CN102306966A - 一种永磁电机转子 - Google Patents

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Abstract

一种永磁电机转子，涉及永磁电机领域，旨在解决材料成本过高、正向转矩需要提高的问题。包括铁芯(1)、多个磁钢(2)、气隙(3)；所述磁钢(2)自身可以不对称，与所述铁芯(1)旋转同方向的一端较大，或者所述磁钢(2)沿所述铁芯(1)切向不对称地分布在所述铁芯(1)内部，向所述铁芯(1)旋转方向倾斜。由此所述磁钢(2)的磁场在与电机旋转同方向的一端得到了加强，该方的转矩得到了增加，虽然反转转矩有所降低，但是在反转情况很少使用的情况下正向转矩还是得到了提升，且节约了磁钢成本。尤其是对于大多数时候向前行驶或负重爬坡的电动汽车永磁电机来说，有益效果明显。本发明主要用于永磁电机，尤其是电动汽车上的永磁电机。

Description

一种永磁电机转子
技术领域
本发明涉及一种永磁电机领域，特别是涉及一种永磁电机转子。
背景技术
目前电动汽车电驱动技术日趋成熟，逐步向市场化迈进，而电动轿车的驱动电机由于功率密度、换能效率要求较高，所以一般采用无需外电源励磁的永磁同步电机。永磁同步电机的转子一般由钕铁硼磁钢镶嵌在转子铁芯内部或粘贴在其外部构成，而钕铁硼大部分由极其昂贵的钕等金属烧结而成，所以转子成本很高。现在常用的永磁同步电机，其转子结构，按磁极放置方式，可分为表贴式结构、半嵌入式结构和内置式结构。对于这三种结构来说，磁钢均是左右对称放置，这样的转子结构，再加上对称的三相定子结构，使得电机正、反向转速-转矩特性基本一致。
对于电动汽车来说，其驱动电机应用特性在于，正向前进方向要求有足够的正向转矩，以满足其启动性能、加速性能和爬坡性能，而反向倒退方向则不需要太大的转矩；并且其前进方向的使用频率要远远大于其后退方向的使用频率。因此，现在的永磁同步电机结构，其正反向最大转矩均一致的特性，造成了反向转矩没有充分利用，而正向转矩则可能不足的情况。
目前，市场上仍未发现，能够克服上述缺点，节约磁钢成本且正向转矩性能很高的永磁电机转子，经检索未发现相关专利和文献。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种节约磁钢成本并且正向转矩性能很高的永磁电机转子。
本发明的技术方案在于，永磁电机转子包括铁芯1、多个磁钢2，所述磁钢2沿切向镶嵌于所述铁芯1内部，所述磁钢2沿转子的切向正向端向所述铁芯1外部传递的磁场强度大于反向端的磁场强度。
所述磁钢2本身的正向端也可以大于反向端，所述磁钢2本体不对称，在所述铁芯1边缘内沿切向均匀布置，所述磁钢2经所述铁芯1向所述铁芯1外部导出的磁场是不均匀的，尤其是沿电机正向旋转方向的磁场较强，由此正向转动的转矩得到了很大提升。并且所述磁钢2的反向端的体积可以减小，起到了节约磁钢材料的作用。
所述磁钢2本身的正向端距离所述铁芯1边缘的径向距离也可以大于反向端距离所述铁芯1边缘的径向距离，同样可以起到提高正向转矩的作用。在实际的永磁电机转子设计中，在需要达到同样的正向转矩效果的情况下，单个所述磁钢2的体积就可以做的小一些，节省磁钢材料。
所述磁钢2的端部外侧之间可以设置有气隙3。优选地，所述磁钢2的正向端、反向端外侧都设置有所述气隙3。所述气隙3内的空气的磁导率远低于所述铁芯1的磁导率，可以使所述磁铁的磁场尽可能地导向所述铁芯1外部，提高了所述磁钢2的磁场利用率。
在上述技术方案中，在达到同样转矩和转速的技术要求时，电机可以设计得更小，提高了电机的功率密度，其各种机械、电磁的能量损失也较小，所以能量的转化效率得以提升。
本发明显著的优点和有益效果是：
1.转子正向旋转时转矩高。
2.节约磁钢成本。
3.电机功率密度进一步得到了提升。
4.能量转化效率也得到了一些提升。
附图说明
图1是现有的磁钢2切向布置技术的原理图。
图2是本发明磁钢2本身不对称情况下的实施例原理图。
图3是本发明磁钢2倾斜放置情况下的实施例原理图。
图4是本发明磁钢2两端设有气隙3的实施例原理图。
图1-4中：铁芯1、磁钢2、气隙3。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
图1所示的现有技术中，所述磁钢2在所述铁芯1边缘内沿切向均匀布置，所述磁钢2经所述铁芯1向所述铁芯1外部导出的磁场相对来说是均匀的。
图2是本发明的第一种实施例，所述磁钢2本体不对称，所述磁钢2本身的正向端大于反向端，在所述铁芯1边缘内沿切向均匀布置，所述磁钢2经所述铁芯1向所述铁芯1外部导出的磁场是不均匀的，尤其是沿电机正向旋转方向的磁场较强，由此正向转动的转矩得到了很大提升。
图3是本发明的第二种实施例，，所述磁钢2本体虽然是对称的，但是所述磁钢2是倾斜放置的，也就是说正向端距离所述铁芯1边缘的径向距离大于反向端距离所述铁芯1边缘的径向距离，所以也同样起到了提高正向转矩的作用。图4是本发明的第三种实施例，所述磁钢2的端部外侧之间可以设置有气隙3。优选地，所述磁钢2的正向端、反向端外侧都设置有所述气隙3。所述气隙3内的空气的磁导率远低于所述铁芯1的磁导率，可以使所述磁钢2的磁场尽可能地导向所述铁芯1外部，提高了所述磁钢2的磁场利用率。同时，在该实施例中，所述磁钢2本身的正向端大于反向端，而且是倾斜放置。

Claims (5)

1.一种永磁电机转子，包括铁芯(1)、多个磁钢(2)，所述磁钢(2)沿所述铁芯(1)的切向镶嵌于所述铁芯(1)内部，其特征在于，所述磁钢(2)沿旋转方向的正向端向所述铁芯(1)外部传递的磁场强度大于反向端的磁场强度。
2.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁钢(2)本身的正向端大于反向端。
3.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁钢(2)本身的正向端距离所述铁芯(1)边缘的径向距离大于反向端距离所述铁芯(1)边缘的径向距离。
4.根据权利要求2或3所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁钢(2)的端部外侧之间可以设置有气隙(3)。
5.根据权利要求4所述的永磁电机转子，其特征在于，优选地，所述磁钢(2)的正向端、反向端外侧都设置有所述气隙(3)。
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