永磁同步电机及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机及其制造方法，属电机技术领域，该永磁同步电机及其制造方法，包括转子，所述转子包括由硅钢片叠成的转子铁芯，所述转子铁芯上具有永磁体的安装槽和位于所述转子铁芯外缘的外隔磁桥，所述外隔磁桥在所述转子铁芯轴向投影的形状为具有波纹状。本发明专利技术可以解决现有技术中的永磁同步电机的外隔磁桥的结构影响了其磁通量的有效利用以及增加了电机的齿槽阻转矩，影响了电机的工作效率的问题；这种永磁电机的制造方法可以解决其隔磁桥厚度难以减小的问题。以解决其隔磁桥厚度难以减小的问题。以解决其隔磁桥厚度难以减小的问题。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机及其制造方法


[0001]本专利技术涉及电机
，尤其是一种永磁同步电机。

技术介绍

[0002]永磁同步电机以功率密度大、动态响应快及可靠性高等优点在国防、工农业和日常生活等领域得到广泛应用。永磁电机的转子磁场来源于永磁体，因此转子的磁路结构对永磁体的磁通量有效利用和抗机械应力能力至关重要，也是设计高性能永磁电机的关键技术之一，永磁电机的转子磁路结构的合理性，直接影响电机运行性能、寿命和可靠性。永磁同步电机的磁路结构可分为表贴式和内置式，在内置式转子磁路结构的永磁同步电机中，电机的隔磁一般采用外隔磁桥来实现，通过外隔磁桥将转子冲片连成一个具有足够机械强度的整体，并通过外磁桥部位漏磁通的饱和限制永磁体的漏磁。理论上和实际中，外隔磁桥的厚度越薄，隔磁磁桥部位的磁导越小,则永磁体的漏磁越少，漏磁系数越小，电机空载时漏磁通越饱和,其磁通量的有效利用率越高，磁钢用量越少，但外隔磁桥的厚度变薄的话不但抗机械离心力能力差，而且增加了加工的难度。一种由如图1、图2所示的硅钢片叠成的转子铁芯，其外隔磁桥的结构存在以下问题：1）外隔磁桥的厚度最薄只能做到 d0为1.5毫米，按照现有技术的冲片加工方法，这个数值几乎是现有技术当中最小厚度的隔磁桥，这种现状永磁体的漏磁较大，影响了其磁通量有效的利用；2）该外隔磁桥对应的电机的转子与定子之间的气隙较均匀，使电机反电动势波形具有谐波分量，增加了电机的齿槽阻转矩，影响了电机的工作效率。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种永磁同步电机及其制造方法，这种永磁同步电机可以解决现有技术中的永磁同步电机的外隔磁桥的结构影响了其磁通量的有效利用以及增加了电机的齿槽阻转矩，影响了电机的工作效率的问题；这种永磁电机的制造方法可以解决其隔磁桥厚度难以减小的问题。
[0004]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案是：这种永磁同步电机的转子有由硅钢片叠成的转子铁芯，所述转子铁芯上具有永磁体的安装槽和位于所述转子铁芯外缘的外隔磁桥的部分，所述外隔磁桥在所述转子铁芯轴向上投影的形状为具有波纹状的部分。
[0005]上述技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述转子铁芯上至少有一部位其相邻的所述硅钢片上的所述外隔磁桥的波纹是相互错开的。
[0006]进一步的：所述外隔磁桥在过所述转子铁芯轴芯线的剖面的形状至少有一个部分具有波纹状。
[0007]进一步的：所述外隔磁桥的厚度为d，d小于1毫米。
[0008]本专利技术的这种永磁同步电机的制造方法是：至少在成形所述硅钢片的外隔磁桥部分，采用激光切割的方式来成型隔磁桥部分，一般采用激光切割机切割成型。
[0009]由于采用了上述技术方案，本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：
由于外隔磁桥在所述转子铁芯轴向投影的形状为具有波纹状，在同规格永磁同步电机电机上，可以使得外隔磁桥的厚度做得更薄，从而增加了磁阻，减少了漏磁，还可以减少了磁钢用量，实际中节省磁钢5%以上，重要的是波纹状的外隔磁桥转子与定子之间的气隙不均匀，不但可以使电机反电动势波形呈正弦波，转矩脉动较小，获得高的动态响应，实现电机平稳运行，而且能有效抑制谐波分量，降低齿槽转矩，抑制转矩脉动和振动噪音，提高电机效率，工作效率提高了1%以上。本专利技术永磁同步电机的制造方法不仅能克服现有冲片成型工艺无法制成厚度更薄的外隔磁桥，而且还能大大降低采现有技术制造本专利技术永磁同步电机的成本。
附图说明
[0010]图1是现有的永磁同步电机及其制造方法的转子铁芯的硅钢片的结构示意图。
[0011]图2是图1中L处的放大图。
[0012]图3是本专利技术实施例1的结构示意图。
[0013]图4是图3中M处的放大图。
[0014]图5是图3中A
‑
A向剖面图。
[0015]图6是图5中S处的放大图。
[0016]图7是本专利技术实施例1的立体结构示意图。
[0017]图8是图7中R处的放大图。
[0018]图9是现有的隔磁桥的厚度与漏磁系数的关系图，纵轴为漏磁系数，横轴为隔磁桥的厚度。
[0019]图10是对比实验的第一电机的输出转矩曲线图，纵轴为输出转矩，横轴为瞬态分析时间。
[0020]图11是实验的第二电机的输出转矩曲线图，纵轴为输出转矩，横轴为瞬态分析时间。
具体实施方式
[0021]实施例1下面结合附图实施例对本专利技术作进一步详述：图3、图4、图5、图6、图7 、图8所示的永磁同步电机的转子包括由硅钢片叠成的转子铁芯1，转子铁芯1上具有永磁体的安装槽和位于转子铁芯外缘的外隔磁桥1
‑
2，外隔磁桥1
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2在转子铁芯轴向投影的形状为具有波纹状，如图3、图4所示；转子铁芯1上相邻间的硅钢片上的外隔磁桥的波纹部分其波峰与波谷正好相对错开，如图5、图8所示。在其它实施例中相互错开的波峰、波谷也可以是错开一定相位角，不是一定是一片硅钢片外隔磁桥的波峰正好正对另一片硅钢片外隔磁桥的波谷，也可以是其波形在如图5那样过铁芯轴芯线的剖面上的形状是以硅钢片依次逐渐错开，即以多片叠合才形成一个正弦波周期起伏的形状，还可以是每隔一段距离才设置相邻的硅钢片上的外隔磁桥1
‑
2的波纹相互错开。 波纹形状的外隔磁桥1
‑
2的外波纹的波峰与相应的内波纹的波谷之间的距离，即外隔磁桥1
‑
2的厚度为d，d小于1毫米；本实施例外隔磁桥1
‑
2的厚度d为0.9毫米；外隔磁桥1
‑
2在过转子铁芯1轴芯线的径向剖面的形状具有波纹状，制造本例永磁同步电机转子铁芯硅钢片是采用型号为
SI212的激光切割机，在硅钢片上切割成型转子铁芯硅钢片的全部。这种制造方法不仅能克服现有冲片成型工艺无法制成厚度更薄的外隔磁桥，而且还能够大量减少采用现有冲片成型工艺制造各不同形状铁芯硅钢片以实现外隔磁桥过转子铁芯轴芯线的剖面的形状具有波纹状所需要的大量模具，从而大大减小了制造本专利技术永磁同步电机的成本。
[0022]实施例1效果对比实验第一电机为采用上述实施例1的永磁同步电机；第二电机为图1、图2所示的现有技术方案的永磁同步电机；第一电机和第二电机的额定功率P
N
均为30千瓦；额定转速V
N
均为3000转/分钟；额定电压U
N
均为交流167伏特；第一电机的外隔磁桥的厚度d为0.9毫米，第二电机的隔磁桥的厚度d0为1.5毫米，漏磁系数的分析从现有的隔磁桥的厚度与漏磁系数的关系图中，即图9中可知，外隔磁桥的厚度d为0.9毫米，对应的漏磁系数σ为1.09；第二电机的隔磁桥的厚度d0为1.5毫米，对应的漏磁系数σ0为1.17；σ小于σ0，即本专利技术的电机与图1、图2所示结构同规格电机相比，空载时的漏磁通更容易饱和,磁通量的有效利用率更高，磁钢用量较少，实际中节省磁钢5%以上。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机，包括转子，所述转子包括由硅钢片叠成的转子铁芯，所述转子铁芯上具有永磁体的安装槽和位于所述转子铁芯外缘的外隔磁桥，其特征在于：所述外隔磁桥在所述转子铁芯轴向投影的形状为具有波纹状。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于：所述转子铁芯上有相邻的所述硅钢片上的所述外隔磁桥的波纹相互错开。3.根据权利要求1或2所述的永磁同步电机，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：宣景建，
申请(专利权)人：梧州市旺捷机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：