本发明专利技术公开了一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机，包括定子铁芯以及转子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯的内表面设置有梯形齿；转子铁芯的外表面设置若干气隙缺口，单个所述气隙缺口沿轴向延伸，各个所述气隙缺口以所述铁芯的转轴为对称中心呈中心对称分布，对称面位于所述转子铁芯的外圆磁极中心处；转子铁芯内部设置若干弧形槽口，单极下的槽口以直轴呈轴对称分布，且各极下的每对槽口以转子铁芯的转轴呈中心对称分布。本发明专利技术能够有效抑制永磁同步电机工作时的电磁振动噪声。同步电机工作时的电磁振动噪声。同步电机工作时的电磁振动噪声。
【技术实现步骤摘要】
一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机
[0001]本专利技术涉及电机领域，具体涉及一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机。
技术介绍
[0002]永磁同步电机具有有体积小、质量轻、高功率密度等诸多优点，而且控制技术也日臻成熟，因此越来越广泛的用于电动座椅等伺服控制领域。
[0003]虽然永磁同步电机具有诸多优点，但是由于其其较小的等效气隙长度，通常会产生较多的径向电磁力谐波分量以及较大的谐波幅值，从而很容易激发对应的定子模态，造成较为严重的振动，从而产生噪声，以至于严重影响人们的生活舒适度。
[0004]对于本领域的技术人员来说，如何抑制电机工作时的电磁振动噪声，是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术专利的目的是提供一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机，该永磁同步电机的定子铁芯的齿部采用梯形齿，由于越靠近齿部中心磁阻越大，气隙磁密径向分量越小，从而该气隙磁密产生的径向电磁力也越小。又因为齿部中心受力越小，所以产生的振动以及噪声也越小。与此同时，在转子铁芯外表面设置若干气隙缺口，在转子铁芯与定子铁芯之间形成非均匀气隙，提高气隙等效长度以增大磁阻，达到抑制径向电磁力谐波分量幅值、削弱电磁振动噪声的效果。此外，在转子铁芯内部设置弧形槽口，这时从永磁体出发的磁力线分散成三部分进入定子齿，同样能够增大磁路的磁阻，从而削弱径向电磁力用以降噪。
[0006]上述的目的通过以下技术方案实现：一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机，包括定子铁芯以及转子铁芯，所述定子铁芯的内表面设置有梯形齿；转子铁芯的外表面设置若干气隙缺口，单个所述气隙缺口沿轴向延伸，各个所述气隙缺口以所述铁芯的转轴为对称中心呈中心对称分布，对称面位于所述转子铁芯的外圆磁极中心处；转子铁芯内部设置若干弧形槽口，单极下的槽口以直轴呈轴对称分布，且各极下的每对槽口以转子铁芯的转轴呈中心对称分布。
[0007]可选地，所述梯形齿最深处的深度以及最深处的宽度均为所述转子铁芯与定子铁芯之间气隙尺寸的0.5
‑
1.5倍。
[0008]可选地，所述气隙缺口的横截面为直角梯形，所述气隙缺口位于隔离磁桥边缘。
[0009]可选地，所述气隙缺口最深处的深度和宽度为所述转子铁芯与定子铁芯之间气隙尺寸的0.5
‑
1倍。
[0010]可选地，所述气隙缺口的横截面为直角梯形，且位于隔离磁桥边缘。
[0011]可选的，所述弧形槽口到转子外表面距离为所述定子铁芯与转子铁芯之间气隙尺寸的1
‑
1.2倍，单个弧形槽口所对应的圆心角的范围为8
‑
10度，且偏移直轴12
‑
16度。
[0012]可选地，所述定子铁芯上的定子绕组为集中短距放置，短距比为2/3。
[0013]可选地，所述定子铁芯设置6槽，所述转子铁芯设置4极。
[0014]有益效果：本专利技术具有以下优点：本专利技术的永磁同步电机，其定子铁芯的齿部采用梯形齿，由于越靠近齿部中心磁阻越大，气隙磁密径向分量越小，从而该气隙磁密产生的径向电磁力也越小。又因为齿部中心受力越小，所以产生的振动以及噪声也越小。与此同时，在转子铁芯外表面设置若干气隙缺口，在转子铁芯与定子铁芯之间形成非均匀气隙，提高气隙等效长度以增大磁阻，达到抑制径向电磁力谐波分量幅值、削弱电磁振动噪声的效果。此外，在转子铁芯内部设置弧形槽口，这时从永磁体出发的磁力线分散成三部分进入定子齿，同样能够增大磁路的磁阻，从而削弱径向电磁力用以降噪。
附图说明
[0015]图1A为本专利技术的永磁同步电机的定子、转子铁芯的正视方向示意图；图1B为图1A中椭圆虚线框2的局部放大图；图1C为图1A中椭圆虚线框4的局部放大图；图1D为图1A中椭圆虚线框5的局部放大图；图2为定子、转子铁芯的轴测图；图3为优化后带机壳的永磁同步电机二阶模态图；图4A为优化前声频5600Hz下的声压级云图，该频段是该电机运行的最大噪声贡献量频段；图4B为优化后声频5600Hz下的声压级云图，该频段是该电机运行的最大噪声贡献量频段；图5为电磁振动噪声频优化前后对比的频率
‑
声压级曲线示意图；图中附图标记：定子铁芯1、梯形齿2、转子铁芯3、气隙缺口4、弧形槽口5。
具体实施方式
[0016]下面将结合示意图对本专利技术进行更详细的描述，其中表示了本专利技术的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本专利技术，而仍然实现本实新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本专利技术的限制。
[0017]如图1~3所示，本实施例的一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机，包括定子铁芯1、转子铁芯3。
[0018]定子铁芯1的定子齿采用梯形齿2，即定子铁芯1的内表面呈梯形，且沿轴向延伸。结合图1A所示，为本专利技术的抑制电磁振动噪声定子铁芯的正视方向示意图；图1B为图1A中椭圆虚线框1的局部放大图。
[0019]梯形齿2以定子铁芯1的中心轴为对称中心呈中心对称分布。，图1B所示相当于一个断面结构，梯形齿2断面呈等腰梯形状。图1B中A1、A2、A3、A4分别表示单个定子梯形齿断面的四个角点。
[0020]转子铁芯3的外表面设置若干气隙缺口4，气隙缺口4相当于在转子铁芯3的外表面挖除一部分结构，在转子铁芯3的周向外侧壁上形成若干个凹陷结构。结合图1A所示，为本
专利技术的抑制振动噪声转子铁芯的正视方向示意图；图1C为图1A中椭圆虚线框4的局部放大图。
[0021]各个气隙缺口4以转子铁芯3的中心轴为对称中心呈中心对称分布，各个气隙缺口4均匀地分布在转子铁芯3的隔离磁桥边缘。单个气隙缺口4沿轴向延伸，图1C所示相当于一个断面结构，气隙缺口断面呈直角梯形。本专利技术的四个气隙缺口呈对称设置。图1C中的B1、B2、B3、B4为单个气隙缺口的四个角点；气隙缺口的数量为4。
[0022]转子铁芯3的内部设置若干弧形槽口5，弧形槽口5相当于在转子铁芯3的内部挖除一部分结构。结合图1A所示，为本专利技术的抑制振动噪声转子铁芯的正视方向示意图；图1D为图1A中椭圆虚线框5的局部放大图。在单极下的弧形槽口以直轴呈轴对称分布，且各极下的每对槽口以转子铁芯的转轴呈中心对称分布。单个弧形槽口沿轴向延伸。图1D中的弧线C1C2为单个的弧形槽口的中心弧线。弧形槽口的数量为8。
[0023]本专利技术先利用定子铁芯1的梯形齿2，与转子铁芯3外周均匀分布设置的若干个气隙缺口4相配合，使转子铁芯1和定子铁芯3之间形成非均匀气隙，也即定子铁芯1和转子铁芯3之间的间距在圆周方向上并非各处相等，在保证电磁转矩不受影响的情况下，提高气隙等效长度，降低径向磁密，从而降低径向电磁力幅值，使得定子齿上所受的径向力减小，抑制电机工作时的电磁振动噪声。其次在转子铁芯内部设置弧形槽口，这时从永磁体出发的磁力线分散成三部分进入定子齿，同样能够增大磁路的磁阻，从而削弱径向电磁力用以降噪。
[0024]优选地，本专利技术的定本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机，包括定子铁芯以及转子铁芯，其特征在于，所述定子铁芯的内表面设置有梯形齿；转子铁芯的外表面设置若干气隙缺口，单个所述气隙缺口沿轴向延伸，各个所述气隙缺口以所述铁芯的转轴为对称中心呈中心对称分布，对称面位于所述转子铁芯的外圆磁极中心处；转子铁芯内部设置若干弧形槽口，单极下的槽口以直轴呈轴对称分布，且各极下的每对槽口以转子铁芯的转轴呈中心对称分布。2.根据权利要求1所述的一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机，其特征在于，所述梯形齿最深处的深度以及最深处的宽度均为所述转子铁芯与定子铁芯之间气隙尺寸的0.5
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1.5倍。3.根据权利要求1所述的一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机，其特征在于，所述气隙缺口的横截面为直角梯形，所述气隙缺口位于隔离磁桥边缘。4.根据权利要求1所述的一种抑制电磁振动噪声的永磁同步电机，其特征在于，所述气...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘畅，邱鑫，杨建飞，周锴，华文韬，陈秋仲，李飞，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：
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