永磁电机制造技术

本申请提供一种永磁电机。该永磁电机包括定子组件，定子组件包括定子铁芯(1)，定子铁芯(1)包括定子齿靴(2)，在垂直于定子铁芯(1)的中心轴线的平面内，定子齿靴(2)的两侧对称设置有两组辅助槽，两组辅助槽位于定子齿靴(2)的径向内周侧，每组辅助槽分别包括第一凹槽(3)和第二凹槽(4)。根据本申请的永磁电机，能够有效提高电机转矩能力，改善电机转矩波动，大幅削弱谐波含量。

【技术实现步骤摘要】
永磁电机
本申请涉及电机
，具体涉及一种永磁电机。
技术介绍
转矩波动是电机的固有特性，其增加了电机运行时的转矩波动，从而引起电机的振动与运行噪声增加。转矩波动由两部分引起，一部分是电机空载运行时的齿槽转矩，另一部分是电机负载运行时由于磁密谐波引起的电磁转矩的波动，如何削弱永磁电机的转矩波动是行业难题。一种有效的措施是从齿槽转矩入手，通过在定子齿部中心开设辅助槽从而增加齿槽转矩的频率降低其幅值。但是经研究发现，这种开设方式仅是在某一种转子类型时有效，当电机的转子结构不一致时，其效果会降低甚至适得其反。另一方面尽管这种方式会降低齿槽转矩，但是由于辅助槽开设在齿部中心，会剧烈削弱气隙磁密中的基波，导致电机的输出转矩大幅下降，引起电机运行性能的下降。而且这种措施对于由于磁密谐波引起的转矩波动削弱效果不明显。现有技术中通过辅助槽提高极槽数的最小公倍数从而削弱齿槽转矩，起到一定效果，但是该辅助槽同时也会大幅削弱磁密的基波引起转矩下降，并且由于缺少针对性，对3、5、7次等关键谐波的削弱作用不好，因此导致电机的转矩波动改善效果不明显。
技术实现思路
因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种永磁电机，能够有效提高电机转矩能力，改善电机转矩波动，大幅削弱谐波含量。为了解决上述问题，本申请提供一种永磁电机，包括定子组件，定子组件包括定子铁芯，定子铁芯包括定子齿靴，在垂直于定子铁芯的中心轴线的平面内，定子齿靴的两侧对称设置有两组辅助槽，两组辅助槽位于定子齿靴的径向内周侧，每组辅助槽分别包括第一凹槽和第二凹槽。优选地，两个第一凹槽的中心线所形成的夹角为as1，两个第二凹槽的中心线所形成的夹角为as2，其中as1/as2＝0.5～0.8。优选地，两个第一凹槽的中心线所形成的夹角为as1，定子齿靴的周向外边缘的两个端点和定子铁芯的中心的连线之间的夹角为as3，其中as1/as3＝0.3～0.5。优选地，第二凹槽位于第一凹槽的周向外侧，两个第一凹槽之间的定子齿靴的半径为r1，第一凹槽与第二凹槽之间的定子齿靴的半径为r2，其中r1/r2＝0.97～1。优选地，第二凹槽位于第一凹槽的周向外侧，第一凹槽与第二凹槽之间的定子齿靴的半径为r2，第二凹槽周向外侧的定子齿靴的半径为r3，其中r2/r3＝0.95～1。优选地，永磁电机还包括转子组件，转子组件包括转子铁芯，转子铁芯上设置有安装槽，安装槽内设置有永磁体，安装槽的两端分别设置有空气槽，各空气槽靠近磁极中心线的一侧分别设置有向磁极中心线周向延伸的延伸槽。优选地，两个延伸槽的径向外周侧靠近磁极中心线的端点和转子铁芯的中心的连线所形成的夹角为ar1，两个第二凹槽的中心线所形成的夹角为as2，其中ar1/as2＝1.1～1.4。优选地，两个延伸槽的径向外周侧靠近磁极中心线的端点和转子铁芯的中心的连线所形成的夹角为ar1，永磁体的径向外周侧的两个端点和转子铁芯的中心的连线所形成的夹角为ar2，其中ar1/ar2＝0.7～1。优选地，第一凹槽的周向宽度为w1，第二凹槽的周向宽度为w2，其中w1/w2＝0.9～1.1。优选地，第一凹槽的周向宽度为w1，永磁体的周向宽度为wm，其中w1/wm＝0.01～0.03。优选地，定子铁芯包括9个定子齿部，转子铁芯包括6组安装槽，永磁电机为9槽6极电机。本申请提供的永磁电机，包括定子组件，定子组件包括定子铁芯，定子铁芯包括定子齿靴，在垂直于定子铁芯的中心轴线的平面内，定子齿靴的两侧对称设置有两组辅助槽，两组辅助槽位于定子齿靴的径向内周侧，每组辅助槽分别包括第一凹槽和第二凹槽。本申请的永磁电机，在定子齿部的两侧对称地设置各2个辅助槽，不影响基波幅值，提高齿槽转矩脉动的频率，降低其幅值，保证电机电磁转矩的前提下削弱电机的齿槽转矩，同时，辅助槽的数量为2，可以更好地削弱3、5、7等磁密谐波，配合齿部两侧设置较大的气隙，进一步降低转矩波动。附图说明图1为本申请实施例的永磁电机的结构示意图；图2为本申请实施例的永磁电机的第一尺寸结构图；图3为本申请实施例的永磁电机的第二尺寸结构图；图4为转子磁场谐波分解图；图5a为现有技术中的辅助槽与谐波的相互作用图；图5b为本申请实施例的永磁电机的辅助槽与谐波的相互作用图；图6a为本申请实施例的永磁电机的辅助槽的第一种磁路结构图；图6b为本申请实施例的永磁电机的辅助槽的第二种磁路结构图；图7为本申请实施例的永磁电机的ar1/as2对谐波含量的影响曲线图；图8为本申请实施例的永磁电机的as1/as2对谐波含量的影响曲线图；图9为本申请实施例的永磁电机与现有技术的永磁电机的齿槽转矩曲线对比图；图10为本申请实施例的永磁电机与现有技术的永磁电机的电磁转矩曲线对比图。附图标记表示为：1、定子铁芯；2、定子齿靴；3、第一凹槽；4、第二凹槽；5、转子铁芯；6、安装槽；7、永磁体；8、空气槽；9、延伸槽。具体实施方式结合参见图1至图10所示，根据本申请的实施例，永磁电机包括定子组件，所述定子组件包括定子铁芯1，所述定子铁芯1包括定子齿靴2，在垂直于所述定子铁芯1的中心轴线的平面内，所述定子齿靴2的两侧对称设置有两组辅助槽，所述两组辅助槽位于所述定子齿靴2的径向内周侧，每组所述辅助槽分别包括第一凹槽3和第二凹槽4。本申请的永磁电机，在定子齿部的两侧对称地设置各2个辅助槽，不影响基波幅值，能够提高齿槽转矩脉动的频率，降低其幅值，保证电机电磁转矩的前提下削弱电机的齿槽转矩，同时，辅助槽的数量为2，可以更好地削弱3、5、7等磁密谐波，配合齿部两侧设置较大的气隙，进一步降低转矩波动。定子铁芯1上沿圆周均匀分布数个定子齿部，定子齿部在靠近转子外周缘的部分沿轴向延伸形成较宽的齿靴部，齿靴部两侧对称地各开有2组辅助槽，包括第一凹槽3与第二凹槽4，定子的齿数为z，则辅助槽的个数为4z，无辅助槽时齿槽转矩的频率为z与转子极数6的最小公倍数，而设置了辅助槽后，齿槽转矩的频率为(4z+z)与转子极数6的最小公倍数，脉动频率明显提高，预示着齿槽转矩幅值的降低，如图2、3所示。另外，转子磁场谐波分解如图4所示，包含1(基波)、3、5、7等奇数次波，现有技术中在定子齿中部开槽，辅助槽会增加该处的气隙，从而削弱转子磁场，尽管该方式可以削弱谐波幅值，但是同时也会削弱基波的幅值，如图5a所示，箭头表示对幅值的削弱作用，基波会被大幅削弱，从而导致电磁转矩大幅下降。本申请中，第一凹槽3与第二凹槽4被设置在齿部两侧，齿中部不变，因此对基波的幅值影响较小，如图5b中的箭头所示，辅助槽会大幅削弱谐波的幅值。另一方面，本申请中辅助槽的个数为2，可以进一步削弱5次与7磁谐波(图5b中为3次谐波，5、7次未示出)。在采用本申请的上述方案后，相对于现有的在齿部开设辅助槽的技术而言，本申请的永磁电机的电磁转矩提升8％，齿槽转矩减小50％，转矩波动降低50％，电机性能大幅提升。两个所述第一凹槽3的中心线所形成的夹角为as1，两个所述第二凹槽4的中心线所形成的夹角为as2，其中as1/as2＝0.5～0.8。as1表征了第一凹槽3的周向位置，影响辅助槽对3、5次谐波的抑制作用，as2表征了第二凹槽4的周向位置，影响辅助槽对5、7等较高次谐波的抑制作用，研究表明as1/as2＝0.5～0.8时可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁电机，其特征在于，包括定子组件，所述定子组件包括定子铁芯(1)，所述定子铁芯(1)包括定子齿靴(2)，在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的平面内，所述定子齿靴(2)的两侧对称设置有两组辅助槽，所述两组辅助槽位于所述定子齿靴(2)的径向内周侧，每组所述辅助槽分别包括第一凹槽(3)和第二凹槽(4)。

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机，其特征在于，包括定子组件，所述定子组件包括定子铁芯(1)，所述定子铁芯(1)包括定子齿靴(2)，在垂直于所述定子铁芯(1)的中心轴线的平面内，所述定子齿靴(2)的两侧对称设置有两组辅助槽，所述两组辅助槽位于所述定子齿靴(2)的径向内周侧，每组所述辅助槽分别包括第一凹槽(3)和第二凹槽(4)。2.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，两个所述第一凹槽(3)的中心线所形成的夹角为as1，两个所述第二凹槽(4)的中心线所形成的夹角为as2，其中as1/as2＝0.5～0.8。3.根据权利要求1或2所述的永磁电机，其特征在于，两个所述第一凹槽(3)的中心线所形成的夹角为as1，所述定子齿靴(2)的周向外边缘的两个端点和所述定子铁芯(1)的中心的连线之间的夹角为as3，其中as1/as3＝0.3～0.5。4.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述第二凹槽(4)位于所述第一凹槽(3)的周向外侧，两个所述第一凹槽(3)之间的所述定子齿靴(2)的半径为r1，所述第一凹槽(3)与所述第二凹槽(4)之间的所述定子齿靴(2)的半径为r2，其中r1/r2＝0.97～1。5.根据权利要求1或4所述的永磁电机，其特征在于，所述第二凹槽(4)位于所述第一凹槽(3)的周向外侧，所述第一凹槽(3)与所述第二凹槽(4)之间的所述定子齿靴(2)的半径为r2，所述第二凹槽(4)周向外侧的所述定子齿靴(2)的半径为r3，其中r2/r3＝0.95～1。6.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖勇，李权锋，李成龙，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44