电机转子和永磁同步电机制造技术

本申请提供一种电机转子和永磁同步电机。该电机转子包括转子铁芯(1)，转子铁芯(1)沿周向交替设置有转子齿(2)和转子槽(3)，转子槽(3)内设置有永磁体(4)，永磁体(4)切向充磁，转子齿(2)的外圆周设置有束磁部，束磁部关于其所在的转子齿(2)的中心线对称，束磁部被配置为疏导转子齿(2)上的磁力线。根据本申请的电机转子，能够有效降低电机谐波含量，降低电机输出转矩的波动，改善电机运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
电机转子和永磁同步电机
本申请涉及电机
，具体涉及一种电机转子和永磁同步电机。
技术介绍
目前，在工业及家电行业中，存在大量追求低速大力矩的应用场合。对于低速大力矩电机，永磁体径向放置、切向充磁时，电机因其转子上良好的聚磁效果，能产生更高的气隙磁密，并且可以充分利用交/直轴不对称产生的磁阻转矩，提高转矩密度，实现优越的性能。但是，由于定子开槽等因素的影响，切向永磁同步电机的气隙磁密中含有多种谐波，且谐波磁密占比较大，导致该种电机转矩波动高，从而影响电机运行的稳定性。在现有技术中，采用了两种方式，一是增加转子齿的弧度，将气隙变成不均匀气隙，其缺点是加工难度高，精度难以保证；二是在转子槽两侧开设小孔，用于调节磁力线走向，其缺点在于该种结构在放置磁钢时容易造成形变，并且由于孔开设在内部，与气隙有一定距离，对谐波含量的改善效果并不理想。因此，现有技术中的低速大力矩永磁同步电机均存在着对于谐波含量的改善效果有限，电机运行稳定性改善不足的问题。
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电机转子和永磁同步电机，能够有效降低电机谐波含量，降低电机输出转矩的波动，改善电机运行稳定性。为了解决上述问题，本申请提供一种电机转子，包括转子铁芯，转子铁芯沿周向交替设置有转子齿和转子槽，转子槽内设置有永磁体，永磁体切向充磁，转子齿的外圆周设置有束磁部，束磁部关于其所在的转子齿的中心线对称，束磁部被配置为疏导转子齿上的磁力线。优选地，束磁部包括第一调节槽，第一调节槽设置在转子齿的两侧，且关于转子齿的中心线对称。优选地，第一调节槽沿着转子铁芯的径向向内的方向逐渐向转子槽靠拢。优选地，第一调节槽沿着转子铁芯的径向向内的方向宽度递减。优选地，在转子铁芯的横截面上，第一调节槽包括相对设置的第一槽边和第二槽边，第一槽边远离转子齿的中心线，第二槽边靠近转子齿的中心线，第一槽边为折线形、波浪线形、直线形或弧线形，第二槽边为折线形、波浪线形、直线形或弧线形。优选地，同一个转子齿上设置有两个第一调节槽，两个第一调节槽的第二槽边在转子外圆上的间距为W1，转子齿在转子外圆上的宽度为Wc，0.45≤W1/Wc≤0.55。优选地，第一调节槽在开口端的宽度为W11，在闭口端的宽度为W12，其中0.45≤W12/W11≤0.52。优选地，第一槽边为阶梯状，第二槽边为弧形，第一槽边和第二槽边在靠近转子槽的第一端相交，在远离转子槽的第二端分离。优选地，第一槽边的各级阶梯中每一级的长度L1和深度H1相等，第二槽边的圆心角为θ1，75°≤θ1≤90°。优选地，束磁部包括第二调节槽，第二调节槽位于转子齿的中心线上，第二调节槽包括第一延伸部和第二延伸部，第一延伸部延伸至转子外圆，第二延伸部设置在第一延伸部远离转子外圆的一侧，第二延伸部的周向宽度大于第一延伸部的周向宽度。优选地，第一延伸部的长度为L21，第一延伸部的周向宽度为W21，其中L21＝(1.8～2.2)*W21。优选地，第一延伸部的周向宽度为W21，第二延伸部的周向宽度为W22，其中2.5≤W22/W21≤3。优选地，在转子铁芯的横截面上，第一延伸部和第二延伸部之间通过两个斜边相连，两个斜边之间的夹角为θ2，100°≤θ2≤145°。优选地，束磁部包括第二调节槽，第二调节槽位于转子齿的中心线上，第二调节槽包括第一延伸部和第二延伸部，第一延伸部延伸至转子外圆，第二延伸部设置在第一延伸部远离转子外圆的一侧，第二延伸部的周向宽度大于第一延伸部的周向宽度，第一调节槽的开口宽度为W11，第一延伸部的周向宽度为W21，转子齿在转子外圆处的宽度为Wc，其中0.1≤(W11*2+W21)/Wc≤0.25。优选地，转子槽的槽口沿着径向向外的方向宽度递减。优选地，转子槽的槽口呈阶梯状。优选地，转子槽在转子外圆的槽口宽度为Ws，转子齿在转子外圆处的宽度为Wc，其中0.22≤Ws/Wc≤0.28。优选地，永磁体的径向长度为Lmag，永磁体的剩磁为Br，转子齿在转子外圆处的宽度为Wc，其中1.7≤Lmag*Br/Wc≤2.5。根据本申请的另一方面，提供了一种永磁同步电机，包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。优选地，永磁同步电机还包括电机定子，电机定子与电机转子之间形成气隙，气隙的径向宽度与永磁体的长宽比Lmag/Wmag之间需满足：Lmag/Wmag＝((1.5～3.5)*Lair。优选地，永磁同步电机的额定转速n≤100rpm；和/或，转子极数p满足30≤2*p≤80，其中p为极对数。优选地，永磁同步电机还包括电机定子，电机定子包括定子铁芯，转子铁芯的轴向长度为Lef，定子铁芯的外圆半径为Rso，永磁同步电机的长径比x＝Lef/Rso，0.3≤x≤0.45；和/或，永磁同步电机的转子极数为2*p，p为极对数，定子铁芯的槽数为s，永磁同步电机的极槽配比k＝2*p/s，0.85≤k≤1.2。优选地，永磁同步电机还包括电机定子，电机定子包括定子铁芯，定子铁芯的内圆半径为Rsi，定子铁芯的外圆半径为Rso，电机定子的内外径之比m＝Rsi/Rso，0.7≤m≤0.9；和/或，永磁体的剩磁Br≥1.35T。本申请提供的电机转子，包括转子铁芯，转子铁芯沿周向交替设置有转子齿和转子槽，转子槽内设置有永磁体，永磁体切向充磁，转子齿的外圆周设置有束磁部，束磁部关于其所在的转子齿的中心线对称，束磁部被配置为疏导转子齿上的磁力线。该电机转子在转子齿的外圆周设置束磁部，通过束磁部能够有效疏导转子齿上的磁力线，调节气隙中磁通密度的分布，从而降低谐波含量，降低电机输出转矩的波动，改善电机运行稳定性。附图说明图1为本申请实施例的电机转子的结构图；图2为本申请实施例的电机转子的局部放大图；图3为本申请实施例的电机转子的局部放大图；图4为本申请实施例的电机转子的尺寸关系图；图5为本申请实施例的电机转子的尺寸关系图；图6为本申请实施例的永磁同步电机的结构示意图；图7为(W11*2+W21)/Wc对转矩波动的影响曲线图；图8为本申请实施例的永磁同步电机与相关技术的永磁同步电机的气隙磁密波形对比图；图9为本申请实施例的永磁同步电机与相关技术的永磁同步电机的转矩曲线对比图。附图标记表示为：1、转子铁芯；2、转子齿；3、转子槽；4、永磁体；5、第一调节槽；6、第一槽边；7、第二槽边；8、第二调节槽；9、第一延伸部；10、第二延伸部；11、斜边；12、气隙；13、定子铁芯。具体实施方式结合参见图1至图9所示，根据本申请的实施例，电机转子包括转子铁芯1，转子铁芯1沿周向交替设置有转子齿2和转子槽3，转子槽3内设置有永磁体4，永磁体4切向充磁，转子齿2的外圆周设置有束磁部，束磁部关于其所在的转子齿2的中心线对称，束磁部被配置为疏导转子齿2上的磁力线。该本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机转子，其特征在于，包括转子铁芯(1)，所述转子铁芯(1)沿周向交替设置有转子齿(2)和转子槽(3)，所述转子槽(3)内设置有永磁体(4)，所述永磁体(4)切向充磁，所述转子齿(2)的外圆周设置有束磁部，所述束磁部关于其所在的所述转子齿(2)的中心线对称，所述束磁部被配置为疏导所述转子齿(2)上的磁力线。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机转子，其特征在于，包括转子铁芯(1)，所述转子铁芯(1)沿周向交替设置有转子齿(2)和转子槽(3)，所述转子槽(3)内设置有永磁体(4)，所述永磁体(4)切向充磁，所述转子齿(2)的外圆周设置有束磁部，所述束磁部关于其所在的所述转子齿(2)的中心线对称，所述束磁部被配置为疏导所述转子齿(2)上的磁力线。


2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述束磁部包括第一调节槽(5)，所述第一调节槽(5)设置在所述转子齿(2)的两侧，且关于所述转子齿(2)的中心线对称。


3.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，所述第一调节槽(5)沿着所述转子铁芯(1)的径向向内的方向逐渐向所述转子槽(3)靠拢。


4.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，所述第一调节槽(5)沿着所述转子铁芯(1)的径向向内的方向宽度递减。


5.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，在所述转子铁芯(1)的横截面上，所述第一调节槽(5)包括相对设置的第一槽边(6)和第二槽边(7)，所述第一槽边(6)远离所述转子齿(2)的中心线，所述第二槽边(7)靠近所述转子齿(2)的中心线，所述第一槽边(6)为折线形、波浪线形、直线形或弧线形，所述第二槽边(7)为折线形、波浪线形、直线形或弧线形。


6.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，同一个转子齿(2)上设置有两个所述第一调节槽(5)，两个所述第一调节槽(5)的第二槽边(7)在转子外圆上的间距为W1，所述转子齿(2)在转子外圆上的宽度为Wc，0.45≤W1/Wc≤0.55。


7.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，所述第一调节槽(5)在开口端的宽度为W11，在闭口端的宽度为W12，其中0.45≤W12/W11≤0.52。


8.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述第一槽边(6)为阶梯状，所述第二槽边(7)为弧形，所述第一槽边(6)和所述第二槽边(7)在靠近所述转子槽(3)的第一端相交，在远离所述转子槽(3)的第二端分离。


9.根据权利要求8所述的电机转子，其特征在于，所述第一槽边(6)的各级阶梯中每一级的长度L1和深度H1相等，所述第二槽边(7)的圆心角为θ1，75°≤θ1≤90°。


10.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述束磁部包括第二调节槽(8)，所述第二调节槽(8)位于所述转子齿(2)的中心线上，所述第二调节槽(8)包括第一延伸部(9)和第二延伸部(10)，所述第一延伸部(9)延伸至转子外圆，所述第二延伸部(10)设置在所述第一延伸部(9)远离所述转子外圆的一侧，所述第二延伸部(10)的周向宽度大于所述第一延伸部(9)的周向宽度。


11.根据权利要求10所述的电机转子，其特征在于，所述第一延伸部(9)的长度为L21，所述第一延伸部(9)的周向宽度为W21，其中L21＝(1.8～2.2)*W21。


12.根据权利要求10所述的电机转子，其特征在于，所述第一延伸部(9)的周向宽度为W21，所述第二延伸部(10)的周向宽度为W22，其中2.5≤W22/W21≤3。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘美扬，李权锋，陈彬，肖勇，漆凌君，黄侠昌，
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