内置式永磁电机制造技术

内置式永磁电机，包括：设置有多个槽的定子以及可旋转地设置在定子内侧的转子。多个相同极性的永磁铁在转子内侧的圆周方向上以相等间隔布置。多个磁通屏障设置在多个永磁体中的每一个与转子的外圆周表面相邻的一端的左侧和右侧。定子的槽的数量与转子的磁极数量之比为3：2或3：4。设置在转子中的永磁体的数量是转子的磁极数量的1/2。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】内置式永磁电机
本公开涉及内置式永磁电机，更具体地，涉及具有中间磁极的内置式永磁电机。
技术介绍
通常，内置式永磁电机包括设置有以线圈缠绕的多个齿的定子以及其中插入有多个永磁体的转子。根据现有技术的内置式永磁电机1000在图1中示出。参考图1，传统的内置式永磁电机1000包括定子1110和转子1120.定子1110的内表面形成为柱形，多个齿1113从定子1110的内表面朝向定子1110的中心突出。多个齿1113在定子1110的圆周方向上以预定的间隔彼此间隔开，线圈(未示出)集中地绕多个齿1113的每一个缠绕。转子1120形成为圆柱形，布置成可与定子1110同轴地旋转。在转子1120内侧，在圆周方向上以一定间隔设置有多个永磁体1130和1131。多个永磁体1130和1131包括具有不同磁极的P永磁体。多个永磁体1130和1131排列使得相邻的两个永磁体具有不同的磁极。例如，如图1所示，N极的永磁体1130和S极的永磁体1131在转子1120的圆周方向上交替地排列。当将电流施加到具有这种结构的传统的内置式永磁电机1000的多个线圈时，转子1120通过在定子1110的多个线圈与转子1120的多个永磁体1130和1131之间产生的吸引力和排斥力而旋转。为了改善传统的内置式永磁电机的性能，有必要增加磁通量。为了提升电机的磁通量，可增加永磁体的厚度，或者可使用具有高剩余磁通密度的稀土材料制成的永磁体。但是，如上所述增加永磁体的厚度或使用稀土类永磁体会增加材料成本。因此，需要开发能够在满足市场所需性能的同时减少使用的永磁体的数量的电机。
技术实现思路
技术问题本公开的一方面涉及能够减少永磁体数量并且表现出高性能的内置式永磁电机。技术方案根据本公开的一方面，内置式永磁电机可包括：具有多个槽的定子；可旋转地布置在定子内侧的转子；在转子内侧的圆周方向上以相等的间隔布置且具有相同极性的多个永磁体；以及设置在多个永磁体的每一个与转子的外圆周表面相邻的一端的左侧和右侧的多个磁通屏障，其中，定子的槽的数量与转子的磁极数量之比为3：2或3：4，设置在转子中的多个永磁体的数量是转子的磁极数量的1/2。多个永磁体的每一个的极弧角θm可满足以下公式：θn≤θm<θm+θs/2θn＝360/Pθs＝360/S其中，P是转子的磁极数量，S是定子的槽的数量。多个永磁体的每一个的极弧角θm和多个磁通屏障可满足以下公式：θs/2≤θib<θnθn≤θm<θobθm<θob<θm+θsθn＝360/Pθs＝360/S其中，θib是永磁体的内磁通屏障角，θob是永磁体的外磁通屏障角，P是转子的磁极数量，S是定子的槽的数量。多个永磁体中的两个相邻的永磁体之间形成的中间磁极(consequentpole)的角θcp可满足以下公式：θib/2<θcp<θob转子的磁极数量可满足以下公式：P＝2N其中，N是自然数，且满足2≤N≤8。转子可形成为圆柱形，并且多个磁通屏障可形成为与转子的外圆周表面相邻且在转子的圆周方向上以预定间隔设置的多个空隙。转子可包括多个永磁体布置其中的多个磁体插入孔，可在多个磁体插入孔的每一个的两端的左侧和右侧设置左磁通屏障以及右磁通屏障，磁体插入孔可以与左磁通屏障以及右磁通屏障流体连通。分隔壁可设置在磁体插入孔与左磁通屏障和右磁通屏障中的每一个之间。定子可包括从圆柱形磁轭的内圆周表面向定子的中心突出的多个齿，定子可以是线圈集中地缠绕在多个齿中的每一个上的同心绕组型。多个齿中的每一个可设置有台阶部，台阶部包括至少一个面对转子的台阶表面。内置式永磁电机可包括：布置在转子中心的旋转轴，以及在旋转轴与多个永磁体之间形成的多个内磁通屏障。多个永磁体可由铁氧体或稀土材料形成。多个永磁体中的每一个可形成为V形、C形和U形中的任一种。根据本公开的另一方面，内置式永磁电机可包括：具备多个槽的定子；可旋转地布置在定子内侧的转子；在转子内侧的圆周方向上以相等间隔布置且具有相同极性的多个永磁体；布置在转子中心的旋转轴；以及多个左磁通屏障和多个右磁通屏障，设置在多个永磁体中的每一个与转子的外圆周表面相邻的一端的左侧和右侧，其中，设置在转子中的多个永磁体的数量是转子的磁极数量的1/2。有益效果利用根据具有上述结构的本公开实施方式的内置式永磁电机，即使当永磁体的数量与传统的内置式永磁电机相比减半时，仍可最大化有效磁通量。此外，根据本公开实施方式的内置式永磁电机包括：磁通屏障，其布置在永磁体的一端的左侧和右侧上，以减小漏磁通并减轻从转子流向定子的磁通的突变。因此，反电动势的畸变率和转矩脉动可实现为与传统的内置式永磁电机几乎相同。因此，利用根据本公开实施方式的内置式永磁电机，可将永磁体的数量减少到一半并且可实现与传统的内置式永磁电机相当的性能。附图说明本公开的这些和/或其他方面将结合附图通过实施方式的以下描述变得显而易见且容易理解，在附图中：图1是示出根据现有技术的内置式永磁电机的剖视图；图2是示出根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的剖视图；图3是示出根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的局部放大剖视图；图4是示出根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的定子的齿的视图；图5是示出根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的转子被磁化的状态的视图；图6是示出根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的转子不具有磁通屏障的情况的局部放大剖视图；图7是示出当电机的转子具有磁通屏障和电机的转子没有磁通屏障时，根据本公开的实施方式的内置式永磁电机中的感应电压的波形的图；图8是示出当电机的转子具有磁通屏障和电机的转子没有磁通屏障时，根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的转矩脉动的图；图9是示出当电机的转子具有磁通屏障和电机的转子没有磁通屏障时，根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的反电动势的畸变率的图；图10是示出根据本公开的实施方式，转子的内磁通屏障角和外磁通屏障角与内置式永磁电机的反电动势的畸变率之间的关系的分布图；图11是示出根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的局部放大剖视图；图12是示出图11的内置式永磁电机的定子的齿的视图；图13是示出根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的转子不具有磁通屏障的情况的局部放大剖视图；图14是示出当电机的转子具有磁通屏障时以及电机的转子没有磁通屏障时、根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的感应电压的波形的图；图15是示出当电机的转子具有磁通屏障时以及电机的转子没有磁通屏障时、根据本公开的实施方式的内置式永磁电机的转矩脉动的图；图16是示出当电机的转子具有磁通屏障时以及电机的转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.内置式永磁电机，包括：/n定子，设置有多个槽；/n转子，可旋转地布置在所述定子内侧；/n多个永磁体，在所述转子内侧的圆周方向上以相等间隔布置并具有相同极性；以及/n多个磁通屏障，设置在所述多个永磁铁中的每一个的、与所述转子的外圆周表面相邻的一端的左侧和右侧，/n其中，所述定子的槽的数量与所述转子的磁极数量之比为3：2或3：4，以及/n其中，设置在所述转子中的所述多个永磁体的数量是所述转子的所述磁极数量的1/2。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180608 KR 10-2018-00658941.内置式永磁电机，包括：
定子，设置有多个槽；
转子，可旋转地布置在所述定子内侧；
多个永磁体，在所述转子内侧的圆周方向上以相等间隔布置并具有相同极性；以及
多个磁通屏障，设置在所述多个永磁铁中的每一个的、与所述转子的外圆周表面相邻的一端的左侧和右侧，
其中，所述定子的槽的数量与所述转子的磁极数量之比为3：2或3：4，以及
其中，设置在所述转子中的所述多个永磁体的数量是所述转子的所述磁极数量的1/2。


2.根据权利要求1所述的内置式永磁电机，其中，
所述多个永磁体中的每一个的极弧角θm满足以下公式：
θn≤θm<θm+θs/2
θn＝360/P
θs＝360/S
其中，P是所述转子的所述磁极数量，S是所述定子的槽的数量。


3.根据权利要求1所述的内置式永磁电机，其中，
所述多个永磁体的每一个的极弧角θm和所述多个磁通屏障满足以下公式：
θs/2≤θib<θn
θn≤θm<θob
θm<θob<θm+θs
θn＝360/P
θs＝360/S
其中，θib是永磁体的内磁通屏障角，θob是所述永磁体的外磁通屏障角，P是所述转子的所述磁极数量，S是所述定子的槽的数量。


4.根据权利要求3所述的内置式永磁电机，其中，
在所述多个永磁体中的两个相邻永磁体之间形成的中间磁极的角θcp满足以下公式：
θib/2<θcp<θob。


5.根据权利要求1所述的内置式永磁电机，其中，
所述转子的所述磁极数量满足以下公式：
P＝2N
其中，N为自然数并满足2＝N≤＝8。


6.根据权利要求1所述的内置式永磁电机，其中，
所述转子形成为圆柱形，以及
其中，所述多个磁通屏障形成为与所述转子的所述外圆周表面相邻并在所述转子的所述圆周方向上以...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹泰皓，金俊锡，李亨哲，高秉秀，金弘锡，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR