一种Spoke‑型转子结构以及使用其的内置式永磁电机制造技术

本发明专利技术公开了一种Spoke‑型转子结构以及使用其的内置式永磁电机，包括定子铁芯和spoke‑型的转子铁芯，转子铁芯嵌在定子铁芯内，转子铁芯包括第一部分转子和第二部分转子，第一部分转子叠加在第二部分转子的上部，第一部分转子包括第一转筒，第一转筒外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第一永磁体，第二部分转子包括第二转筒，第二转筒外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第二永磁体。本发明专利技术的有益效果是：采用第一部分转子和第二部分转子叠加而成，齿槽转矩明显减少，转矩脉动显著降低，降低成本，使用方便结构简单，具有很强的实用性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及永磁体的旋转电机领域，尤其是一种Spoke-型转子结构以及使用其的内置式永磁电机。
技术介绍
由于高转矩密度，高效率，永磁电机已经广泛用于航空航天、数控机床、机器人、电动汽车等。依据永磁体在转子的位置不同，永磁电机分为表贴式永磁电机(SPM)和内置式永磁电机(IPM)。内置式永磁电机的转矩包括永磁转矩和磁阻转矩。永磁转矩是由转子永磁体磁场和定子磁场相互作用产生的；磁阻转矩是由定子磁场和具有凸极性的转子所产生。因此，在其他条件一致的情况下，内置式永磁电机具有更高的功率密度和效率。轮辐式(spoke)转子的每极磁通由相邻两个磁极并联提供，因此可以获得更大的每极磁通。尤其当电机极对数较多时，这种结构具有显著地优势。正是由于转子的这种结构特征，内置式永磁电机具有更高齿槽转矩和转矩脉动。转矩脉动不仅造成电机振动，产生噪声，而且影响电机的平稳运行。在现有的技术中降低内置式永磁电机的转矩脉动的常用方法是定子斜槽技术。但是这种技术同时也存在一些难以克服的缺点。采用斜槽后，绕组端部变长，端部效应加大，铜耗损耗增加，电机效率降低，漆包线成本增加等。转子分段斜极同样可以有效的降低转矩脉动，但转子采用分段斜极后，增加极间漏磁，也使电机的工艺变得复杂。此外，斜槽和分段斜极会产生轴向不平衡力，损坏轴承。因此，对于上述问题有必要提出一种Spoke-型转子结构以及使用其的内置式永磁电机。
技术实现思路
本专利技术目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种Spoke-型转子结构以及使用其的内置式永磁电机。为了解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种Spoke-型转子结构以及使用其的内置式永磁电机，包括定子铁芯和spoke-型的转子铁芯，所述转子铁芯嵌在定子铁芯内，所述转子铁芯包括第一部分转子和第二部分转子，所述第一部分转子叠加在第二部分转子的上部，所述第一部分转子包括第一转筒，所述第一转筒外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第一永磁体，所述第二部分转子包括第二转筒，所述第二转筒外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第二永磁体，所述第一转筒与第二转筒之间通过转轴连接，相邻两个所述第一永磁体之间设置有第一转子铁芯，相邻两个所述第二永磁体之间设置有第二转子铁芯，优选地，所述第一永磁体与第一转筒连接处设置有第一隔磁槽，所述第二永磁体与第二转筒连接处设置有第二隔磁槽。优选地，所述第一永磁体和第二永磁体的形状为长方块形。优选地，所述第一永磁体的长度为L1，所述第二永磁体的长度为L2。优选地，所述定子铁芯内设置有若干个环形分布的线槽，所述线槽绕有绕线组。优选地，所述第一永磁体和第二永磁体以OP为基准线，以A为基准点，逆时针旋转角度δ，所述第一永磁体和第二永磁体均沿基准线OP为不对称结构。优选地，所述旋转角度δ＝5°～7°。优选地，第一部分转子和第二部分转子的轴向长度可调整，轴向长度比0.8～1.2。优选地，所述第一隔磁槽的转矩和第二隔磁槽的转矩的峰峰值为0.05N·m。本专利技术的有益效果是：采用第一部分转子和第二部分转子叠加而成，齿槽转矩明显减少，转矩脉动显著降低，降低成本，使用方便结构简单，具有很强的实用性。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是现有技术和本专利技术的定子转子平面示意图；图2是现有技术转子的正面示意图；图3是本专利技术实施例的内置式永磁电机转子冲片正面示意图；图4是本专利技术实施例的内置式永磁电机转子冲片背面示意图；图5是现有技术与本专利技术实施例内置式永磁电机齿槽转矩对比图；图6是现有技术与本专利技术实施例内置式永磁电机瞬时转矩对比图；图7是本专利技术实施例的内置式永磁电机转子立体示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。如图1并结合图2至图6所示,一种Spoke-型转子结构以及使用其的内置式永磁电机，包括定子铁芯1和spoke-型的转子铁芯，所述转子铁芯嵌在定子铁芯1内，所述转子铁芯包括第一部分转子和第二部分转子，所述第一部分转子叠加在第二部分转子的上部，所述第一部分转子包括第一转筒3，所述第一转筒3外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第一永磁体4，所述第二部分转子包括第二转筒13，所述第二转筒13外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第二永磁体10，所述第一转筒3与第二转筒13之间通过转轴6连接，相邻两个所述第一永磁体4之间设置有第一转子铁芯5，相邻两个所述第二永磁体10之间设置有第二转子铁芯11，进一步的，所述第一永磁体4与第一转筒3连接处设置有第一隔磁槽7，所述第二永磁体10与第二转筒13连接处设置有第二隔磁槽12，所述第一永磁体4和第二永磁体10的形状为长方块形。进一步的，所述第一永磁体4的长度为L1，所述第二永磁体10的长度为L2，所述定子铁芯1内设置有若干个环形分布的线槽2，所述线槽2绕有绕线组。进一步的，所述第一永磁体4和第二永磁体10以OP为基准线，以A为基准点，逆时针旋转角度δ，所述第一永磁体和第二永磁体均沿基准线OP为不对称结构，所述旋转角度δ＝5°～7°。进一步的，第一部分转子和第二部分转子的轴向长度可调整，轴向长度比0.8～1.2，所述第一隔磁槽7的转矩和第二隔磁槽12的转矩的峰峰值为0.05N·m。实施案例：本专利技术以极对数为P＝4，定子槽为Z＝36的内置式永磁电机为例加以说明，但并不局限于这种极槽配合。图1是现有技术的内置式永磁电机正面剖视图，定子采用三相分布绕组，节距为4，定子三相绕组采用星型连接方式。转子为常规的spoke-型结构。其特征是永磁体槽沿圆周均匀分布，隔磁桥的宽度以及永磁体的宽度完全一致。图2是本专利技术实施例的内置式永磁电机转子冲片正面和背面示意图。永磁体槽以OP为基准线，以A为基准点，逆时针旋转机械角度δ.其特征是：相对参考例中的永磁体槽，实施例的永磁体槽偏移δ度。所述的永磁体具有相同的尺寸和形状，但永磁体槽沿基准线OP为不对称结构；旋转角度δ＝5°～7°，旋转角度δ确定是依据数值计算获得的。图3本本专利技术实施例的转子立体示意图。Spoke-型转子铁心分为两部分，采用同一种转子冲片，但第一部分转子是铁心叠片正面向上叠压而成，而第二部分转子是铁心叠片背面向上叠压而成。第一部分转子和第二部分转子的轴向长度可调整；轴向长度比0.8～1.2，最优值是依据数值计算获得的。图4是现有技术与本专利技术实施例内置式永磁电机齿槽转矩对比图，在本专利技术实施例，齿槽转矩的峰峰值仅为0.05N·m；而在现有技术，齿槽转矩的峰峰值高达0.511N·m；因此，采用本专利技术的技术后，齿槽转矩有效地减少。图5是现有技术与本专利技术实施例内置式永磁电机瞬时转矩对比图，在本专利技术实施例，转矩脉动仅为2.52％；而在现有技术，转矩脉动高达为14.4％；因此，采用本专利技术的技术后，转矩脉动显著减小。本专利技术的实施例不局限于/36的极槽配合，也适用于其他极槽配合；本专利技术的实施例不局限于一种转子冲片，也适用于其他多种转子冲片配合；对于其他采用依据本专利技术实施例及其变异结构的形成旋转电机仍然属于本专利技术的范围之内。本专利技术的有益效果是：采用第一部分转子和第二部分转子叠加而成，齿槽转矩明显减少，转矩脉动显著降低，降低成本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Spoke‑型转子结构以及使用其的内置式永磁电机，包括定子铁芯和spoke‑型的转子铁芯，所述转子铁芯嵌在定子铁芯内，其特征在于：所述转子铁芯包括第一部分转子和第二部分转子，所述第一部分转子叠加在第二部分转子的上部，所述第一部分转子包括第一转筒，所述第一转筒外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第一永磁体，所述第二部分转子包括第二转筒，所述第二转筒外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第二永磁体，所述第一转筒与第二转筒之间通过转轴连接，相邻两个所述第一永磁体之间设置有第一转子铁芯，相邻两个所述第二永磁体之间设置有第二转子铁芯。

【技术特征摘要】
1.一种Spoke-型转子结构以及使用其的内置式永磁电机，包括定子铁芯和spoke-型的转子铁芯，所述转子铁芯嵌在定子铁芯内，其特征在于：所述转子铁芯包括第一部分转子和第二部分转子，所述第一部分转子叠加在第二部分转子的上部，所述第一部分转子包括第一转筒，所述第一转筒外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第一永磁体，所述第二部分转子包括第二转筒，所述第二转筒外圆周侧壁设置有若干个环形分布的第二永磁体，所述第一转筒与第二转筒之间通过转轴连接，相邻两个所述第一永磁体之间设置有第一转子铁芯，相邻两个所述第二永磁体之间设置有第二转子铁芯。2.如权利要求1所述的一种Spoke-型转子结构以及使用其的内置式永磁电机，其特征在于：所述第一永磁体与第一转筒连接处设置有第一隔磁槽，所述第二永磁体与第二转筒连接处设置有第二隔磁槽。3.如权利要求1所述的一种Spoke-型转子结构以及使用其的内置式永磁电机，其特征在于：所述第一永磁体和第二永磁体的形状为长方块形。4.如权利要求1所述的一种Spoke-型转子结...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶攀，任武，许强，钟运平，
申请(专利权)人：湖北立锐机电有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42