电机转子及电机制造技术

本发明专利技术提供了一种电机转子及电机，电机转子包括转子磁轭和安装在转子磁轭上的磁极，磁极包括多个磁钢单元，每个磁钢单元包括在转子磁轭的径向方向上层叠的至少两块磁钢，其中，至少两块磁钢中的距离转子磁轭最近的磁钢的磁能积大于距离转子磁轭最远的磁钢的磁能积。根据本发明专利技术的电机转子，通过使每个磁钢单元包括在转子磁轭的径向方向上层叠的至少两块磁钢且使距离转子磁轭最近的磁钢的磁能积大于距离转子磁轭最远的磁钢的磁能积，可在确保电机转子不发生退磁的前提下，降低磁钢的稀土用量和电机的成本。

【技术实现步骤摘要】
电机转子及电机
本专利技术涉及电机
，具体涉及一种能够降低稀土用量的电机转子及电机。
技术介绍
永磁发电机由于具有转矩密度高、发电效率高和不需要额外的励磁设备的特点而在风力发电机组领域中成为了主力技术机型。永磁发电机中提供气隙磁通的转子永磁体通常采用钕铁硼永磁体。钕铁硼永磁体按内禀矫顽力从低到高的顺序可以分为M料、H料、SH料、UH料、EH料、AH料等，其中，内禀矫顽力为衡量磁体抗退磁能力的物理量，内禀矫顽力的大小与钕铁硼永磁体的温度稳定性密切相关，内禀矫顽力越高，温度稳定性越好。钕铁硼永磁体按剩磁和磁能积从低到高的顺序可以分为N38、N40、N42、N45、N48、N50、N52等，其中，剩磁(即，剩余磁感应强度)是指磁体经磁化至饱和以后撤去外磁场而在原来外磁场方向上仍能保持一定的磁化强度，磁能积为退磁曲线上任何一点的剩余磁感应强度和磁场强度的乘积且为衡量磁体所储存能量大小的重要参数之一。在永磁发电机运行过程中，永磁体的稳定性是保证永磁发电机可靠性的关键因素。因此，为了确保稳定性，通常采用内禀矫顽力和最大磁能积均较大的钕铁硼永磁体。然而，在这种情况下，永磁体中的稀土元素用量越大，永磁体的成本也越高。据不完全统计，永磁体的成本占到永磁发电机的30％左右。目前，国家针对风力发电机提出了风火同价的指标，同时针对作为国家战略物资的稀土元素也提出了新的开发模式，因此如何降低风力发电机的成本和减少稀土的使用量成为了永磁发电机发展的关键所在。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种具有新型结构的电机转子，以解决现有的电子转子导致风力发电机的成本高的问题。根据本专利技术的一方面，提供一种电机转子，电机转子包括转子磁轭和安装在转子磁轭上的磁极，磁极包括多个磁钢单元，每个磁钢单元包括在转子磁轭的径向方向上层叠的至少两块磁钢，其中，所述至少两块磁钢中的距离转子磁轭最近的磁钢的磁能积大于距离转子磁轭最远的磁钢的磁能积。优选地，距离转子磁轭越近的磁钢的磁能积可以越大。优选地，距离转子磁轭越近的磁钢的内禀矫顽力可以越小。优选地，距离转子磁轭越近的磁钢的剩磁温度系数和/或内禀矫顽力温度系数可以越小。优选地，所述至少两块磁钢表面可贴装在转子磁轭上。优选地，所述至少两块磁钢的尺寸可以相同。优选地，所述至少两块磁钢的厚度可以不同，其中，距离转子磁轭越近的磁钢的厚度可以越大。优选地，所述至少两块磁钢可包括第一磁钢、第二磁钢和第三磁钢，第一磁钢可安装在转子磁轭上，并且第二磁钢和第三磁钢可顺序层叠在第一磁钢上，其中，第一磁钢可以为N42M号钕铁硼磁钢，第二磁钢可以为N42H号钕铁硼磁钢，并且第三磁钢可以为N38SH号或N38UH号钕铁硼磁钢。优选地，所述至少两块磁钢可包括第一磁钢和第二磁钢，第一磁钢可安装在转子磁轭上，并且第二磁钢可层叠在第一磁钢上，其中，第一磁钢可以为N42M号钕铁硼磁钢且第二磁钢可以为N38SH号钕铁硼磁钢，或者第一磁钢可以为N42H号钕铁硼磁钢且第二磁钢可以为N38SH号钕铁硼磁钢。据本专利技术的另一方面，提供一种，电机包括上述的电机转子。根据本专利技术的电机转子，通过使每个磁钢单元包括在转子磁轭的径向方向上层叠的至少两块磁钢且使距离转子磁轭最近的磁钢的磁能积大于距离转子磁轭最远的磁钢的磁能积，可在确保电机转子不发生退磁的前提下，降低磁钢的稀土用量和电机的成本。根据本专利技术的电机转子，通过在转子磁轭的径向方向上采用磁能积、抗去磁能力、剩磁温度系数和内禀矫顽力温度系数不同的多层磁钢组合的方式，形成一种具有预定抗去磁能力、磁能积较大的新型磁极结构，在降低电机转子的磁极的成本的前提下，提供了较高的气隙磁通密度和足够的抗去磁能力。附图说明通过下面结合附图对实施例进行的描述，本专利技术的上述以及其他目的和特点将会变得更加清楚，在附图中：图1是示出根据本专利技术的实施例的电机的部分结构的沿径向方向截取的截面图。图2是示出根据本专利技术的实施例的电机的部分结构的沿轴向方向截取的截面图。图3是示出图1和图2中所示的电机转子的磁极的部分结构的示意图。图4是示出图1和图2中所示的电机转子的磁极的去磁场强随着与气隙之间的距离变化而变化的曲线图。图5至图7是示出根据本专利技术的其他实施例的电机转子的磁极的部分结构的示意图。附图标号说明：10：电机转子；11：转子磁轭；12：磁极；13：转子支架；20：电机定子；21：定子铁心；22：绕组；23：定子支架；30：气隙；121、121’、124、124’：第一磁钢；122、122’、125、125’：第二磁钢；123、123’：第三磁钢。具体实施方式现在，将参照附图详细地描述根据本专利技术的实施例，其示例在附图中示出，其中，相同的标号始终表示相同的组件。在下面的实施例中，以内定子外转子电机为例来描述本专利技术的电机转子以及电机，该描述同样适用于外定子内转子电机。如图1和图2所示，电机包括电机转子10和电机定子20，电机转子10与电机定子20之间形成气隙30，电机可以是外转子内定子的形式，也可以是内转子外定子的形式。本申请以外转子电机为例，说明本申请方案的具体实施方式，但并仅限于外转子电机，通过变换，本申请方案也可以在内转子电机上实施。具体地，电机定子20包括定子铁心21、嵌在形成于定子铁心21中的槽内的绕组22以及支撑定子铁心21的定子支架23。电机转子10包括转子磁轭11、安装在转子磁轭11内壁上的多个磁极12以及支撑转子磁轭11的转子支架13。磁极12包括多个磁钢单元。根据本专利技术的实施例，每个磁钢单元包括在转子磁轭11的径向方向上层叠的至少两块磁钢，并且距离转子磁轭11最近的磁钢的磁能积大于距离转子磁轭11最远的磁钢的磁能积。具体地，如图1至图3所示，每个磁钢单元可包括在转子磁轭11的径向方向上层叠的第一磁钢121、第二磁钢122和第三磁钢123，第一磁钢121、第二磁钢122和第三磁钢123均为钕铁硼永磁体。第一磁钢121可直接安装在转子磁轭11上，第二磁钢122和第三磁钢123可顺序层叠在第一磁钢121上。第一磁钢121的磁能积可大于第三磁钢123的磁能积。由钕铁硼永磁体的磁特性参数可知，不同牌号永磁体的相对磁导率基本相同，大约是1.032倍的真空磁导率。在电机运行过程中，当在电机发生短路而绕组22出现一个瞬态的短路电流峰值时，在短路电流最大值附近会存在最大去磁场强，去磁场强在靠近电机定子20的外径的气隙30处具有最大值，然后随着电机转子10与电机定子20的外径的距离增加，绕组短路电流产生的去磁磁势会在气隙30和磁钢单元上产生磁势降，导致距离电机定子20越远的磁钢的去磁场强越小。以本实施例中的电机为例，发生负载三相短路时，图3所示去磁场强沿着从电机定子侧到电机转子侧的曲线如图4所示，去磁场强由最大的1050kA/m减小到970kA/m。因此，磁钢的设置位置不同，其所受到的去磁场强的大小不同。在本实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机转子，所述电机转子包括转子磁轭(11)和安装在所述转子磁轭(11)上的磁极(12)，所述磁极(12)包括多个磁钢单元，每个所述磁钢单元包括在所述转子磁轭(11)的径向方向上层叠的至少两块磁钢，/n其特征在于，所述至少两块磁钢中的距离所述转子磁轭(11)最近的磁钢的磁能积大于距离所述转子磁轭(11)最远的磁钢的磁能积。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机转子，所述电机转子包括转子磁轭(11)和安装在所述转子磁轭(11)上的磁极(12)，所述磁极(12)包括多个磁钢单元，每个所述磁钢单元包括在所述转子磁轭(11)的径向方向上层叠的至少两块磁钢，
其特征在于，所述至少两块磁钢中的距离所述转子磁轭(11)最近的磁钢的磁能积大于距离所述转子磁轭(11)最远的磁钢的磁能积。


2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，距离所述转子磁轭(11)越近的磁钢的磁能积越大。


3.根据权利要求1或2所述的电机转子，其特征在于，距离所述转子磁轭(11)越近的磁钢的内禀矫顽力越小。


4.根据权利要求1或2所述的电机转子，其特征在于，距离所述转子磁轭(11)越近的磁钢的剩磁温度系数和/或内禀矫顽力温度系数越小。


5.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述至少两块磁钢表面贴装在所述转子磁轭(11)上。


6.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述至少两块磁钢的尺寸相同。


7.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述至少两块磁钢的厚度不同，其中，距离所述转子磁轭(11)越近的磁钢的厚度越大。


8.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：高亚州，夏静，陈艳双，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65