分为两个小段,两个小段沿电机相邻两极的中心线对称分布,临极永磁体与通槽之间的夹角为锐角、直角或钝角,临极永磁体的两个小段分别与最近距离邻近的永磁体极性相同,临极永磁体的宽度小于或等于隔磁槽的宽度,隔磁槽为矩形,内充空气或不导磁固体。优选的,永磁体为稀土永磁体或非稀土永磁体。优选的,临极永磁体沿切向分为两段。本技术的优点:本技术提出的反凸极少稀土永磁同步电机转子,在额定转速及其以下运行时通入正向直轴电流即可获得正向的磁阻转矩,电枢绕组起到增磁作用。弱磁运行时直轴电流先由正值逐步减小至0,然后反向负值逐步增加到最大。但是通入负向直轴电流产生的去磁磁通不再全部通过永磁体,而是去磁磁通大部分流经永磁体分段形成的磁桥和隔磁槽中的磁桥,因此有效降低了稀土永磁体或非稀土永磁体退磁的风险。同时直轴磁路中永磁体分段磁桥和隔磁槽中磁桥磁阻小,可获得较大的电机直轴电感,同时反凸极少稀土永磁同步电机永磁磁链小,非常有利于弱磁,有效提高电机的弱磁调速范围。附图说明图1是本技术所述反凸极少稀土永磁同步电机转子的结构示意图;图2是永磁体为瓦片形的反凸极少稀土永磁同步电机转子的结构示意图;图3是内置临极永磁体的反凸极少稀土永磁同步电机转子的结构示意图。具体实施方式具体实施方式一:下面结合图1和图2说明本实施方式,本实施方式所述反凸极少稀土永磁同步电机转子,包括永磁体1、隔磁槽2、通槽3和转子铁心4;转子铁心4为圆盘状,横截面外圆为2p段圆弧组成的非正圆曲线,转子铁心4内设置有2p个永磁体1、2p个隔磁槽2和4p个通槽3,p为极对数;永磁体1径向充磁,永磁体1嵌入转子铁心4内部,且靠近转子铁心4的外圆表面,每个永磁体1分为M个小段,每相邻段之间形成磁桥,M为正整数;隔磁槽2位于电机相邻两极的中心线上,每个隔磁槽2沿径向分为N个小段,每相邻段之间形成磁桥,N为正整数;永磁体1和隔磁槽2之间为通槽3,电机每极的2个通槽3以永磁体1中心线对称镜像分布,隔磁槽2靠近圆心一侧的小段沿径向的厚度大于或等于通槽3的厚度。具体实施方式二:下面结合图1和图2说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,永磁体1为矩形或瓦片形。具体实施方式三:本实施方式对实施方式一作进一步说明,隔磁槽2为空槽、内置非导磁固体或内置永磁体。具体实施方式四:下面结合图1和图2说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,隔磁槽2和通槽3之间的夹角为锐角、直角或钝角。具体实施方式五:本实施方式对实施方式一作进一步说明,通槽3沿径向厚度大于、等于或小于永磁体1沿径向厚度。本实施方式中,通槽3沿径向厚度的选择与交轴磁阻设计相关。具体实施方式六:本实施方式对实施方式一作进一步说明,通槽3为内充空气、内充非导磁固体材料或内充非稀土永磁材料;当内充非稀土永磁材料时,沿通槽3厚度方向平行充磁,内充的非稀土永磁材料的极性与最近距离的永磁体1极性相同。具体实施方式七:本实施方式对实施方式六作进一步说明,当通槽3内充非稀土永磁材料时,采用非稀土材料的永磁体,非稀土材料的永磁体为一整块或多块的矩形或梯形。具体实施方式八:下面结合图3说明本实施方式,本实施方式对实施方式一作进一步说明,N=1,隔磁槽2沿径向的厚度等于通槽3的厚度,隔磁槽2和转子铁心4边缘之间放置临极永磁体1-1,临极永磁体1-1径向分为两个小段,两个小段沿沿电机相邻两极的中心线对称分布,临极永磁体1-1与通槽3之间的夹角为锐角、直角或钝角,临极永磁体1-1的两个小段分别与最近距离邻近的永磁体1极性相同,临极永磁体1-1的宽度小于或等于隔磁槽2的宽度,隔磁槽2为矩形,内充空气或不导磁固体。具体实施方式九:本实施方式对实施方式一或八作进一步说明,永磁体1为稀土永磁体或非稀土永磁体。本实施方式中,稀土永磁体可以采用钕铁硼,非稀土永磁体可以采用铁氧体。具体实施方式十:本实施方式对实施方式八作进一步说明,临极永磁体1-1沿切向分为两段。本技术的反凸极永磁同步电机转子实现提高电磁转矩和降低永磁体不可逆退磁风险的原理为:永磁同步电机电磁转矩方程Te=p[ψfiq+(Ld-Lq)idiq](1)式中ψf、Ld、Lq、id、iq和p分别为永磁磁链、直轴电感、交轴电感、直轴电流、交轴电流和极对数。电磁转矩分为两项,第一项是永磁转矩,第二项是磁阻转矩。普通永磁同步电机转子中永磁体始终布置在直轴位置,永磁体磁阻大,从而普通永磁同步电机直轴电感小于交轴电感,即Ld<Lq,且无法获得大直轴电感值。为了获得正向的磁阻转矩,需要通入负向的直轴电流。反凸极少稀土永磁同步电机由于直轴磁路中引入永磁体分段磁桥和隔磁槽磁桥,磁桥铁心磁阻小,且交轴方向设置两个磁阻很大的空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.反凸极少稀土永磁同步电机转子,其特征在于,包括永磁体(1)、隔磁槽(2)、通槽(3)和转子铁心(4);转子铁心(4)为圆盘状,横截面外圆为2p段圆弧组成的非正圆曲线,转子铁心(4)内设置有2p个永磁体(1)、2p个隔磁槽(2)和4p个通槽(3),p为极对数;永磁体(1)径向充磁,永磁体(1)嵌入转子铁心(4)内部,且靠近转子铁心(4)的外圆表面,每个永磁体(1)分为M个小段,每相邻段之间形成磁桥,M为正整数;隔磁槽(2)位于电机相邻两极的中心线上,每个隔磁槽(2)沿径向分为N个小段,每相邻段之间形成磁桥,N为正整数;永磁体(1)和隔磁槽(2)之间为通槽(3),电机每极的2个通槽(3)以永磁体(1)中心线对称镜像分布,隔磁槽(2)靠近圆心一侧的小段沿径向的厚度大于或等于通槽(3)的厚度。

【技术特征摘要】
1.反凸极少稀土永磁同步电机转子,其特征在于,包括永磁体(1)、隔磁槽(2)、通槽(3)和转子铁心(4);转子铁心(4)为圆盘状,横截面外圆为2p段圆弧组成的非正圆曲线,转子铁心(4)内设置有2p个永磁体(1)、2p个隔磁槽(2)和4p个通槽(3),p为极对数;永磁体(1)径向充磁,永磁体(1)嵌入转子铁心(4)内部,且靠近转子铁心(4)的外圆表面,每个永磁体(1)分为M个小段,每相邻段之间形成磁桥,M为正整数;隔磁槽(2)位于电机相邻两极的中心线上,每个隔磁槽(2)沿径向分为N个小段,每相邻段之间形成磁桥,N为正整数;永磁体(1)和隔磁槽(2)之间为通槽(3),电机每极的2个通槽(3)以永磁体(1)中心线对称镜像分布,隔磁槽(2)靠近圆心一侧的小段沿径向的厚度大于或等于通槽(3)的厚度。2.根据权利要求1所述的反凸极少稀土永磁同步电机转子,其特征在于,永磁体(1)为矩形或瓦片形。3.根据权利要求1所述的反凸极少稀土永磁同步电机转子,其特征在于,隔磁槽(2)为空槽、内置非导磁固体或内置永磁体。4.根据权利要求1所述的反凸极少稀土永磁同步电机转子,其特征在于,隔磁槽(2)和通槽(3)之间的夹角为锐角、直角或钝角。5.根据权利要求1所述的反凸极少稀土永磁同步电机转子,其特征在于,通槽(3)沿径向厚度大于、等于或小于永磁体(...

【专利技术属性】
技术研发人员:李春艳陈红王豫孟宪增孟涛
申请(专利权)人:黑龙江大学
类型:新型
国别省市:黑龙江,23

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