一种永磁同步电机制造技术

本发明专利技术公开了一种永磁同步电机，该永磁同步电机具有定子和转子，转子铁心外圆周面均匀设置m块表贴式永磁体，m为偶数；转子铁心内部沿周向均匀交替开设m个V形通槽和m个矩形通槽，V形通槽与表贴式永磁体一一对应，且V形通槽开口正对表贴式永磁体，V形通槽尖端朝向转子铁心的中心；矩形通槽沿着转子铁心的径向分布；V形通槽内放置V形永磁体，矩形通槽内放置辐条永磁体。本发明专利技术通过表贴式永磁体、V形永磁体和辐条永磁体形成串联永磁磁路结构，永磁体磁动势相叠加，增强了主磁通，提升转矩密度的同时降低了转矩脉动，能够满足直接驱动应用对于高转矩密度和低转矩脉动的需求。于高转矩密度和低转矩脉动的需求。于高转矩密度和低转矩脉动的需求。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机


[0001]本专利技术涉及电机，具体涉及一种永磁同步电机。

技术介绍

[0002]随着能源问题的日益突出以及风力发电、电动汽车、海浪发电等高新技术的快速发展，如何进一步提升电机系统在低速运行状态下的功率密度和转矩密度成为直接驱动领域的研究热点。传统的表贴式永磁同步电机结构简单，但其在低速下的转矩密度不够高，不能完全满足直接驱动应用场合的要求；相对于表贴式永磁同步电机，利用“V”型永磁的内嵌式同步电机可以提升电机低速运行时的转矩性能，但是漏磁系数和齿槽转矩也相应提高了。因此，针对直接驱动应用需求，如何提高永磁同步电机的转矩密度，同时降低电机齿槽转矩是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术的目的是提出一种永磁同步电机，该永磁同步电机能够满足直接驱动应用场合低速大转矩及降低转矩脉动的需求。
[0004]技术方案：本专利技术提供一种永磁同步电机，具有定子和转子，转子铁心外圆周面均匀设置m块表贴式永磁体，m为偶数；转子铁心内部沿周向均匀交替开设m个V形通槽和m个矩形通槽，V形通槽与表贴式永磁体一一对应，且V形通槽开口正对表贴式永磁体，V形通槽尖端朝向转子铁心的中心；矩形通槽沿着转子铁心的径向分布；V形通槽内放置V形永磁体，矩形通槽内放置辐条永磁体。
[0005]进一步地，V形通槽的两个直侧翼内放置矩形永磁块，V形永磁体由两块矩形永磁块构成。
[0006]进一步地，表贴式永磁体采取径向交替充磁方式，V形永磁体的两个永磁块沿着与其长度垂直的方向相向或相背充磁，且表贴式永磁体与V形永磁体相对的面极性相异；相邻两个辐条永磁体采用切向交替充磁方式，且辐条永磁体与切向两侧相邻V形永磁体相对的面极性相异。
[0007]进一步地，在矩形永磁块和辐条永磁体各自的长度延伸方向两端均设有磁障，内填充环氧树脂基复合材料。
[0008]进一步地，定子与转子间留有气隙。
[0009]进一步地，定子铁心的定子槽采用半闭口槽。
[0010]有益效果：本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点：
[0011](1)传统表贴式永磁同步电机由于交直轴电感近似相等，磁阻转矩为零，转矩输出依赖于永磁转矩；本专利技术在转子上内嵌V形永磁体和辐条永磁体，由于直交轴磁路不对称，使得交直轴电感不再相等，利用交直轴电感之差产生磁阻转矩，由永磁转矩和磁阻转矩共同提供转矩输出，因此可提高电机的转矩输出能力。
[0012](2)与传统内置“V”形永磁同步电机相比，本专利技术中表贴式永磁体、V型永磁体和辐
条永磁体之间具有串联永磁磁路的特点，一方面通过永磁体磁动势的叠加，增强了主磁通，提升了电机的转矩密度；另一方面，多层串联磁路结构在一定程度上可提高永磁材料的抗去磁性能。
[0013](3)与传统内置“V”形永磁同步电机相比，本专利技术改善了气隙磁密的波形，减小了空载反电动势谐波畸变率，减小了电机输出的转矩脉动。
[0014](4)与传统内置式永磁同步电机相比，本专利技术由于表贴式永磁体为原来的漏磁通提供了能够铰链定子绕组的磁路，使得漏磁系数降低，功率因数升高，功率密度升高。
附图说明
[0015]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来说，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他的附图。
[0016]图1是本申请实施例中一种永磁同步电机的结构示意图；
[0017]图2是本申请实施例中定子的结构示意图；
[0018]图3是本申请实施例中转子的结构示意图；
[0019]图4是本申请实施例中转子铁心的结构示意图；
[0020]图5是本申请实施例中永磁体充磁方向示意图；
[0021]图6是本申请实施例中永磁磁力线分布图；
[0022]图7是本申请实施例提供的永磁同步电机与传统永磁同步电机的输出转矩对比图；
[0023]附图标记：1，定子；2，转子；3，转轴；11，定子铁心；12定子槽；21，转子铁心；22，表贴式永磁体；23，V形永磁体；24，辐条永磁体；25，V形通槽；26，矩形通槽；27，磁障。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，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，所描述的实施例不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0025]图1所示为本申请实施例提供的一种永磁同步电机，该电机包括定子1、转子2和转轴3，其中转子2固定套接在转轴3上并设置在定子1内部，转子2和定子1之间留有径向气隙。
[0026]如图2所示，定子1包括定子铁心11和定子绕组，定子铁心11内部的定子槽12采用半闭口槽，以减小有效气隙长度，减少铁芯表面损耗和齿内脉振损耗，从而改善功率因数；同时，半闭口槽冲模结实耐用，槽面积利用率较高，槽绝缘的寿命长。定子铁心11内部的定子槽12中放置单层定子绕组。
[0027]如图3和图4所示，转子2包括转子铁心21，转子铁心21的外圆周面均匀设置有4块表贴式永磁体22，转子铁心21内部沿周向均布4个V型通槽25，V型通槽25与表贴式永磁体22一一对应，且V型通槽25开口正对表贴式永磁体22，V型通槽25尖端朝向转子铁心21的中心。每个V型通槽25的两个直侧翼内固定嵌有矩形永磁块，两个矩形永磁块共同构成V形永磁体23。转子铁心21上位于任意两个相邻的V型通槽25的中间开有径向的矩形通槽26，矩形通槽26内固定嵌有辐条永磁体24，辐条永磁块22为矩形。辐条永磁块22和构成V形永磁体23的两
个矩形永磁块各自的长度延伸方向两端均设有磁障27，内填充环氧树脂基复合材料。
[0028]需要指出，本申请实施例中给出的表贴式永磁体22、V形永磁体23和辐条永磁体24均为4个，仅仅是示例性的。根据需要，还可以设置为2个，6个，8个
……
，并对转子铁心21的结构作适应性调整，本领域技术人员在不需要付出创造性劳动的前提下即可实现。
[0029]如图5所示，表贴式永磁体22采取径向交替充磁方式，V形永磁体23的两个矩形永磁块沿着与其长度垂直的方向相向或相背充磁，且表贴式永磁体22与V型永磁体23相对的面极性相异。相邻两个辐条永磁体24采用切向交替充磁方式，且辐条永磁体24与切向两侧相邻V形永磁体23相对的面极性相异。从而，使得表贴式永磁体22、V型永磁体23和辐条永磁体24具有永磁磁路串联特点，磁动势相叠加，增强了主磁通，提升转矩密度，如图6所示。由于转子内置V形永磁体23和辐条形永磁体24，转子内部交直轴磁路不对称，使得交直轴电感不再相等，交直轴电感之差产生磁阻转矩。表贴式永磁体22为原来的漏磁通提供了能够铰链定子绕组的磁路，使得漏磁系数降低，功率因数升高，功率密度升高。
[0030]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机，具有定子(1)和转子(2)，其特征在于，转子铁心(21)外圆周面均匀设置m块表贴式永磁体(22)，m为偶数；转子铁心(21)内部沿周向均匀交替开设m个V形通槽(25)和m个矩形通槽(26)，V形通槽(25)与表贴式永磁体(22)一一对应，且V形通槽(25)开口正对表贴式永磁体(22)，V形通槽(25)尖端朝向转子铁心(21)的中心；矩形通槽(26)沿着转子铁心(21)的径向分布；V形通槽(25)内放置V形永磁体(23)，矩形通槽(26)内放置辐条永磁体(24)。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，V形通槽(25)的两个直侧翼内放置矩形永磁块，V形永磁体(23)由两块矩形永磁块构成。3.根据权利要求2所述的永磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫丽红，秦通，赖巧巧，赵泽卿，张科地，朱希同，张晨，周恒瑞，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：