一种内置式永磁电机制造技术

本发明专利技术涉及永磁电机领域，公开了一种内置式永磁电机，包括机壳、正多边形定子铁芯、非对称混合式转子铁芯、永磁体、轴、绕组和绝缘框架；正多边形定子铁芯由多个T型齿连轭围合而成；正多边形定子铁芯与机壳的接触部位形成接触域，与机壳之间的空隙形成填充域；非对称混合式转子铁芯包括轴套、轴孔、扇区、连接桥及支撑凸起，非对称混合式铁芯包含全连桥式叠片和半连桥式叠片；全连桥式叠片位于非对称混合式转子铁芯的两端，全连桥式叠片轴向包夹半连桥式叠片；绝缘框架包覆于各T型齿连轭的齿部，绕组缠绕于绝缘框架上。本发明专利技术可以简化电机的生产工艺，又可以提高电机的结构强度。

【技术实现步骤摘要】
一种内置式永磁电机
本专利技术涉及永磁电机领域，具体地涉及一种内置式永磁电机。
技术介绍
传统无刷直流电机采用表贴式磁瓦或内置式径向充磁磁钢结构，功率密度较低，限于成本因素，通过切向充磁并联磁路结构提高电机每极磁通。现有切向充磁结构仍存在漏磁大的问题，限制了电机性能提升。专利CN201611226568.0设计一种转子铁芯，该铁芯有至少一个齿部扇区与转子套环的断开，同时有至少一个齿部扇区与轴套相连。以此抑制近轴处的漏磁。该转子铁芯轴套外设有定位凸部，用以永磁体的定位和支撑。通过分析，由于该方案转子断开的齿部扇区轴向无固定支撑部件，轴向结构强度较差，不利于大规模生产，同时，上述的用以支撑和定位永磁体的定位凸起将产生自交链漏磁，降低电机功率密度，不利于提升性能。另一方面，内置式切向充磁的电机由于功率密度的提升，定子铁芯容易饱和产生较高铁芯损耗，降低电机效率。同时电磁力波增强导致振动噪声增大。现有技术通过斜极斜槽等方法来抑制振动噪声，相应的方法增大制造工艺难度并增加生产工时，专利CN201320738896.4设计了条形弯圆的定子铁芯，该方案从定子环形轭部向内伸出齿部，相邻的两个定子齿部之间形成嵌线槽。该定子磁路平衡，磁密适中平均，减少局部饱和，工艺简单，生产效率较高。但上述专利仅依靠定子槽口宽度、齿部宽度及轭部宽度等参数对磁密进行平均处理，未能考虑定子形状及结构对电机磁场、损耗等的影响，不适用与高功率密度电机结构，也为考虑通过定子铁芯与机壳之间的组合方法来降低电机振动噪声，未给出能够综合考虑功率密度并抑振降噪的结构。因此，亟需一种能适用于大规模生产制造的工艺简单，结构可靠的高功率密度，且低振动噪声的永磁无刷直流电机。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种内置式永磁电机，该内置式永磁电机既可以简化生产工艺，又可以提高结构强度和功率密度。为了解决本专利技术的上述技术问题，本专利技术提供一种内置式永磁电机，包括机壳、正多边形定子铁芯、非对称混合式转子铁芯、永磁体、轴、绕组和绝缘框架；所述正多边形定子铁芯由多个T型齿连轭围合而成；所述正多边形定子铁芯与所述机壳的接触部位形成接触域，与所述机壳之间的空隙形成填充域；所述非对称混合式转子铁芯包括轴套、轴孔、扇区、连接桥及支撑凸起，所述非对称混合式铁芯包含全连桥式叠片和半连桥式叠片；所述绝缘框架包覆于各所述T型齿连轭的齿部形成定子槽，所述绕组缠绕于所述定子槽上。优选地，所述T型齿连轭的数量为12个，所述正多边形定子铁芯的外边界呈正十二边形；各所述T型齿连轭的轭部内外表面平行，各所述T型齿连轭的齿部从所述轭部向内伸出，所述齿部与轭部的边界面垂直。优选地，各所述T型齿连轭上设有内外两个大小不同的铆扣点，外铆扣点的尺寸大于内铆扣点的尺寸；所述外铆扣点设于所述轭部中心位置，所述内铆扣点设于所述齿部的齿冠中部；所述齿部的齿冠形状为斜肩式，斜肩式齿冠槽的内斜面与齿部径向边界的夹角为钝角。优选地，所述填充域内注有团状模塑料；所述绝缘框架包覆于各所述T型齿连轭的齿部形成定子槽，所述绕组缠绕于所述定子槽上。优选地，所述全连桥式叠片位于所述非对称混合式转子铁芯的两端，全连桥式叠片轴向包夹所述半连桥式叠片；所述全连桥式叠片由多片转子冲片A沿轴向叠压而成，在至少一个全连桥式叠片的叠压层内，所述转子冲片A沿径向向外凸起，形成所述连接桥，相邻的两个连接桥具有不同的宽度和长度，连接桥沿径向向外延伸形成所述扇区。优选地，在同一叠压层内，所述扇区不对称，相邻的两个扇区与所述连接桥相连处具有不同尺寸，所述槽内放有所述永磁体，相邻两个永磁体的极性相异，槽中对应的所述转子冲片A沿径向向外凸起，形成支撑桥。优选地，所述半连桥式叠片由多片转子冲片B沿轴向叠压而成，在至少一个半连桥式叠片的叠压层内，所述转子冲片B沿径向向外延伸形成凸起，相邻的两个所述径向凸起具有不同的宽度和长度，宽度小的径向凸起与所述扇区连接，宽度大的径向凸起不与所述扇区连接。优选地，在同一叠压层内，扇区不对称，相邻的两个扇区面积不等，所述槽内放有所述永磁体，相邻两个槽内永磁体的极性相异，槽中对应的所述转子冲片B沿径向向外延伸形成径向槽底凸起。优选地，所述转子冲片A和转子冲片B沿轴向叠压，形成轴向和周向不对称的所述非对称混合式转子铁芯。优选地，宽度大的所述连接桥向外延伸形成5个大扇区，宽度小的所述连接桥向外延伸形成5个小扇区。优选地，所述支撑桥与所述永磁体接触。优选地，所述径向槽底凸起最外侧与所述永磁体的距离大于0.5mm。优选地，所述宽度大的连接桥与所述宽度大的径向凸起沿轴向重合，所述宽度小的连接桥与所述宽度小的连接桥沿轴向重合。优选地，所述宽度大的连接桥所对的扇区沿轴向两侧与轴套相连，轴向中间部分悬空；所述宽度小的连接桥所对的扇区与轴套相连。优选地，所述支撑桥与所述径向槽底凸起沿轴向重合，所述非对称混合式转子铁芯在轴向两侧与所述永磁体接触，中间部分悬空。优选地，所述宽度大的连接桥宽度与所述宽度大的径向凸起的宽度相同，所述宽度小的连接桥宽度与所述宽度小的径向凸起的宽度相同。优选地，所述支撑桥与所述径向槽底凸起在轴套侧的宽度相等。优选地，所述转子冲片A与所述转子冲片B的数量之比小于0.5。优选地，所述转子冲片A与所述转子冲片B的外圆弧表面包括x段用于降低转矩波动的样条，所述样条为圆弧段或直线段；所述x段样条至少包括两段直线段。优选地，所述样条的段数x满足：若LCM(2P，S)/2P为奇数，则x＝[LCM(2P，S)/2P]；若LCM(2P，S)/2P为偶数，则x＝[LCM(2P，S)/2P]-1；其中，x、LCM、P、S分别为样条段数、最小公倍数、极对数及槽数。优选地，设所述中间主样条的圆心度为α，其余各段样条的圆心角分别为βi，则满足：本专利技术可以简化电机的生产工艺，又可以提高电机的结构强度。通过设计隔断式支撑桥和隔断式宽磁桥，电机转子结构强度大幅提升。同时，半连桥式叠片保证转子铁芯一个叠片至少有一半的扇区可以与轴套相连，在大规模生产过程中易于定位。通过本专利技术可大幅降低转子槽底自交链漏磁，从而提高气隙磁通，通过T型齿连轭定子结构，可以降低电机饱和程度，使每极磁通最大化。对比本专利技术电机结构和传统全桥连接的电机结构的反电势系数可以看出，采用该结构的电机反电势系数明显提升，在电机重载运行时，电机的转矩-电流曲线线性度良好，未出现饱和现象，从而提高电机性能。通过转子五段样条式结构，电机的反电势谐波畸变率较低，气隙磁场的正弦度较好，以此降低电机切向转矩脉动及径向振动。同时，采用T型齿连轭结构，定子与机壳之间含有填充域，以此削弱定子本身与机壳之间振动的传递，实现电机的减振降噪。降低转子槽底自交链漏磁从而提高功率密度，可保证气隙磁场的高正弦性，大幅提高反电势系数。附图说明图1是本专利技术一个实施例的结构示意图；图2是本专利技术一个实施例中转子叠片的结构示意图；图3是本专利技术一个实施例中T型齿连轭的结构示意图；图4是本专利技术一个实施例中定子总成结构示意图；图5是本专利技术一个实施例中转子冲片B的结构示意图；图6是本专利技术一个实施例中转子冲片A的结构示意图；图7(a)是现有技术中全桥连接式转子槽底自交链漏磁分布，(b)是(a)中方框圈出部分的局部放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置式永磁电机，其特征在于，包括机壳、正多边形定子铁芯、非对称混合式转子铁芯、永磁体、轴、绕组和绝缘框架；所述正多边形定子铁芯由多个T型齿连轭围合而成；所述非对称混合式转子铁芯包括轴套、轴孔、扇区、连接桥及支撑凸起，所述非对称混合式铁芯包含全连桥式叠片和半连桥式叠片。

【技术特征摘要】
1.一种内置式永磁电机，其特征在于，包括机壳、正多边形定子铁芯、非对称混合式转子铁芯、永磁体、轴、绕组和绝缘框架；所述正多边形定子铁芯由多个T型齿连轭围合而成；所述非对称混合式转子铁芯包括轴套、轴孔、扇区、连接桥及支撑凸起，所述非对称混合式铁芯包含全连桥式叠片和半连桥式叠片。2.如权利要求1所述的内置式永磁电机，其特征在于，所述T型齿连轭的数量为12个，所述正多边形定子铁芯的外边界呈正十二边形；各所述T型齿连轭的轭部内外表面平行，各所述T型齿连轭的齿部从所述轭部向内伸出，所述齿部与轭部的边界面垂直。3.如权利要求2所述的内置式永磁电机，其特征在于，各所述T型齿连轭上设有内外两个大小不同的铆扣点，外铆扣点的尺寸大于内铆扣点的尺寸；所述外铆扣点设于所述轭部中心位置，所述内铆扣点设于所述齿部的齿冠中部；所述齿部的齿冠形状为斜肩式，斜肩式齿冠槽的内斜面与齿部径向边界的夹角为钝角。4.如权利要求1所述的内置式永磁电机，其特征在于，所述填充域内注有团状模塑料；所述绝缘框架包覆于各所述T型齿连轭的齿部形成定子槽，所述绕组缠绕于所述定子槽上。5.如权利要求1所述的内置式永磁电机，其特征在于，所述全连桥式叠片位于所述非对称混合式转子铁芯的两端，全连桥式叠片轴向包夹所述半连桥式叠片；所述全连桥式叠片由多片转子冲片A沿轴向叠压而成，在至少一个全连桥式叠片的叠压层内，所述转子冲片A沿径向向外凸起，形成所述连接桥，相邻的两个连接桥具有不同的宽度和长度，连接桥沿径向向外延伸形成所述扇区。6.如权利要求5所述的内置式永磁电机，其特征在于，在同一全连桥式叠片的叠压层内，所述扇区不对称，相邻的两个扇区与所述连接桥相连处具有不同尺寸，所述槽内放有所述永磁体，相邻两个永磁体的极性相异，槽中对应的所述转子冲片A沿径向向外凸起，形成支撑桥。7.如权利要求6所述的内置式永磁电机，其特征在于，所述半连桥式叠片由多片转子冲片B沿轴向叠压而成，在至少一个半连桥式叠片的叠压层内，所述转子冲片B沿径向向外延伸形成凸起，相邻的两个所述径向凸起具有不同的宽度和长度，宽度小的径向凸起与所述扇区连接，宽度大的径向凸起不与所述扇区连接。8.如权利要求7所述的内置式永磁电机，其特征在于，在同一半连桥式叠片的叠压层内，扇区不对称，相邻的两个扇区面积不等，所述槽内放有所述永磁体，相邻两个槽内永磁体的极性相异，槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文瑞，甘峰，李虎，迟闯，于明湖，
申请(专利权)人：广东威灵电机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44