一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机制造技术

一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机，包括转子铁芯、定子铁芯和磁极单元；转子铁芯上设置有沿转子铁芯圆周均匀分布的若干磁极单元；定子铁芯环绕在转子铁芯外围并与转子铁芯之间留有间隙；每个磁极单元包括多层径向分布的磁障，每层磁障中均内嵌有铁氧体。本实用新型专利技术电机转子采用多层磁障结构可以充分利用电机的磁阻转矩；第二层磁障和第三层磁障中间布置了径向磁钢，增加了转子的机械强度；转子磁障内嵌入铁氧体不仅可以为电机提供永磁转矩，而且可以提高电机的功率因数，降低电机转矩脉动；转子磁障两端采用锥状和弧状两种结构，进一步提高了电机的性能。综合以上优点最终实现了铁氧体永磁辅助同步磁阻电机高性能的目的。了铁氧体永磁辅助同步磁阻电机高性能的目的。了铁氧体永磁辅助同步磁阻电机高性能的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机


[0001]本技术涉及电机领域，特别涉及一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机。

技术介绍

[0002]由于内置式永磁同步电机具有功率因数高、效率高、调速范围广等优点而得到广泛的关注。但是内置式永磁同步电机主要采用高性能的稀土永磁体进行励磁，稀土是全球稀缺资源，价格不断增加，这就限制了采用稀土永磁体的同步电机更广泛的应用。目前，随着国家节能政策的不断推进，越来越多的企业想要寻求性能可以达到稀土永磁同步电机，但价格较低的电机替代产品。
[0003]为了寻求低成本的电机，同步磁阻电机被提出并得到了一定的关注，图1示出了同步磁阻电机的转子剖面图，该电机的转子只由硅钢片叠压而成，沿着转子圆周开有多组磁障组，每个磁障组由多层磁障组成，磁障内不放置任何永磁体励磁，这就降低了电机的成本。但是这种电机由于没有永磁体励磁，功率因素较低，同样转矩密度和效率也较低，一般低于相同功率等级的永磁同步电机。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机，以解决上述问题。
[0005]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机，包括转子铁芯、定子铁芯和磁极单元；转子铁芯上设置有沿转子铁芯圆周均匀分布的若干磁极单元；定子铁芯环绕在转子铁芯外围并与转子铁芯之间留有间隙；每个磁极单元包括多层径向分布的磁障，每层磁障中均内嵌有铁氧体。
[0007]进一步的，定子铁芯内侧沿圆周方向均匀开设有若干个槽，形成定子齿，在槽中布置双层绕组；每组磁极单元转子外围处开设有凹槽。
[0008]进一步的，磁障包括第一层磁障、第二层磁障和第三层磁障，其中第二层磁障和第三层磁障的中心处设有径向磁钢；每组磁障均嵌入设置有五块铁氧体，构成一个磁极单元。
[0009]进一步的，第二层磁障和第三层磁障靠近径向磁钢的中间处宽，两端窄，中间磁障的宽度大于或等于两端磁障宽度的1.3倍。第二层磁障的宽度大于或等于第三层磁障宽度的1.3倍。
[0010]进一步的，每两个磁障之间的磁钢两侧磁钢宽、中间磁钢窄，两侧磁钢和中间磁钢的宽度比值不小于1.2。
[0011]进一步的，铁氧体包括第一层铁氧体、第二层铁氧体和第三层铁氧体；每一块铁氧体的端部与所在磁障的端部内侧存在一定间距，其中第二、三层铁氧体中间侧端部的间距不大于1mm；第二层铁氧体的厚度大于或等于第三层铁氧体厚度的1.3倍。
[0012]进一步的，定子铁芯的内径与其外径之比大于或等于0.57；定子铁芯的内径与其
外径之比小于或等于0.66；定子铁芯与转子铁芯沿着圆周的间距大于或等于0.25mm且小于或等于0.4mm。
[0013]进一步的，磁障为C形，在第二层磁障和第三层磁障中间对称处设置有径向磁钢；第一层磁障的两端和第二层磁障的两端的形状布置为直线的，末端形成角度或锥，第三层磁障的两端布置为弧状。
[0014]进一步的，第二层铁氧体和第三层铁氧体分为两段。
[0015]与现有技术相比，本技术有以下技术效果：
[0016]本技术电机转子采用多层磁障结构可以充分利用电机的磁阻转矩；第二层磁障和第三层磁障中间布置了径向磁钢，增加了转子的机械强度；转子磁障内嵌入铁氧体不仅可以为电机提供永磁转矩，而且可以提高电机的功率因数，降低电机转矩脉动；转子磁障两端采用锥状和弧状两种结构，进一步提高了电机的性能。综合以上优点最终实现了铁氧体永磁辅助同步磁阻电机高性能的目的。
附图说明
[0017]图1示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机的剖面图；
[0018]图2示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机定子的剖面图；
[0019]图3示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机转子的剖面图；
[0020]图4示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机转子磁障中间宽度和两侧宽度示意图；
[0021]图5示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机转子磁障两侧端部的形状，以及两磁障之间的中间磁钢和两侧磁钢的位置；
[0022]图6示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机磁障内铁氧体端部距离磁障内壁宽度示意图；
[0023]图7示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机磁力线图；
[0024]图8示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机的气隙宽度对d、q轴电感影响的图表；
[0025]图9示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机在设计过程中电机转矩优化前后对比图表；
[0026]图10示出了本技术的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机的电磁转矩和电流相位角关系的图表；
[0027]图11：无永磁体励磁的同步磁阻电机剖面图；
[0028]转子铁芯2、凹槽21、定子铁芯3、槽31、定子齿32、磁障4、铁氧体5、第一层磁障41、第二层磁障42、第三层磁障43、径向磁钢6、第一层铁氧体51、第二层铁氧体52、第三层铁氧体53。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本技术进一步说明：
[0030]请参阅图1至图11：
[0031]一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机，包括：转子铁芯2，所述转子铁芯2内设置
有沿转子铁芯2圆周均匀分布的磁极单元；定子铁芯3，所述定子铁芯3环绕在转子铁芯2外围并与所述转子铁芯2存在一定间隙，包括在定子铁芯2内侧圆周均匀开出多个槽31，形成定子齿32，在槽中规则布置双层绕组；
[0032]每组磁极单元包括多层径向分布的磁障4，每层磁障中内嵌有铁氧体5，每组磁极单元位于d轴的转子外围处开一凹槽21。
[0033]所述磁障有三层，其中第一层磁障41无径向磁钢6，第二层磁障42和第三层磁障43有径向磁钢6，每组磁障有五块铁氧体5嵌入其中，构成一个磁极单元，包括第一层铁氧体51、第二层铁氧体52和第三层铁氧体53。
[0034]第二层磁障42和第三层磁障43具有中间宽，即靠近径向磁钢6处宽，两端窄的特征，中间磁障的宽度大于或等于两端磁障宽度的1.3倍。
[0035]每两个磁障之间的磁钢具有两侧磁钢8宽、中间磁钢7窄的特征，两侧磁钢和中间磁钢的宽度比值不小于1.2倍。
[0036]每一块铁氧体5的端部与所在磁障的端部内侧存在一定间距，其中第二、三层铁氧体中间侧端部的所述间距不大于1mm，靠近转子铁芯2外围的铁氧体端部所述距离可随电机设计过程灵活调整。
[0037]第二层磁障42的宽度大于或等于第三层磁障43宽度的1.3倍。
[0038]第二层铁氧体52的厚度大于或等于第三层铁氧体53厚度的1.3倍。
[0039]所述定子3的内径与其外径之比大于或等于0.57。
[0040]所述定子3的内径与其外径之比小于或等于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机，其特征在于，包括转子铁芯(2)、定子铁芯(3)和磁极单元；转子铁芯(2)上设置有沿转子铁芯(2)圆周均匀分布的若干磁极单元；定子铁芯(3)环绕在转子铁芯(2)外围并与转子铁芯(2)之间留有间隙；每个磁极单元包括多层径向分布的磁障(4)，每层磁障中均内嵌有铁氧体(5)；定子铁芯(3)内侧沿圆周方向均匀开设有若干个槽(31)，形成定子齿(32)，在槽中布置双层绕组；每组磁极单元转子外围处开设有凹槽(21)；磁障(4)包括第一层磁障(41)、第二层磁障(42)和第三层磁障(43)，其中第二层磁障(42)和第三层磁障(43)的中心处设有径向磁钢(6)；每组磁障(4)均嵌入设置有五块铁氧体(5)，构成一个磁极单元。2.根据权利要求1所述的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机，其特征在于，第二层磁障(42)和第三层磁障(43)靠近径向磁钢(6)的中间处宽，两端窄，中间磁障的宽度大于或等于两端磁障宽度的1.3倍；第二层磁障(42)的宽度大于或等于第三层磁障(43)宽度的1.3倍。3.根据权利要求1所述的一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机，其特征在于，每两个磁障之间的磁钢两侧磁钢宽、中间...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文，胡汭明，马芃杰，师帅，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：新型
国别省市：