一种提高永磁电机功率和转矩密度的转子结构制造技术

本发明专利技术公开了一种提高永磁电机功率和转矩密度的转子结构，转子由硅钢片叠压而成，在所述转子上设置有用于嵌入永磁体的槽，所述嵌入永磁体的槽为面向转子外圆的V字型槽，在所述V字型槽的左右顶端开有与V字型槽连通的若干对称的条形槽。本发明专利技术与现有永磁电机相比，通过设置所述的条形槽改善了磁通路径，降低了漏磁，提高了永磁体的利用率，增加了凸极效应，提高了电机的效率和功率密度，降低了齿槽转矩，简化了电机优化程序，提高了设计效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种永磁电机转子结构，尤其是一种内置式永磁电机转子结构，适用于对电机体积、重量、功率及转矩有所限制的应用场合(如压缩机、空调风机、电动工具和电动汽车等)，属于特种电机

技术介绍
永磁电机具有功率密高、效率高、可靠性高等显著特点，在生产和生活领域中得到了广泛的应用。由于稀土永磁资源紧缺，永磁电机的制造成本成为永磁电机大规模应用的瓶颈。因此对永磁电机结构的优化设计，提高其功率和转矩密度成为国内外专家和学者们的研究课题。内置式永磁电机是一种转子内嵌永磁体的永磁电机结构，其工作原理是：定子绕组通电产生的旋转磁场，与转子中内置的永磁体产生的磁场相互作用使得转子旋转，并产生转矩。由于电机d、q轴磁路不对称，电机产生的转矩为永磁转矩和磁阻转矩的合成。因此，对转子磁路结构、内嵌永磁体槽的优化设计，并对提高永磁电机功率和转矩密度、减少永磁用量、降低制造成本具有重要的理论意义和经济价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种永磁电机的转子结构，采用该结构在相同体积下，可以提高永磁电机的功率和转矩密度，并实现电机的高效率运行。本专利技术采用的技术方案为：一种提高永磁电机功率和转矩密度的转子结构，包括转子、永磁体槽、与永磁体槽连通的条形槽和永磁体；所述转子由硅钢片叠压而成，在所述转子上设置有用于嵌入永磁体的永磁体槽，所述永磁体槽为面向转子外圆的V字型槽，在所述V字型槽的左右顶端开有与V字型槽连通的若干对称的条形槽。作为优选，所述若干对称的条形槽所占转子圆心角度为22.5°/p～67.5°/p(p为极对数)，所述若干条形槽的宽度为0.25Wm～0.5Wm(Wm为永磁体径向宽度)，所述若干条形槽之间的宽度为0.1Wm～0.25Wm。当其个数n＞1时，各条形槽所占转子圆心角的角度各不相等，相差角度为5°/p～20.5°/p。所述的若干条形槽，以转子圆心为中心，宽为t，角度为α；所述若干条形槽之间的
间距为m；所述若干条形槽的个数、角度、宽度及间距均为不确定值，可以根据需要进行调整。通过调整条形槽的个数，并对条形槽的角度、宽度、槽间距进行优化设计获得不同的输出功率、转矩。本专利技术通过改变转子磁路路径，并对转子磁路磁阻进行调整，进而改善气隙磁密波形，提高功率及转矩密度。本专利技术的有益效果：1)采用的转子结构，改善了永磁磁路，降低了永磁漏磁，提高了永磁体的利用率，提高了功率和转矩密度。2)采用的转子结构，通过调整条形槽的角度，宽度，个数，可以获得不同的输出特性，提高了电机不同工作要求的可设计性，简化了设计程序，避免了重复设计造成的资源浪费。3)采用的转子结构，改变了齿槽转矩的谐波次数，实现了齿槽转矩谐波的相互抵消，降低了齿槽转矩。附图说明图1为本专利技术转子槽型结构图。图2为本专利技术的实施例1的转子结构图。图3为本专利技术的实施例2的转子结构图。图4为本专利技术的实施例3的转子结构图。图5为本专利技术的实施例4的转子结构图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图1所示，本专利技术一种提高永磁电机功率和转矩密度的转子结构，转子1由硅钢片叠压而成，在所述转子1上设置有用于嵌入永磁体4的永磁体槽2，所述永磁体槽2为面向转子1外圆的V字型槽，在所述V字型槽的左右顶端开有与V字型槽连通的若干对称的条形槽3。所述的若干条形槽，以转子圆心为中心，宽为t，角度为α；所述若干条形槽之间的间距为m；所述若干条形槽的个数、角度、宽度及间距均为不确定值，可以根据需要进行调整。通过调整条形槽的个数，并对条形槽的角度、宽度、槽间距进行优化设计获得不同的输出功率、转矩。所述若干对称的条形槽所占转子圆心角度为22.5°/p～67.5°/p(p为极对数)，所述若干条形槽的宽度为0.25Wm～0.5Wm(Wm为永磁体径向宽度)，所述若干条形槽之间的宽度为0.1Wm～0.25Wm。当其个数n＞1时，各条形
槽所占转子圆心角的角度各不相等，相差角度为5°/p～20.5°/p。实施例1如图2所示，该实施例为6极9槽结构，采用集中式绕组结构，转子1永磁体槽2的左右顶端各开有一条对称的条形槽3。所述的条形槽3宽度t＝0.5mm，角度α＝13°。实施例2如图3所示，该实施例为6极18槽结构，采用分布式绕组结构，转子1永磁体槽2的左右顶端各开有三条对称的条形槽3。所述的条形槽3宽度t1＝t2＝t3＝0.8mm，角度α1＝α2＝α3＝8°。实施例3如图4所示，该实施例为8极12槽结构，采用集中式绕组结构，转子1永磁体槽2的左右顶端各开有两条对称的条形槽3。所述的条形槽3宽度t＝0.6mm，角度α1＝5°，α2＝7°。实施例4如图5所示，该实施例为8极24槽结构，采用分布式绕组结构，转子1永磁体槽2的左右顶端各开有两条对称的条形槽3。所述的条形槽3宽度t＝0.55mm，角度α1＝8°，α2＝4°。应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本专利技术的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高永磁电机功率和转矩密度的转子结构，其特征在于：包括转子、永磁体槽、与永磁体槽连通的条形槽和永磁体；所述转子由硅钢片叠压而成，在所述转子上设置有用于嵌入永磁体的永磁体槽，所述永磁体槽为面向转子外圆的V字型槽，在所述V字型槽的左右顶端开有与V字型槽连通的若干对称的条形槽。

【技术特征摘要】
1.一种提高永磁电机功率和转矩密度的转子结构，其特征在于：包括转子、永磁体槽、与永磁体槽连通的条形槽和永磁体；所述转子由硅钢片叠压而成，在所述转子上设置有用于嵌入永磁体的永磁体槽，所述永磁体槽为面向转子外圆的V字型槽，在所述V字型槽的左右顶端开有与V字型槽连通的若干对称的条形槽。2.根据权利要求1所述的一种提高永磁电机功率和转矩密度的转子结构，其特征在于：所述若...

【专利技术属性】
技术研发人员：林明耀，徐磊，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32