CN106340982B - 永磁同步电机的转子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁同步电机的转子及电机，属于电机技术领域，为解决现有装置存在大量高次谐波磁场的问题而设计。本发明永磁同步电机的转子在转子本体上沿周向均匀分布有多个磁钢槽，磁钢槽内插设有永磁体，相邻永磁体极性相反；在转子本体的外边缘上且对应于磁钢槽处设置有多个狭缝，狭缝连通至定子与转子之间的气隙，狭缝的内端位于同一条圆弧线上；或，在转子本体的外边缘上且对应于磁钢槽处设置有多个狭缝，狭缝与磁钢槽相连通，狭缝的外端位于同一条圆弧线上。本发明永磁同步电机的转子及电机解决了定子内侧壁与转子外侧壁之间的气隙中存在大量谐波的问题，降低了电机的电磁噪声，气隙磁密高正弦化。

Description

永磁同步电机的转子及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机的转子以及包括该转子的电机。

背景技术

在现有永磁同步电机中，在定子内侧壁与转子外侧壁之间的气隙中存在大量的高次谐波磁场，从而产生各个阶次的电磁激振力，使得定子、转子以及永磁体产生振动，形成严重的电磁噪声；在定子和转子中流通的高次谐波磁场也会加大涡流损耗，易使永磁体发热，降低永磁体的抗退磁能力。

发明内容

本发明的一个目的在于提出一种解决了在定子内侧壁与转子外侧壁之间的气隙中存在大量谐波问题的永磁同步电机的转子。

本发明的另一个目的在于提出一种整机噪声低的电机。

为达此目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种永磁同步电机的转子，在转子本体上沿周向均匀分布有多个磁钢槽，所述磁钢槽内插设有永磁体，相邻永磁体极性相反；在所述转子本体的外边缘上且对应于所述磁钢槽处设置有多个狭缝，所述狭缝连通至定子与转子之间的气隙，所述狭缝的内端位于同一条圆弧线上；或，在所述转子本体的外边缘上且对应于所述磁钢槽处设置有多个狭缝，所述狭缝与所述磁钢槽相连通，所述狭缝的外端位于同一条圆弧线上。

特别是，当所述狭缝连通至定子与转子之间的气隙时，所述狭缝的内端所在圆弧线的中心A位于所述转子本体的中心O和所述永磁体中心的连线的延长线上；所述永磁体为所述狭缝对应于的所述磁钢槽中的永磁体；A点与O点之间的距离B5大于等于永磁体厚度B4且小于等于永磁体厚度B4的1.5倍；当所述狭缝与所述磁钢槽相连通时，所述狭缝的外端所在圆弧线的中心与所述转子本体的中心重合。

特别是，所述狭缝的宽度B1小于等于永磁体厚度B4的1/3倍。

特别是，位于相邻两组所述狭缝之间的所述转子本体的外侧壁向内形成凹陷结构，所述磁钢槽的两侧端部沿所述转子本体的径向向外形成凸出结构。

进一步，所述凹陷结构的宽度B2大于等于相邻两个所述磁钢槽的凸出结构之间距离B3的0.85倍、且小于等于相邻两个所述磁钢槽的凸出结构之间距离B3的1.1倍。

特别是，所述狭缝的延伸方向垂直于其所对应的所述磁钢槽的延伸方向。

特别是，在所述磁钢槽的两侧端面处形成定位部，所述定位部上最突出点与所述磁钢槽外侧边之间距离H小于等于永磁体厚度B4的1/3倍。

特别是，当所述狭缝与所述磁钢槽相连通时，在对应同一个所述磁钢槽的一组所述狭缝中，全部所述狭缝以所述磁钢槽的中心线为基准分别向左右两侧倾斜，在对应所述磁钢槽的中心线处设置通孔，所述通孔与所述磁钢槽相连通。

进一步，所述狭缝与所述磁钢槽外侧面之间的夹角θ大于等于30°且小于等于60°。

另一方面，本发明采用以下技术方案：

一种电机，包括上述的永磁同步电机的转子。

本发明永磁同步电机的转子在转子本体的外边缘上设置有狭缝、狭缝连通至定子与转子之间的气隙或与磁钢槽相连通，解决了现有稀土永磁电机转子磁场在定子内侧壁与转子外侧壁之间的气隙中存在大量谐波的问题，降低了电机的电磁噪声，减小了定子和转子上的涡流损耗，气隙磁密高正弦化。

本发明电机包括上述的永磁同步电机的转子，整机电磁噪声低，使用状态稳定，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明优选实施例一提供的永磁同步电机的转子的结构示意图；

图2是图1中C处的局部放大图；

图3是本发明优选实施例二提供的永磁同步电机的转子的结构示意图；

图4是图3中D处的局部放大图；

图5是本发明优选实施例三提供的永磁同步电机的转子的结构示意图。

图中：

1、转子本体；2、磁钢槽；3、狭缝；4、凹陷结构；5、通孔；21、凸出结构；22、定位部。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

优选实施例一：

本优选实施例公开一种永磁同步电机的转子。如图1和图2所示，在转子本体1上沿周向均匀分布有多个磁钢槽2，磁钢槽2内插设有永磁体(图中未示)，相邻永磁体极性相反；在转子本体1的外边缘上且对应于磁钢槽2处设置有多个狭缝3，狭缝3连通至定子与转子之间的气隙，狭缝3的内端位于同一条圆弧线上。

优选的，全部狭缝3的宽度相同；对应于同一个磁钢槽2的狭缝3为同一组，每组狭缝3中的全部狭缝3关于永磁体的中心线对称设置；每组狭缝3中包括五条狭缝3，该结构中转子本体1有足够的机械强度，同时能够有效抑制转子交轴磁通的流通。狭缝3的延伸方向垂直于其所对应的磁钢槽2的延伸方向。

在转子本体1的外边缘上设置狭缝3、且狭缝3的内端位于同一条圆弧线上，可以有效抑制转子磁路的交轴磁通的流动，且几乎不改变直轴磁路磁通，从而能限制转子磁通引起的高次谐波的幅值，能抑制噪声。

狭缝3的内端所在圆弧线的中心A位于转子本体1的中心O和永磁体中心的连线的延长线上(此处的永磁体是指这组狭缝3对应于的磁钢槽2中的永磁体)，通过调节这两个圆心之间的距离B5可以合理调整狭缝3的形状尺寸，有益于合理的磁通流动，同时使气隙磁密有更加标准的正弦分布。

A点与O点之间的距离B5优选大于等于永磁体厚度B4且小于等于永磁体厚度B4的1.5倍，既能改善气隙磁密分布，又不影响永磁体的磁场。

为了能有效减少气隙磁密的高次谐波含量、改善气隙磁密，狭缝3的宽度B1小于等于永磁体厚度B4的1/3倍。

位于相邻两组狭缝3之间的转子本体1的外侧壁向内形成凹陷结构4，磁钢槽2的两侧端部沿转子本体1的径向向外形成凸出结构21。凹陷结构4和凸出结构21的形状类似、对应设置，以便保证一定的气隙长度和磁通流通宽度，改善磁密分布、减少漏磁。

凹陷结构4的宽度B2大于等于相邻两个磁钢槽2的凸出结构21之间距离B3的0.85倍、且小于等于相邻两个磁钢槽2的凸出结构21之间距离B3的1.1倍。其中，相邻两个磁钢槽2的凸出结构21之间距离B3是指相邻两个磁钢槽2的凸出结构21的外侧边之间的间距。

在磁钢槽2的两侧端面处形成定位部22，对位于磁钢槽2内的永磁体能起到一定的定位功能，抑制周向激振力对永磁体的影响，有效减少由于永磁体颤动引起的噪声。定位部22的具体形状不限，定位部22上最突出点与磁钢槽2外侧边之间距离H优选小于等于永磁体厚度B4的1/3倍，能不增大永磁体的漏磁通，且能限制转子的交轴磁通。

为了不影响转子本体1的机械强度和永磁体的受力情况，转子本体1上开设的狭缝3的数量均为N，9≥N≥3。

优选实施例二：

本优选实施例公开一种永磁同步电机的转子，其结构与优选实施例一基本相同。不同之处在于，如图3和图4所示，在转子本体1的外边缘上且对应于磁钢槽2处设置有多个狭缝3，狭缝3与磁钢槽2相连通，狭缝3的外端位于同一条圆弧线上。狭缝3的外端所在圆弧线的中心与转子本体1的中心重合。

改善了转子的磁路，使气隙磁场分布更加正弦化，消弱了高次谐波对定子、转子和永磁体的影响，进一步抑制了电磁噪声，降低了铁心损耗。

优选实施例三：

本优选实施例公开一种永磁同步电机的转子，其结构与优选实施例二基本相同。不同之处在于，如图5所示，在对应同一个磁钢槽2的一组狭缝3中，全部狭缝3以磁钢槽2的中心线为基准分别向左右两侧倾斜，在对应磁钢槽2的中心线处设置通孔5，通孔5与磁钢槽2相连通。

为了改善气隙磁密和转子磁通、增加永磁体的抗退磁能力，狭缝3与磁钢槽2外侧面之间的夹角θ优选大于等于30°且小于等于60°。

为了保证永磁体受力时不易折断、抑制转子交轴磁通的流动、限制磁密的高次谐波幅值，通孔5与磁钢槽2连接处的间隙宽度B7优选小于等于通孔5的最大宽度B6。

优选实施例四：

本优选实施例公开一种电机，包括如优选实施例一至三任一项所述的永磁同步电机的转子。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (7)

1.一种永磁同步电机的转子，在转子本体（1）上沿周向均匀分布有多个磁钢槽（2），所述磁钢槽（2）内插设有永磁体，相邻永磁体极性相反；其特征在于，在所述转子本体（1）的外边缘上且对应于所述磁钢槽（2）处设置有多个狭缝（3），所述狭缝（3）连通至定子与转子之间的气隙，所述狭缝（3）的内端位于同一条圆弧线上；对应于同一个所述磁钢槽（2）的所述狭缝（3）为同一组，每组狭缝（3）中的全部狭缝（3）关于永磁体的中心线对称设置；

当所述狭缝（3）连通至定子与转子之间的气隙时，所述狭缝（3）的内端所在圆弧线的中心A位于所述转子本体（1）的中心O和所述永磁体中心的连线的延长线上；所述永磁体为所述狭缝（3）对应于的所述磁钢槽（2）中的永磁体；A点与O点之间的距离B5大于等于永磁体厚度B4且小于等于永磁体厚度B4的1.5倍。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子，其特征在于，所述狭缝（3）的宽度B1小于等于永磁体厚度B4的1/3倍。

3.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子，其特征在于，位于相邻两组所述狭缝（3）之间的所述转子本体（1）的外侧壁向内形成凹陷结构（4），所述磁钢槽（2）的两侧端部沿所述转子本体（1）的径向向外形成凸出结构（21）。

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机的转子，其特征在于，所述凹陷结构（4）的宽度B2大于等于相邻两个所述磁钢槽（2）的凸出结构（21）之间距离B3的0.85倍、且小于等于相邻两个所述磁钢槽（2）的凸出结构（21）之间距离B3的1.1倍。

5.根据权利要求1至4任一项所述的永磁同步电机的转子，其特征在于，所述狭缝（3）的延伸方向垂直于其所对应的所述磁钢槽（2）的延伸方向。

6.根据权利要求1至4任一项所述的永磁同步电机的转子，其特征在于，在所述磁钢槽（2）的两侧端面处形成定位部（22），所述定位部（22）上最突出点与所述磁钢槽（2）外侧边之间距离H小于等于永磁体厚度B4的1/3倍。

7.一种电机，其特征在于，包括如根据权利要求1至6任一项所述的永磁同步电机的转子。