一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机，涉及电机技术领域，其中，一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯的周向方向上均匀设有磁障组，所述磁障组包括多个沿转子铁芯径向方向间隔排列的磁障和永磁槽，所述永磁槽的中心线与相邻磁障组的中心线之间的夹角为45度电角度，所述永磁槽内设有永磁体。相比于传统的永磁辅助同步磁阻电机，本实用新型专利技术中的永磁辅助同步磁阻电机，在同一电流角下，磁阻转矩和永磁转矩均达到最大值，转矩密度更高，转矩输出能力更高。转矩输出能力更高。转矩输出能力更高。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机


[0001]本技术涉及电机
，具体涉及一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机。

技术介绍

[0002]同步磁阻电机是一种高效的同步电机，相比永磁同步电机，它的使用材料中不含有永磁体，因此成本更低，性价比更高。永磁同步电机是一种高性能的的同步电机，但其使用的稀土永磁材料成本高，且容易退磁。鉴于同步磁阻电机性能方面和永磁同步电机材料成本、可靠性方面的不足，近年来，在同步磁阻电机的磁障2当中加入永磁材料的永磁辅助同步磁阻电机得到广泛发展。当然，永磁辅助同步磁阻电机相对于永磁电机来说性能仍有不足。传统的永磁辅助同步磁阻电机一般将永磁体4布置在磁障2内部，如图1所示。永磁体所在的D轴磁路由于有不导磁磁障的存在，磁阻较大，因此，永磁体产生的磁势在磁路上的损耗较大，难以产生较大转矩；同时，基于MPTA(最大转矩电流比控制)控制算法，永磁体产生最大转矩和磁阻最大转矩所对应电流角是不一致的，因此，在同一台电机当中，很难将二者转矩最大化，从而无法充分利用磁阻转矩和永磁转矩，限制了传统永磁辅助同步磁阻电机的转矩输出能力。

技术实现思路

[0003]1、技术要解决的技术问题
[0004]针对传统的永磁辅助同步磁阻电机无法在同一电流角下，使磁阻转矩和永磁转矩均达到最大值的技术问题，本技术提供了一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机，它可以在同一电流角下，使磁阻转矩和永磁转矩均达到最大值，提高电机的转矩密度和转矩输出能力。
[0005]2、技术方案
[0006]为解决上述问题，本技术提供的技术方案为：
[0007]一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯的周向方向上均匀设有磁障组，所述磁障组包括多个沿转子铁芯径向方向间隔排列的磁障和永磁槽，所述永磁槽的中心线与相邻磁障组的中心线之间的夹角为45度电角度，所述永磁槽内设有永磁体。
[0008]如图1
‑
2所示，Q轴是指相邻磁障组之间的中心线，D轴是指所述永磁槽的中心线，β是D轴和Q轴之间的夹角的电角度，在本实施例中，电流角是是定子磁链与永磁体产生的气隙磁场间的空间电角度。电机每对极在定子内圆上所占的角度360/p指的是实际的空间几何角度,这个角度被称为机械角度,而一对极所占的机械角度定义为360度电角度,这是因为绕组中感应电势变化一个周期为360
°
。即电角度＝机械角度
×
极对数。因此，图2中所述永磁槽的中心线与相邻磁障组的中心线之间的夹角的为45度电角度，故所对应的机械角度为22.5
°
。如图1所示，根据同步电机的转矩公式：
进行计算，其中，T为电机转矩，P为极对数，Ψ
PM
为永磁磁链，I
a
为定子电流空间矢量，L
d
为定子绕组的d轴电感，L
q
为定子绕组的q轴电感，θ为电流角；传统的永磁辅助同步磁阻电机中，所述永磁槽的中心线与相邻磁障组的中心线之间的夹角为90电角度；如图3所示的传统的永磁辅助同步磁阻电机的转矩特性曲线可知，传统的永磁辅助同步磁阻电机的永磁转矩在电流角为0电角度时最大，磁阻转矩在电流角为45电角度时最大，合成转矩小于两者转矩最大值之和。如图2所示，本实施例在传统永磁辅助同步磁阻电机的基础上，通过调整永磁体的设置位置，使永磁体中心线所在的D轴与相邻磁障组的中心线Q轴的夹角为45电角度。如图4所示的本实施例的永磁辅助同步磁阻电机的转矩特性曲线可知，本实施例的永磁辅助同步磁阻电机在同一电流角下，磁阻转矩和永磁转矩均达到最大值，使合成转矩为永磁转矩和磁阻转矩最大值之和，如图5和6所示，本实施例的的永磁辅助同步磁阻电机的气隙磁密和反电势都比传统的永磁辅助同步磁阻电机要高。由此可知，相比于传统的永磁辅助同步磁阻电机，本实施例中的永磁辅助同步磁阻电机，在同一电流角下，磁阻转矩和永磁转矩均达到最大值，转矩密度更高，转矩输出能力更高。
[0009]可选的，所述磁障为空气磁障。
[0010]可选的，所述转子铁芯由硅钢冲片叠压而成。
[0011]可选的，所述永磁体采用铁氧体材料或者钕铁硼材料制成。
[0012]可选的，所述永磁体的形状为直线型或者V形。
[0013]可选的，所述磁障组包括3个沿转子铁芯径向方向间隔排列的磁障和1个永磁槽，由内向外依次为第一磁障、第二磁障和第三磁障，所述永磁槽的一端位于所述第三磁障的端部，所述永磁槽的另一端位于第一磁障的端部。
[0014]可选的，所述转子还包括转轴，所述转子铁芯设于所述转轴上。
[0015]可选的，所述磁障的形状为U型、弧形或者V形。
[0016]同时，本技术提供一种电机，包括上述所述的永磁辅助同步磁阻电机转子和定子。
[0017]可选的，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯由硅钢冲片叠压而成。
[0018]3、有益效果
[0019]采用本技术提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0020](1)本申请实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子，结构简单，本实施例在传统永磁辅助同步磁阻电机的基础上，通过调整永磁体的设置位置，使永磁体中心线所在的D轴与相邻磁障组的中心线Q轴的夹角为45电角度，该设置使得本实施例的永磁辅助同步磁阻电机在同一电流角下，磁阻转矩和永磁转矩均达到最大值，使合成转矩为永磁转矩和磁阻转矩最大值之和。相比于传统的永磁辅助同步磁阻电机，本实施例中的永磁辅助同步磁阻电机，在同一电流角下，磁阻转矩和永磁转矩均达到最大值，转矩密度更高，转矩输出能力更高。
[0021](2)本申请实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子，永磁体采用铁氧体材料或者钕铁硼材料制成，铁氧体材料具有价格低廉，耐温高的特点；钕铁硼材料具有高磁性的特点，可以增大电机的转矩密度。
[0022](3)本申请实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子，转子铁芯由硅钢冲片叠压而成。采用硅钢冲片叠压而成，具有高的磁通率，且结构强度高，便于加工。
附图说明
[0023]图1为传统的永磁辅助同步磁阻电机转子的剖视图。
[0024]图2为本技术实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子的剖视图。
[0025]图3为传统的永磁辅助同步磁阻电机的转矩特性图。
[0026]图4为本技术实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机的转矩特性图。
[0027]图5为传统的永磁辅助同步磁阻电机转子与本技术实施例提出的永磁辅助同步磁阻电机的空载气隙磁密对比曲线图；
[0028]图6为传统的永磁辅助同步磁阻电机转子与本技术实施例提出的永磁辅助同步磁阻电机的空载反电势对比曲线图。
具体实施方式
[0029]为进一步了解本技术的内容，结合附图及实施例对本技术作详细描述。
[0030]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，包括：转子铁芯，所述转子铁芯的周向方向上均匀设有磁障组，所述磁障组包括多个沿转子铁芯径向方向间隔排列的磁障和永磁槽，所述永磁槽的中心线与相邻磁障组的中心线之间的夹角为45度电角度，所述永磁槽内设有永磁体。2.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述磁障为空气磁障。3.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述转子铁芯由硅钢冲片叠压而成。4.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述永磁体采用铁氧体材料或者钕铁硼材料制成。5.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述永磁体的形状为直线型或者V形。6.根据权利要求1所述的永磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：范坚坚，姚雪渊，
申请(专利权)人：杭州首力电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：