一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构制造技术

本发明专利技术公开了一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构，包括转子，所述转子包括转子铁芯、导磁桥、主永磁体以及副永磁体，所述主永磁体数量为多块，且多块所述主永磁体沿所述转子铁芯的圆周方向组配于所述转子铁芯内，每块所述主永磁体沿所述转子铁芯的轴向方向的端部的两侧分别设置两块所述副永磁体，两块所述副永磁体通过所述导磁桥覆盖连接，所述副永磁体的数量是所述主永磁体的四倍，所述主永磁体沿转子铁芯的径向磁化，所述副永磁体沿转子铁芯的轴向磁化。本发明专利技术的有益效果：相比于传统内置式永磁同步电机，在永磁体总用量相同和电机总体积大致不变的条件下输出转矩平均值提高了超过8%，实现了永磁体的高效利用和电机的高转矩密度。机的高转矩密度。机的高转矩密度。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构


[0001]本专利技术涉及电机
，尤其涉及一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构。

技术介绍

[0002]在汽车、轨道交通、航空航天以及家用电器等领域，永磁同步电机得到了广泛应用，其由永磁体产生磁场，避免了电刷和滑环等结构的存在，且其性能随着永磁体材料的发展而不断提升，特别是稀土永磁材料的应用，因此具有高功率密度、高效率和高功率因素等诸多优点。中国稀土资源丰富，但属于不可再生资源，存在成本高昂和供应限制等问题，因此充分发挥中国稀土资源丰富的优势以及对稀土资源的保护和高效利用具有重大理论意义和实践价值。对于永磁电机，提高单位永磁体用量产生的输出功率或转矩是衡量其设计水准和电磁性能优劣的重要因素之一。
[0003]为达到电机高输出转矩的要求，现有技术一方面增加永磁体的用量和电机体积，但其增加了电机的成本、降低了电机的转矩密度且可能会造成永磁体材料的浪费；另一方面则增加绕组电流，但其增加了铜损耗，对电机的冷却形式提出了更高要求。为达到电机少稀土或无稀土的要求，现有技术采用铁氧体等材料或者选用磁阻电机等，但其降低了电机性能，比如功率密度下降、转矩波动增加等，在工程中的实用价值不大。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开了一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构，其可以有效解决
技术介绍
中涉及的技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构，包括转子，所述转子包括转子铁芯、导磁桥、主永磁体以及副永磁体，所述主永磁体数量为多块，且多块所述主永磁体沿所述转子铁芯的圆周方向组配于所述转子铁芯内，每块所述主永磁体沿所述转子铁芯的轴向方向的端部的两侧分别设置两块所述副永磁体，两块所述副永磁体通过所述导磁桥覆盖连接，所述主永磁体沿所述转子铁芯的径向磁化，所述副永磁体沿所述转子铁芯的轴向磁化。
[0006]作为本专利技术的一种优选改进，所述主永磁体和所述副永磁体由相同的永磁材料制成。
[0007]作为本专利技术的一种优选改进，所述副永磁体的数量是主永磁体的四倍。
[0008]作为本专利技术的一种优选改进，所述导磁桥呈方形。
[0009]作为本专利技术的一种优选改进，所述主永磁体嵌设于所述转子铁芯内，所述主永磁体靠近上下两端的端部两侧部分被削减掉的用量组成所述副永磁体的总用量。
[0010]作为本专利技术的一种优选改进，所述主副永磁体设置于所述转子铁芯的周缘轴向端部，所述副永磁体被所述导磁桥覆盖连接。
[0011]作为本专利技术的一种优选改进，所述主永磁体靠近上下两端的端部两侧部分被削减后，所述转子铁芯上用来嵌设所述主永磁体的空心槽靠近端部两侧的部分填入与所述转子铁芯相同的材料。
[0012]作为本专利技术的一种优选改进，所述主永磁体沿所述转子铁芯周向方向均分分布，所述副永磁体设置于所述转子铁芯的端面上且在轴向两侧对所述主永磁体呈现夹持状。
[0013]本专利技术的有益效果如下：1）副永磁体和导磁桥装配在转子两侧端部，其刚好填补了电机转子端部和轴承之间存在的空腔，因此电机总体积大致不变，而输出转矩增加，实现了高转矩密度；2）副永磁体装配在转子两侧端部与主永磁体相邻，其由导磁桥连接构成磁路，给定相同的电枢绕组电流，该电机相比于传统内置式永磁同步电机在相同的永磁体总用量下输出转矩平均值提高了超过8%，实现了永磁体的高效利用。
附图说明
[0014]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：图1 为本专利技术永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构的立体结构示意图；图2 为本专利技术永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构的分解结构示意图；图3 为本专利技术永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构的的磁路图；图4 为传统内置式永磁同步电机的电机气隙磁密三维图；图5 为本专利技术永磁体高效利用的永磁同步电机的电机气隙磁密三维图；图6为本专利技术永磁体高效利用的永磁同步电机与传统内置式“一”型永磁同步电机的电机输出转矩曲线图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0016]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后
……
）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0017]另外，在本专利技术中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0018]在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是
电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0019]另外，本专利技术各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0020]请参阅图1和2所示，本专利技术提供一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构，包括转子，所述转子包括转子铁芯2、导磁桥3、主永磁体5以及副永磁体6。所述主永磁体5数量为多块，所述副永磁体6的数量为主永磁体5的四倍，所述主永磁体5和所述副永磁体6由相同的永磁材料制成。
[0021]多块所述主永磁体5沿所述转子铁芯2的圆周方向均匀组配于所述转子铁芯2内，所述主永磁体5靠近端部两侧部分被削减掉的用量组成所述副永磁体6的总用量，所述转子铁芯2上用来嵌设所述主永磁体5的空心槽靠近端部两侧的部分填入与所述转子铁芯2相同的材料。
[0022]每块所述主永磁体5沿所述转子铁芯2的轴向方向的上下两端的端部两侧分别设置两块所述副永磁体6，两块所述副永磁体6通过所述导磁桥3覆盖连接，所述副永磁体6在轴向两侧对所述主永磁体5端部呈现夹持状，具体的，所述导磁桥3呈方形。
[0023]需要说明的是，所述转子被定子环绕，所述定子包括定子铁芯4和组配本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构，其特征在于，包括转子，所述转子包括转子铁芯、导磁桥、主永磁体以及副永磁体，所述主永磁体数量为多块，且多块所述主永磁体沿所述转子铁芯的圆周方向组配于所述转子铁芯内，每块所述主永磁体沿所述转子铁芯的轴向方向的端部的两侧分别设置两块所述副永磁体，两块所述副永磁体通过所述导磁桥覆盖连接，所述主永磁体沿所述转子铁芯的径向磁化，所述副永磁体沿所述转子铁芯的轴向磁化。2.根据权利要求1所述的一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构，其特征在于：所述主永磁体和所述副永磁体由相同的永磁材料制成。3.根据权利要求2所述的一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构，其特征在于：所述副永磁体的数量为主永磁体的四倍。4.根据权利要求2所述的一种永磁体高效利用的高转矩密度电机转子结构，其特征在于：所述导磁桥呈方形。5.根据权利要求1或4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘侃，陈金雅，蔡华强，丁荣军，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：