一种新型永磁辅助磁阻电机转子结构制造技术

本发明专利技术公开了一种新型永磁辅助磁阻电机转子结构，包括转子和转轴。转子包括转子铁心、双“一”型永磁单元和直侧翼永磁单元。定子铁心内沿圆周均匀开有多组四层双“半U”型通槽，双“半U”型通槽单元在其对称中心处被转子铁心分隔开，使得两个“半U”型通槽单元相对放置，并在相邻侧嵌入双“一”型永磁体，在其直侧翼内嵌入直侧翼永磁体。圆周多个双“一”型永磁体交替为切向相对和切向相背充磁，形成永磁体内聚磁结构。直侧翼永磁体充磁方向为沿着与直侧翼长度垂直的方向向外或向内充磁，构成永磁体外聚磁结构。本发明专利技术提出的转子结构，利用两永磁单元的聚磁效应，相对于常规永磁辅助同步磁阻电机，具有较高的电机效率和转矩输出能力。具有较高的电机效率和转矩输出能力。具有较高的电机效率和转矩输出能力。

【技术实现步骤摘要】
一种新型永磁辅助磁阻电机转子结构


[0001]本专利技术涉及电机
，具体涉及一种新型永磁辅助磁阻电机。

技术介绍

[0002]同步磁阻电机是一种采用磁阻转矩作为主要转矩的同步电机，它的转子上没有永磁体或者电磁体，而是由磁阻材料制成的。当电机通电时，定子上的电流会产生磁场，这个磁场会与转子上的磁阻材料相互作用，从而产生转矩。它的转矩密度较低，功率密度和效率需要提高。
[0003]随着工业化程度的加快，尤其是汽车、机械工业的发展和普及，使我国对石油能源的需求越来越大，已探明的石油资源十分有限，导致我国石油供给长期不足。能源枯竭问题是我国急需解决的主要问题之一。从稀土产品的供求关系判断，作为稀土永磁重要成分的钕、镝等材料在15年内都会存在供不应求的局面，预测其价格将会在较长的一段时间内保持相对较高的价位，其稀土永磁体成本将要占到稀土永磁电机总成本的20％。稀土永磁体固有的磁链不易调节特性，限制了稀土永磁电机的恒功率调速范围，进一步对稀土永磁电机的扩大应用产生深远影响，为电动汽车、混合动力汽车的大规模推广和应用增添了不确定因素。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种永磁辅助磁阻电机转子结构，将“少稀土”概念、永磁辅助磁阻电机结构与“磁通切换”永磁聚磁结构相结合；保留同步磁阻电机转子上无绕组，制造成本低，且控制起来较为简单的优点，采用铁氧体永磁辅助磁阻电机，永磁同步电动机具有结构简单、损耗小、功率因数高、效率高、功率密度高等显著特点，铁氧体比稀土永磁材料价格低从而降低电机成本，但由于铁氧体的特点是剩磁低，因此需要从结构上提高电机的气隙磁密。由于磁通切换型电机克服了传统电机结构复杂、功率密度较小、效率及可靠性较差等方面的突出缺点，永磁磁通切换电机中永磁体交替拼接而成，永磁体充磁方向沿切向交替对冲，电枢绕组采用集中式结构，转子切向交替充磁使得电机具有较大气隙磁密和转矩密度。三者结合可实现低成本、高效率和高转矩密度的电机性能需求。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种新型永磁辅助磁阻电机转子结构，包括转子和转轴，所述转子包括转子铁心和永磁单元；所述转子铁心上设有多组沿圆周均匀分布、开口朝外的双“半U”型闭口通槽单元，双“半U”型闭口通槽单元为四层对称槽结构且其中心轴处被转子铁心分隔为两个互不连接、相对布置且结构相同的“半U”型通槽，“半U”型通槽包括直底边槽和直侧翼槽，在两个所述“半U”型通槽的相邻侧，开有相对于中心轴对称的双“一”型闭口通槽，其开槽从贴近转子外沿延伸到最内层直底边槽的内边线；在双“一”型闭口通槽内固定嵌入双“一”型永磁体，在每层直侧翼槽内固定嵌入直侧翼永磁体。双“半U”型闭口通槽单元和双“一”型闭口通槽之间可连通。
[0006]进一步的，圆周内多组双“一”型永磁体的充磁方向交替为切向相对和切向相背，
当双“一”型永磁体为切向相对充磁时，则其两侧的四层直侧翼永磁体充磁方向均为沿着与直侧翼槽垂直的方向向外充磁；当双“一”型永磁体为切向相背充磁时，则其两侧的四层直侧翼永磁体充磁方向均为沿着与直侧翼槽垂直的方向向内充磁。
[0007]进一步的，双“半U”型闭口通槽单元直底边槽内、直侧翼槽内永磁体两侧均嵌满隔磁磁障。在双“一”型闭口通槽内双“一”型永磁体靠近转轴的一侧嵌满隔磁磁障。
[0008]进一步的，转子上所有双“一”型永磁体的外包络线在同一圆周面上。双“一”型永磁体靠近转子外沿侧与转子外沿之间布置有导磁桥。
[0009]进一步的，双“半U”型闭口通槽单元的四层直底边槽相邻端面、四层直侧翼槽相邻端面均分别相互平行。双“一”型永磁体为矩形，两组相邻双“半U”型闭口通槽单元的相邻直侧翼槽的相邻端面平行布置。
[0010]进一步的，转子内隔磁磁障均采用环氧树脂基复合材料。
[0011]进一步的，所述永磁单元均采用铁氧体材料。
[0012]相对于现有技术，本专利技术具有如下优点，
[0013]1、本专利技术提出一种新型永磁辅助磁阻电机转子结构，借鉴具有高气隙磁密的磁通切换电机的聚磁永磁结构，在转子上引入双“一”型永磁体的切向相对和切向相背的交替充磁方式和两侧直侧翼永磁体的聚磁充磁方向，分别构成了电机转子上双“一”型永磁体内聚磁结构和直侧翼永磁体外聚磁结构，较常规永磁辅助磁阻电机具有更高的气隙磁密,使得电机具有较大的转矩输出能力。
[0014]2、本专利技术提出的转子结构中，采用铁氧体材料代替传统稀土永磁材料，在满足电机转矩输出能力的同时极大地降低电机成本。
附图说明
[0015]图1是采用本专利技术的新型永磁辅助磁阻电机结构图；
[0016]图2为转子铁心结构示意图；
[0017]图3为转子上永磁单元结构及充磁方式示意图；
[0018]图4为转子磁路示意图。
[0019]图中：1
‑
定子；1
‑1‑
定子铁心；1
‑2‑
定子线槽；1
‑3‑
定子绕组；2
‑
转子；2
‑1‑
转子铁心；2
‑2‑
双”半U”型闭口通槽单元；2
‑2‑1‑
直底边；2
‑2‑2‑
直侧翼；2
‑3‑
双“一”型闭口通槽；2
‑4‑“
一”型永磁单元；2
‑5‑
直侧翼永磁单元；2
‑6‑
磁障；3
‑
转轴；A
‑
流经直侧翼永磁体的永磁磁路；B
‑
两组永磁+磁阻磁路。
具体实施方式
[0020]下面结合附图对本专利技术的一个实施例作进一步的描述，以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0021]参见图1和图2，本专利技术公开了一种新型永磁辅助磁阻电机转子结构，图1为采用本专利技术转子结构的电机径向剖面视图，包括同轴设置的定子1、转子2和转轴3。定子1由定子铁心1
‑
1和定子绕组1
‑
3组成，定子铁心1
‑
1上设有多个沿圆周均匀分布的定子线槽1
‑
2，定子绕组1
‑
3布置于定子线槽1
‑
2内；转子2包括转子铁心2
‑
1和永磁单元，参见图2，转子铁心2
‑
1上设有6组沿圆周均匀分布、开口朝外的双半“U”型闭口通槽单元2
‑
2，每组双”半U”型闭口
通槽单元2
‑
2为四层周向对称槽结构且其中心轴处被转子铁心2
‑
1分隔为互不连接、相对布置且结构相同的两个”半U”型槽；在每组两个”半U”型通槽单元2
‑
2的相邻侧，开有相对于中心轴线对称的双“一”型闭口通槽2
‑
3，其长度从靠近转子外径贯穿到最内层直底边槽的内边线。
[0022]参见图3，在双“一”型闭口通槽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型永磁辅助磁阻电机转子结构，包括转子(2)和转轴(3)，其特征在于，所述转子(2)包括转子铁心(2
‑
1)和永磁单元；所述转子铁心(2
‑
1)上设有多组沿圆周均匀分布、开口朝外的双“半U”型闭口通槽单元(2
‑
2)，双“半U”型闭口通槽单元(2
‑
2)为四层对称槽结构且其中心轴处被转子铁心(2
‑
1)分隔为两个互不连接、相对布置且结构相同的“半U”型通槽，“半U”型通槽包括直底边槽(2
‑2‑
1)和直侧翼槽(2
‑2‑
2)，在两个所述“半U”型通槽的相邻侧，开有相对于中心轴对称的双“一”型闭口通槽(2
‑
3)，其开槽从贴近转子(2)外沿延伸到最内层直底边槽(2
‑2‑
1)的内边线；在双“一”型闭口通槽(2
‑
3)内固定嵌入双“一”型永磁体(2
‑
4)，在每层直侧翼槽(2
‑2‑
2)内固定嵌入直侧翼永磁体(2
‑
5)。2.根据权利要求1所述的新型永磁辅助磁阻电机转子结构，其特征在于，圆周内多组双“一”型永磁体(2
‑
4)的充磁方向交替为切向相对和切向相背，当双“一”型永磁体(2
‑
4)为切向相对充磁时，则其两侧的四层直侧翼永磁体(2
‑
5)充磁方向均为沿着与直侧翼槽(2
‑2‑
2)垂直的方向向外充磁；当双“一”型永磁体(2
‑
4)为切向相背充磁时，则其两侧的四层直侧翼永磁体(2
‑
5)充磁方向均为沿着与直侧翼槽(2
‑2‑
2)垂直的方向向内充磁。3.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖巧巧，赵泽卿，莫丽红，秦通，朱希同，王浩，王四维，张科地，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：