CN104578499A - 永磁电机转子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁电机转子，包括转子主轴和设置于转子主轴外周并均匀分布的永磁体磁极，每块永磁体磁极在平行于转子主轴的轴向和垂直于转子主轴的轴向的方向均分割为数段磁体块，每块磁体块与相邻磁体块之间均设有绝缘衬垫。将永磁体在电机转子的轴向和径向上分成若干段，并在处理后的磁极块之间隔以绝缘衬垫，将磁极分割相当于减小了每块磁极的局部体积，将涡流限制在各段永磁体中的狭小回路内，因此有效减小了磁极块内容纳产生的涡流回路的长度，因此也就减弱了涡流感应电动势。这样就可以显著的减少涡流，进而减少涡流损耗。

Description

永磁电机转子
技术领域
本发明涉及电机设备技术领域，更具体地说，涉及一种永磁电机转子。
背景技术
电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。它的主要作用是产生驱动转矩，经常用于用电器或各种机械的动力源。永磁电机是电机中的常见种类，其使用永磁体作为电机中的磁性装置。
发明人发现：针对永磁电机将永磁体设置于电机转子的结构的情况，当永磁电机旋转时，永磁体内部会产生涡流，导致永磁体发热，产生能量损耗，严重时甚至由此导致永磁体失磁。
涡流产生的原理简介如下：闭合电路中的磁通量在不断发生改变，所以在导体的圆周方向会产生感应电动势和感应电流，电流的方向沿导体的圆周方向转圈，就像一圈圈的漩涡，所以这种在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象。而在本发明中的所说的永磁电机中所产生的涡流效果上等同于上述导体线圈中产生涡流的原理。而本案例中回路电流没有作为能量向外输出，而是损耗在自身的磁体之中，这就产生了不必要的发热损耗。
而在现有技术的范畴内并没有能够有效减少永磁体内部产生涡流造成损耗的有效方案。而如何降低永磁电机涡流损耗就成为了研制高性能永磁电机的关键突破点。
综上所述，如何有效地解决降低永磁电机涡流损耗的问题，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种永磁电机转子，该永磁电机转子的结构设计可以有效地解决降低永磁电机涡流损耗的问题。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种永磁电机转子，包括转子主轴和设置于转子主轴外周并均匀分布的永磁体磁极，每块永磁体磁极在平行于转子主轴的轴向和垂直于转子主轴的轴向的方向均分割为数段磁体块，每块磁体块与相邻磁体块之间均设有绝缘衬垫。
优选的，上述永磁电机转子中，每块永磁体磁极外表面均设置有外包绝缘层。
优选的，上述永磁电机转子中，永磁体磁极设置于永磁电机转子的外表面。
优选的，上述永磁电机转子中，永磁体磁极嵌入设置于永磁电机转子内部的磁极凹槽内。
优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽垂直于转子主轴的径向呈单排分布于永磁电机转子内部。
优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽垂直于转子主轴径向呈多排叠置分布于永磁电机转子内部。
优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽为一字型。
优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽为V字型。
优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽为U字型。
本发明提供的永磁电机转子，包括转子主轴和设置于转子主轴外周并均匀分布的永磁体磁极，每块永磁体磁极在平行于转子主轴的轴向和垂直于转子主轴的轴向的方向均分割为数段磁体块，每块磁体块与相邻磁体块之间均设有绝缘衬垫。将永磁体在电机转子的轴向和径向上分成若干段，并在处理后的磁极块之间隔以绝缘衬垫，将磁极分割相当于减小了每块磁极的局部体积，将涡流限制在各段永磁体中的狭小回路内，因此有效减小了磁极块内容纳产生的涡流回路的长度，因此也就减弱了涡流感应电动势。这样就可以显著的减少涡流，进而减少涡流损耗。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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。
图1为本发明实施例提供的永磁体磁极分段总体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的表面式永磁电机转子的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的内嵌式单排一字型永磁电机转子的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的内嵌式单排V字型永磁电机转子的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的内嵌式单排U字型永磁电机转子的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的内嵌式双排一字型永磁电机转子的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的内嵌式双排V字型永磁电机转子的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的内嵌式双排U字型永磁电机转子的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的内嵌式双排一字型和V字型混合排列型永磁电机转子的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的内嵌式双排一字型和U字型混合排列型永磁电机转子的结构示意图。
附图中标记如下：
1为磁体块、2为外包绝缘层、3为绝缘衬垫。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种永磁电机转子，该永磁电机转子的结构设计可以有效地解决降低永磁电机涡流损耗的问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其为本实施例提供的永磁体磁极分段总体结构示意图。
本发明提供的永磁电机转子，包括转子主轴和设置于转子主轴外周并均匀分布的永磁体磁极，每块永磁体磁极在平行于转子主轴的轴向和垂直于转子主轴的轴向的方向均分割为数段磁体块1，每块磁体块1与相邻磁体块1之间均设有绝缘衬垫3。
将永磁体在电机转子的轴向和径向上分成若干段，并在处理后的磁极块之间隔以绝缘衬垫3，将磁极分割相当于减小了每块磁极的局部体积，将涡流限制在各段永磁体中的狭小回路内，因此有效减小了磁极块内容纳产生的涡流回路的长度，因此也就减弱了涡流感应电动势。这样就可以显著的减少涡流，进而减少涡流损耗。由于减少了涡流损耗，所以也减少了磁铁发热耗电，从一定程度上使能量的利用效率提高，节约了能源，改善了电机的动力性能；另外由于永磁体非必要生热减小，涡流效应对磁体的损坏也就减少了，保护了永磁体的磁性，延长了永磁体的使用寿命相当于延长了电机的使用寿命。
为进一步优化上述技术方案中减少涡流损耗的效果，在上述实施例的基础上，优选的，上述永磁电机转子中，每块永磁体磁极外表面均设置有外包绝缘层2。
在上述实施例中减少了永磁体的内部产生的涡流损耗，而实际上，在电机中，永磁体与硅钢片之间也会产生相当严重的涡流损耗，本实施例在上述实施例的基础上进一步在永磁体磁极外表面再设置外包绝缘层2，使电机中硅钢片内的涡流不能与永磁体内的涡流形成回路，于是有效地削弱了转子内的涡流损耗，进一步优化了减小涡流损耗的技术效果。
参考图2，图2为表面式永磁电机转子的结构示意图。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上，优选的，上述永磁电机转子中，永磁体磁极设置于永磁电机转子的外表面。对每个永磁体磁极进行轴向和径向分段，各段永磁体之间隔以绝缘衬垫3，并优选在分段后的永磁体外表面覆盖外包绝缘层2。
参考图3至图10，都为内嵌式永磁电机转子的结构示意图。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上，优选的，上述永磁电机转子中，永磁体磁极嵌入设置于永磁电机转子内部的磁极凹槽内。本实施例中永磁体磁极设置于转子内部，对每个永磁体磁极进行轴向和径向分段，各段永磁体之间隔以绝缘衬垫3，并优选在分段后的永磁体外表面覆盖外包绝缘层2。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上，优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽垂直于转子主轴的径向呈单排分布于永磁电机转子内部。其中需要说明的是，永磁体磁极均匀分布于转子主轴外周，所以设置永磁体磁极的磁极凹槽也如此分布设置，其实磁极凹槽更近似于的分布结构为沿转子主轴呈辐射状均匀分布。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上，优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽垂直于转子主轴径向呈多排叠置分布于永磁电机转子内部。在上述实施例的基础上，磁极凹槽的分布结构为沿转子主轴呈辐射状均匀分布，结构外观上由靠近转子主轴逐排向外发散。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上，优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽为一字型。每个磁极凹槽还包括一个平直槽，永磁体安装于凹槽中。对每个槽内的永磁体进行轴向和径向分段，在分段后的永磁体表面覆盖外包绝缘层2，各段永磁体之间隔以绝缘衬垫3。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上，优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽为V字型。每个磁极凹槽还包括两个槽，槽呈V字型分布，永磁体安装于凹槽中。对每个槽内的永磁体进行轴向和径向分段，在分段后的永磁体表面覆盖外包绝缘层2，各段永磁体之间隔以绝缘衬垫3。
为进一步优化上述技术方案，在上述实施例的基础上，优选的，上述永磁电机转子中，磁极凹槽为U字型。每个磁极凹槽还包括三个槽，槽呈U字型分布，永磁体安装于凹槽中。对每个槽内的永磁体进行轴向和径向分段，在分段后的永磁体表面覆盖外包绝缘层2，各段永磁体之间隔以绝缘衬垫3。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种永磁电机转子，包括转子主轴和设置于所述转子主轴外周并均匀分布的永磁体磁极，其特征在于，每块所述永磁体磁极在平行于所述转子主轴的轴向和垂直于所述转子主轴的轴向的方向均分割为数段磁体块(1)，每块所述磁体块(1)与相邻磁体块(1)之间均设有绝缘衬垫(3)。
2.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于，每块所述永磁体磁极外表面均设置有外包绝缘层(2)。
3.根据权利要求2所述的永磁电机转子，其特征在于，所述永磁体磁极设置于所述永磁电机转子的外表面。
4.根据权利要求2所述的永磁电机转子，其特征在于，所述永磁体磁极嵌入设置于所述永磁电机转子内部的磁极凹槽内。
5.根据权利要求4所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁极凹槽垂直于所述转子主轴的径向呈单排分布于所述永磁电机转子内部。
6.根据权利要求4所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁极凹槽垂直于所述转子主轴径向呈多排叠置分布于所述永磁电机转子内部。
7.根据权利要求5或6所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁极凹槽为一字型。
8.根据权利要求5或6所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁极凹槽为V字型。
9.根据权利要求5或6所述的永磁电机转子，其特征在于，所述磁极凹槽为U字型。
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