一种用于同步磁阻电机的转子制造技术

本发明专利技术涉及一种用于同步磁阻电机的转子结构，转子的圆周方向上分布有多组空气层结构，转子的中部设有一圈减重孔，每一个空气层结构包括第一、第二两层空气槽组；第一空气槽组包括设在中部的第一直轴空气槽，第一直轴空气槽两侧分别设有一第一交轴空气槽；第二空气槽组包括设在中部的两根第二直轴空气槽，每根第二直轴空气槽外侧分别设有一第二交轴空气槽。通过结构优化处理，空气槽的设置，加强筋的摆设以及磁钢的放置，从而有效提高电机的峰值扭矩、效率和功率因素，降低高速弱磁区反电势，并显著提高电机调速范围。

【技术实现步骤摘要】
一种用于同步磁阻电机的转子
本专利技术涉及同步磁阻电机的
，具体地说是一种用于同步磁阻电机的转子结构，尤其涉及一种设有双层空气层的转子结构。
技术介绍
随着电力电子技术和控制理论的发展，永磁同步磁阻电机(SynchronousReluctanceMachine)简称SynRM由于结构简单，制造容易，成本低，运行可靠等优点，广泛应用于工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等领域。目前永磁同步磁阻电机转子结构主要为内置式，由于其具有一定的磁阻性能，因此成为新能源汽车驱动电机主要采用的转子结构。但是随着永磁材料价格走高，生产成本加大，以及高性能驱动电机的需求，由于内置式永磁体结构电机漏磁、磁阻特性不突出，材料利用率低，弱磁范围较窄等问题，限制了常规内置式转子结构的使用率。尤其在低速大扭矩区域，常规永磁电机存在高温退磁风险。因此，现有技术中，急需要一种优化的转子结构，提高驱动电机的性能和电机调速范围的转子结构。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的用于同步磁阻电机的转子结构，通过设置双层空气层结构，通过调整空气槽的角度以及搭配相应的永磁体，从而有效提高电机的峰值扭矩、效率和功率因素，提高电机调速范围。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种用于同步磁阻电机的转子结构，其特征在于：转子的圆周方向上分布有多组空气层结构，转子的中部设有一圈减重孔，每一个空气层结构包括第一、第二两层空气槽组，第一空气槽组沿着转子的外圆周设置，第二空气槽组设置于第一空气槽组的外围并与第一空气槽组对应设置；第一空气槽组包括设在中部的第一直轴空气槽，第一直轴空气槽两侧分别设有一第一交轴空气槽，两个第一交轴空气槽沿第一直轴空气槽的中垂线对称分布；第二空气槽组包括设在中部的第二直轴空气槽，第二直轴空气槽共有两根，每一根第二直轴空气槽一侧分别设有一第二交轴空气槽。优选的，两个第一交轴空气槽的一端部设有圆倒角，另一端部设有斜切角，该斜切角与第一直轴空气槽相对应；第一直轴空气槽与一个第一交轴空气槽之间设有第一空气加强筋；第一直轴空气槽与第一交轴空气槽之间存在夹角。进一步，两个第二交轴空气槽的一端部设有圆倒角，另一端部设有斜切角，该斜切角与第二直轴空气槽相对应；两根第二直轴空气槽并列设置，两者之间通过第二空气加强筋相连；第二直轴空气槽与第二交轴空气槽之间设有侧部空气加强筋；第二直轴空气槽与第二交轴空气槽之间存在夹角。进一步，第一直轴空气槽的高度与第二直轴空气槽的高度相同，第一直轴空气槽内插设有第一层永磁体，第二直轴空气槽内设有第二层永磁体，第一直轴空气槽的高度、宽度均大于第一层永磁体的高度和宽度，第二直轴空气槽的高度、宽度均大于第二层永磁体的高度和宽度；第一层永磁体插入第一直轴空气槽内，与第一直轴空气槽、第一交轴空气槽相配合，用以提供永磁磁场激励源；第二层永磁体共有两根，分别插入两根第二直轴空气槽内，与第二直轴空气槽、第二交轴空气槽相配合，用以提供辅助永磁磁场激励源，并且分担高速区弱磁时反向直轴方向磁场。进一步，第一直轴空气槽的高度、宽度比第一层永磁体的高度和宽度分别大0.01mm，第二直轴空气槽的高度、宽度比第二层永磁体的高度和宽度分别大0.01mm。进一步，所述的夹角θ1通过公式θ1＝90°+360°/p+Δθ得到，其中p为电机极对数，修正值为Δθ(Δθ为调整交直轴电感的差值和比值，对其进行-5°到5°范围内优化得出一个最佳值，使改角度下的电机具有最大的凸极比和交直轴电感之差)。更进一步，所述的减重孔由多个呈圆弧段的配重单孔组合形成一个同心圆环结构，配重单孔的数量为p个，p为电机极对数，每个配重单孔设有四个圆倒角。相对于现有技术，本专利技术的技术方案除了整体技术方案的改进，还包括很多细节方面的改进，具体而言，具有以下有益效果：1、本专利技术所述的改进方案，转子的圆周方向上分布有多组空气层结构，每一个空气层结构包括第一、第二两层对应设置的空气槽组，转子上还设有一层减重孔，通过空气槽的设置，加强筋的摆设以及磁钢的放置，从而有效提高电机的峰值扭矩、效率和功率因素，降低高速弱磁区反电势，并显著提高电机调速范围；2、本专利技术的技术方案的中，第一空气槽组包括设在中部的第一直轴空气槽，第一直轴空气槽两侧分别设有一第一交轴空气槽，第一直轴空气槽与第一交轴空气槽之间存在夹角，同时第一直轴空气槽与其中一个第一交轴空气槽之间设有第一空气加强筋，第一直轴空气槽设有永磁体，起到提供永磁磁场激励源的作用，有效增大了转子的每极磁通量，由此有效提高了电机的气隙磁密和功率密度；3、本专利技术的技术方案中，第二空气槽组包括设在中部的第二直轴空气槽，和与第二直轴空气槽相配合的第二交轴空气槽，两根第二直轴空气槽并列设置，两者之间通过第二空气加强筋相连，第二直轴空气槽与第二交轴空气槽之间设有侧部空气加强筋，第二直轴空气槽与第二交轴空气槽之间存在夹角，其中第二直轴空气槽中设有第二永磁体，永磁体起辅助励磁作用，并分担高速区弱磁时，反向直轴方向磁场，防止永磁体永久性退磁；4、本专利技术第一直轴空气槽的高度、宽度比第一层永磁体的高度和宽度分别大0.01mm，第二直轴空气槽的高度、宽度比第二层永磁体的高度和宽度分别大0.01mm，所述的夹角θ1通过公式θ1＝90°+360°/p+Δθ得到，通过这一优化的结构，使得气息磁密波形逼近正弦波，实现交轴电感大于直轴电感，提供电机磁阻特性。5、本专利技术的特殊结构的转子，结构十分简单，便于控制，功率密度进一步增大。用在电动汽车驱动电机上，可以进一步提高电机的转矩，增加电机工作的稳定性。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为图1的A部放大结构示意图。图3为本专利技术去除永磁体后的结构示意图。图4为图3中B部的放大结构示意图。图5为本专利技术直轴磁力线分布图。图6为本专利技术交轴磁力线分布图。图7为本专利技术一个磁极下的等效磁通分布图。附图标记：1空气层结构、2第一层空气槽组、3第二层空气槽组、4减重孔；21第一直轴空气槽、22第一交轴空气槽、23第一层永磁体、24第一空气加强筋；31第二直轴空气槽、32第二交轴空气槽、33第二空气加强筋、34侧部空气加强筋、35第二层永磁体；41配重单孔。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。首先对本专利技术涉及的一些缩略语或专业术语进行定义：磁阻电机：是一种连续运行的电气传动装置，其结构及工作原理与传统的交、直流电动机有很大的区别。它不依靠定、转子绕组电流所产生磁场的相互作用而产生转矩，而是依靠“磁阻最小原理”产生转矩。交直轴：交轴也叫q轴，直轴也叫d轴，他们实际上是坐标轴，而不是实际的轴在电机转子上建立了一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，垂直于转子磁场方向为q轴，将电机的数学模型转换到此坐标系下，可实现d轴和q轴的解耦,从而得到良好控制特性。本专利技术提供了一种用于同步磁阻电机的转子结构，具体参见图1，其与现有技术的区别在于：转子的圆周方向上分布有多组空气层结构，转子的中部设有一圈减重孔，每一个空气层结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于同步磁阻电机的转子结构，其特征在于：转子的圆周方向上分布有多组空气层结构，转子的中部设有一圈减重孔，每一个空气层结构包括第一、第二两层空气槽组，第一空气槽组沿着转子的外圆周设置，第二空气槽组设置于第一空气槽组的外围并与第一空气槽组对应设置；第一空气槽组包括设在中部的第一直轴空气槽，第一直轴空气槽两侧分别设有一第一交轴空气槽，两个第一交轴空气槽沿第一直轴空气槽的中垂线对称分布；第二空气槽组包括设在中部的第二直轴空气槽，第二直轴空气槽共有两根，每一根第二直轴空气槽一侧分别设有一第二交轴空气槽。

【技术特征摘要】
1.一种用于同步磁阻电机的转子结构，其特征在于：转子的圆周方向上分布有多组空气层结构，转子的中部设有一圈减重孔，每一个空气层结构包括第一、第二两层空气槽组，第一空气槽组沿着转子的外圆周设置，第二空气槽组设置于第一空气槽组的外围并与第一空气槽组对应设置；第一空气槽组包括设在中部的第一直轴空气槽，第一直轴空气槽两侧分别设有一第一交轴空气槽，两个第一交轴空气槽沿第一直轴空气槽的中垂线对称分布；第二空气槽组包括设在中部的第二直轴空气槽，第二直轴空气槽共有两根，每一根第二直轴空气槽一侧分别设有一第二交轴空气槽。2.根据权利要求1所述的一种用于同步磁阻电机的转子结构，其特征在于：两个第一交轴空气槽的一端部设有圆倒角，另一端部设有斜切角，该斜切角与第一直轴空气槽相对应；第一直轴空气槽与一个第一交轴空气槽之间设有第一空气加强筋；第一直轴空气槽与第一交轴空气槽之间存在夹角。3.根据权利要求1所述的一种用于同步磁阻电机的转子结构，其特征在于：两个第二交轴空气槽的一端部设有圆倒角，另一端部设有斜切角，该斜切角与第二直轴空气槽相对应；两根第二直轴空气槽并列设置，两者之间通过第二空气加强筋相连；第二直轴空气槽与第二交轴空气槽之间设有侧部空气加强筋；第二直轴空气槽与第二交轴空气槽之间存在夹角。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴瑞琳，张翔建，王丽慧，
申请(专利权)人：苏州英磁新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32