一种自起动同步磁阻电机转子和自起动同步磁阻电机制造技术

本公开提供一种自起动同步磁阻电机转子和自起动同步磁阻电机，自起动同步磁阻电机转子包括：转子铁芯，转子铁芯上开设有空气槽以形成磁障层，所述转子铁芯包括D轴和Q轴；相邻两层磁障层之间部分为导磁通道层；并有定子槽数与所述磁障层的层数的最大公约数不等于极数或极对数，即GCD(N

【技术实现步骤摘要】
一种自起动同步磁阻电机转子和自起动同步磁阻电机


[0001]本公开涉及电机
，具体涉及一种自起动同步磁阻电机转子和自起动同步磁阻电机。

技术介绍

[0002]自起动同步磁阻电机兼具异步电机和同步磁阻电机的特点，有以下几点基本特征：
[0003]转子内沿轴向开设空气槽，空气槽称为磁障槽，每两层磁障槽中间形成的铁芯部分，称为导磁通道；
[0004]磁障槽内全部或部分填充导电非导磁材料(例如铝)，称为导条；
[0005]转子轴向两端有端环，端环材料与导条材料相同，转子两端的端环与转子槽内的全部或部分导条连接，形成短路回路；
[0006]转子每极都形成两个对称轴D轴和Q轴，与导磁通道近似平行的轴称为D轴，与导磁通道近似垂直的轴称为Q轴；
[0007]自起动同步磁阻电机兼具异步电机无需变频器可直接起动、转子没有磁钢，可靠性高的优点，以及同步磁阻电机稳定运行在同步、高效率、高功率密度的优点。在工业领域，定频电机IE4能效的突破，同时成本更低。
[0008]振动噪声是工业电机关注的重要指标，转矩脉动是引起振动噪声的重要原因，如何有效降低转矩脉动是行业普遍关注的难题。
[0009]由于现有技术中的自起动同步磁阻电机存在转矩脉动较大，导致振动噪声大等技术问题，因此本公开研究设计出一种自起动同步磁阻电机转子和自起动同步磁阻电机。
[0010]公开内容
[0011]因此，本公开要解决的技术问题在于克服现有技术中的自起动同步磁阻电机存在转矩脉动较大，导致振动噪声大的缺陷，从而提供一种自起动同步磁阻电机转子和自起动同步磁阻电机。
[0012]为了解决上述问题，本公开提供一种自起动同步磁阻电机转子，其包括：
[0013]转子铁芯，所述转子铁芯上开设有空气槽以形成磁障层，所述转子铁芯包括D轴和Q轴；相邻两层所述磁障层之间部分为导磁通道层；
[0014]并有定子槽数与所述磁障层的层数的最大公约数不等于极数或极对数，即GCD(N
S
，N
B
)≠(p，2p)；其中N
S
为定子槽数，N
B
为每极下转子的磁障层数，p为电机转子的极对数。
[0015]在一些实施方式中，所述定子槽数为偶数，所述转子的磁障层数为奇数；和/或，所述定子槽数与所述磁障层数的最大公约数为1，即GCD(N
S
，N
B
)＝1。
[0016]在一些实施方式中，与所述D轴平行的第n层磁障层的磁障极弧Rn为与D轴平行的上第n层磁障层相邻的两层导磁通道的弧线中点在转子外圆上的弧长，且从所述D轴的位置至远离所述D轴的方向上各层磁障极弧的弧长分别为R1～R
NB
；1≤n≤NB。
[0017]在一些实施方式中，第一层磁障层的磁障极弧R1≤30mm，所述第一层磁障层为最
靠近所述D轴的磁障层，第二层至倒数第二层磁障层的磁障极弧R
n
≤20mm，最外层的磁障层的磁障极弧R
NB
≤50mm，其中最外层磁障层为最远离D轴的磁障层。
[0018]在一些实施方式中，所述转子铁芯由转子冲片轴向堆叠而成。
[0019]在一些实施方式中，所述磁障层沿所述Q轴分为多层，并且相对所述转子轴心而靠近径向外圆的所述磁障层为填充槽；所述填充槽内填充有导电不导磁的材料，即导条。
[0020]在一些实施方式中，所述导条为铸铝结构，通过铸造的方式成型于所述填充槽内。
[0021]在一些实施方式中，所述转子铁芯的轴向两端放置有导电不导磁材料构成的端环，全部或部分所述导条通过所述端环短接在一起，形成回路。
[0022]本公开还提供一种自起动同步磁阻电机，其包括前任一项所述的自起动同步磁阻电机转子。
[0023]在一些实施方式中，所述定子包括定子齿，两个相邻所述定子齿之间为定子槽，且所述定子齿的周向宽度为W
T
，并有W
T
≤15mm。
[0024]本公开提供的一种自起动同步磁阻电机转子和自起动同步磁阻电机具有如下有益效果：
[0025]1.本公开通过将定子槽数与所述磁障层的层数的最大公约数不等于极数或极对数，即GCD(N
S
，N
B
)≠(p，2p)，通过将最大公约数设置为不等于极数或极对数，使得最大公约数减小，转子旋转一周与定子重合在相同位置的次数越低，重合一次为一个波形，有效提高频率，有效地降低了谐波振动幅值，从而有效降低转矩脉动，提升电机效率；进一步地将所述定子槽数为偶数，所述转子的磁障层数为奇数；和/或，所述定子槽数与所述磁障层数的最大公约数为1，即GCD(N
S
，N
B
)＝1，能够进一步地降低最大公约数，进而进一步最大程度提高频率，减小谐波幅值，增大基波幅值，降低转矩脉动，提高电机输出效率；
[0026]2.本公开还通过将第一层磁障层的磁障极弧R1≤30mm，第二层至倒数第二层磁障层的磁障极弧R
n
≤20mm，最外层的磁障层的磁障极弧R
NB
≤50mm，能够有效约束磁障层最大宽度，保证磁障层数量较多，有利于降低转矩脉动；本公开还通过将定子齿的周向宽度为WT，并有W
T
≤15mm，能够有效约束定子齿最大宽度，定转子磁场交变次数增多即频率变高，频率变高幅值会降低，从而降低脉动，同时在电机外径较大时，保证定子槽数量较多，进一步有利于降低转矩脉动。
附图说明
[0027]图1为本公开的自起动同步磁阻电机转子的磁障和导磁通道的示意图；
[0028]图2为本公开的自起动同步磁阻电机转子的各磁障极弧的结构示意图；
[0029]图3为本公开的自起动同步磁阻电机的定子槽和定子齿的结构示意图；
[0030]图4为本公开电机与常规电机在谐波和基波方面的对比柱形图；
[0031]图5为本公开电机与常规电机在负载和效率方面的对比曲线图；
[0032]图6为本公开电机与常规电机在转矩脉动方面的对比曲线图；
[0033]图7为本公开的导条和端环的结构示意图。
[0034]附图标记表示为：
[0035]1、转子铁芯；10、转轴孔；2、磁障层；3、导磁通道层；4、导条；5、端环；6、定子；61、定子齿；62、定子槽。
具体实施方式
[0036]如图1
‑
7所示，本公开提供一种自起动同步磁阻电机转子，其包括：
[0037]转子铁芯1，所述转子铁芯1上开设有空气槽以形成磁障层2，根据所述磁障层2的形状，所述转子铁芯1包括D轴和Q轴，相邻的两个转子极关于D轴对称，同一极内关于Q轴对称；相邻两层所述磁障层2之间部分为导磁通道层3；
[0038]并有定子槽数与所述磁障层的层数的最大公约数不等于极数或极对数，即GCD(N
S
，N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自起动同步磁阻电机转子，其特征在于：包括：转子铁芯(1)，所述转子铁芯(1)上开设有空气槽以形成磁障层(2)，所述转子铁芯(1)包括D轴和Q轴；相邻两层所述磁障层(2)之间部分为导磁通道层(3)；并有定子槽数与所述磁障层的层数的最大公约数不等于极数或极对数，即GCD(N
S
，N
B
)≠(p，2p)；其中N
S
为定子槽数，N
B
为每极下转子的磁障层数，p为电机转子的极对数。2.根据权利要求1所述的自起动同步磁阻电机转子，其特征在于：所述定子槽数为偶数，所述转子的磁障层数为奇数；和/或，所述定子槽数与所述磁障层数的最大公约数为1，即GCD(N
S
，N
B
)＝1。3.根据权利要求1所述的自起动同步磁阻电机转子，其特征在于：与所述D轴平行的第n层磁障层的磁障极弧Rn为与D轴平行的第n层磁障层相邻的两层导磁通道的弧线中点在转子外圆上的弧长，且从所述D轴的位置至远离所述D轴的方向上各层磁障极弧的弧长分别为R1～R
NB
；1≤n≤NB。4.根据权利要求3所述的自起动同步磁阻电机转子，其特征在于：第一层磁障层的磁障极弧R1≤30mm，所述第一层磁障层为最靠近所述D轴的磁障层，第二层至倒数第二层磁障层的磁障极弧R
n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖克亮，胡绳，杨福源，李世鹏，童童，
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：