CN114123580A - 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 - Google Patents
自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114123580A CN114123580A CN202111355066.9A CN202111355066A CN114123580A CN 114123580 A CN114123580 A CN 114123580A CN 202111355066 A CN202111355066 A CN 202111355066A CN 114123580 A CN114123580 A CN 114123580A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- permanent magnet
- rotor
- self
- synchronous reluctance
- starting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
- H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
- H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
- H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
本发明提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机,自起动永磁辅助同步磁阻电机转子包括多个转子冲片,转子冲片上设有永磁体,永磁体包括相对位于径向外侧的外层永磁体、相对位于径向内侧的内层永磁体以及第三永磁体,外层永磁体与内层永磁体的矫顽力相等且均小于第三永磁体的矫顽力,第三永磁***于电机转子的d轴上,内层永磁体分成第一段和第二段,第一段连接在第三永磁体的一侧边、第二段连接在第三永磁体的另一侧边,第一段和第二段相对于d轴对称。根据本发明能增强内层永磁体层中间部分的抗退磁能力,提升了电机运行的稳定性,通过填充槽和永磁体的结合设计,增强了鼠笼磁场对铁氧体的保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域,具体涉及一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机。
背景技术
自起动永磁辅助同步磁阻电机在永磁辅助同步磁阻电机的基础上,结合了异步电机的优点,通过转子导条产生的异步转矩实现自起动,通过永磁转矩和磁阻转矩实现恒速运行。与异步电机相比,电机可恒速运行且转子损耗低,效率高;与异步起动永磁同步电机相比,永磁体用量少,电机成本低。但自起动永磁辅助同步磁阻电机的转子中内置永磁体,电枢绕组退磁磁场和鼠笼异步电机效应磁场的共同作用,可能导致永磁体的不可逆退磁。本发明解决了自起动永磁辅助同步磁阻电机中永磁体的不可逆退磁问题,增强了电机运行的可靠性。
由于现有技术中的自起动永磁辅助同步磁阻电机存在电枢绕组退磁磁场和鼠笼异步电机效应磁场的共同作用,导致永磁体的不可逆退磁等技术问题,因此本发明研究设计出一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的自起动永磁辅助存在电枢绕组退磁磁场和鼠笼异步电机效应磁场的共同作用,导致永磁体的不可逆退磁的缺陷,从而提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机。
为了解决上述问题,本发明提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其包括多个转子冲片,多个所述转子冲片叠压而成转子铁芯,转子冲片上设有永磁体,所述转子冲片具有轴孔;所述永磁体包括相对位于径向外侧的外层永磁体、相对位于径向内侧的内层永磁体以及第三永磁体,所述外层永磁体与所述内层永磁体的矫顽力相等且均小于所述第三永磁体的矫顽力,所述第三永磁***于所述电机转子的d轴上,所述内层永磁体分成第一段和第二段,所述第一段连接在所述第三永磁体的一侧边、所述第二段连接在所述第三永磁体的另一侧边,所述第一段和所述第二段相对于所述d轴对称。
在一些实施方式中,所述第三永磁体为钕铁硼;所述外层永磁体为外层铁氧体,所述内层永磁体为内层铁氧体。
在一些实施方式中,所述第三永磁体与其相邻的所述外层永磁体之间沿充磁方向的距离为L1,所述内层永磁体与其相邻的所述外层永磁体之间沿充磁方向的最大距离为L2,L1≥L2。
在一些实施方式中,所述L1满足0.8h1≤L1≤1.6h1,所述L2满足 0.8h1≤L2≤1.2h1,h1为所述内层永磁体沿充磁方向的最小厚度。
在一些实施方式中,在所述转子冲片的横截面内,所述第三永磁体的形状为矩形,且所述第三永磁体沿d轴方向的厚度h3满足0.2h1<h3<0.5h1,h1为所述内层永磁体沿充磁方向的最小厚度。
在一些实施方式中,所述第三永磁体在与充磁方向垂直方向上的宽度L的取值范围为8σ≤L≤12σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
在一些实施方式中,在所述转子冲片的横截面内,所述外层永磁体的形状为扇环形,所述内层永磁体的形状为扇环形或矩形;或者,所述外层永磁体和 /或所述内层永磁体为多段式结构,且相邻两个段之间形成弯折,多段式结构的拼接成“U”形结构、“V”形结构或“W”形结构。
在一些实施方式中,一个转子极下的永磁体关于d轴对称布置,且沿径向布置2层及以上;和/或,所述电机转子具有4极、6极或8极。
在一些实施方式中,沿d轴方向,所述内层永磁体与所述外层永磁体的厚度不相等,h1为所述内层永磁体沿充磁方向的最小厚度,h2为所述外层永磁体沿充磁方向的最小厚度,h2>h1,并且h2满足10σ≤h2≤16σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
在一些实施方式中,以转子中心到永磁体边缘处连线之间的夹角表示永磁体极弧角,沿d轴方向,永磁体极弧角减小,即α2<α1,α1为所述内层永磁体的极弧角,α2为所述外层永磁体的极弧角。
在一些实施方式中,所述第三永磁体与所述轴孔的最小距离L3满足 5σ≤L3≤18σ,所述内层永磁体与所述轴孔的最小距离L4满足4σ≤L4≤15σ,且 L3>L4,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
在一些实施方式中,还包括填充槽,所述填充槽沿转子圆周径向分布,与永磁体同层布置,每层永磁体的各个端部至少布置1个填充槽,且所述填充槽与永磁体之间不设隔磁槽。
在一些实施方式中,所述填充槽与所述转子的外圆之间的距离L6大于σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度;和/或,
每层永磁磁障层中的所述填充槽和所述永磁体均隔开,所述填充槽和所述永磁体之间的间隔宽度L5满足0.8σ≤L5≤2σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
在一些实施方式中,所述填充槽的沿转子径向的最大宽度L7与其同层的永磁体沿充磁方向的最小厚度h1之间的误差在10%以内,即h1≤L7≤1.1h1,h1 为所述内层永磁体沿充磁方向的最小厚度。
在一些实施方式中,所述填充槽为闭口槽,槽内填充导电不导磁的材料,所述填充槽通过转子两端的端环进行连接,形成鼠笼结构,端环材料与填充槽内的填充材料相同。
在一些实施方式中,所述轴孔的形状为圆形或矩形。
本发明还提供一种电机,其包括前任一项所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子。
本发明提供的一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机具有如下有益效果:
1.本发明通过设置内层永磁体和外层永磁体和第三永磁体,所述外层永磁体与所述内层永磁体的矫顽力相等且均小于所述第三永磁体的矫顽力,且第三永磁***于所述电机转子的d轴上,所述内层永磁体分成第一段和第二段,所述第一段连接在所述第三永磁体的一侧边、所述第二段连接在所述第三永磁体的另一侧边,所述第一段和所述第二段相对于所述d轴对称,通过铁氧体和钕铁硼的混合永磁体结构设计,以增强内层永磁体层中间部分的抗退磁能力,提升了电机运行的稳定性,通过填充槽和永磁体的结合设计,增强了鼠笼磁场对铁氧体的保护作用,提升了铁氧体的抗退磁能力,同时可实现电机的自起动,不存在控制器损耗,增大电机出力,提升了电机效率;本发明还能够有效增大电机的永磁磁链,提升电机的永磁转矩,并且该设置为电机转子q轴磁路提供磁通,进一步增大电机凸极差,使电机磁阻转矩得到充分利用,进一步提升了电机的转矩输出能力。
2.本发明的内层永磁体优选内层铁氧体,外层永磁体优选外层铁氧体,第三永磁体优选钕铁硼且布置在转子d轴上,将内层永磁体中间部分设置为钕铁硼,一方面可以保证一定宽度的磁通道,降低电机饱和度,另一方面增大了电机的永磁体磁链和永磁转矩,提升电机的永磁转矩,提升了电机的转矩输出能力,还能增强内层铁氧体中间位置的磁密,使电机的抗退磁能力得以提高;本发明提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机的混合永磁转子结构,该结构能够提高铁氧体的抗退磁能力,增强电机运行的可靠性。
3.本发明提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机混合永磁转子结构,转子冲片上设置有填充槽、永磁体、轴孔,其中永磁体包括铁氧体和钕铁硼两种或者其他具有永磁特性的材料;填充槽沿转子圆周径向分布,且与铁氧体同层布置,填充槽内填充铝或铝合金等导电不导磁材料,通过填充槽和永磁体的结合设计,使得电机可以实现自起动,提升电机的转矩输出能力,省去了控制器损耗,提升了电机效率,增强了电机运行的经济性;
4.本发明同层布置的填充槽与铁氧体之间不设隔磁槽,仅用一定宽度的加强筋隔开,能够保证转子结构强度;由于填充槽产生的鼠笼异步磁场对电枢反应磁场起到屏蔽作用,即鼠笼磁场对永磁体有保护作用,在填充槽和铁氧体之间不设隔磁槽的目的是减少对鼠笼磁场的阻碍,使得鼠笼磁场能够直接作用在铁氧体上,提升电机的抗退磁能力。
附图说明
图1为本发明第一实施方式的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子冲片的结构图;
图2为本发明第一实施方式的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子的轴向视图;
图3为本发明技术与现有技术永磁体磁密对比图;
图4为本发明第二实施方式的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子冲片的结构图。
附图标记表示为:
1、转子冲片;2、填充槽;3、永磁体;31、外层永磁体;32、内层永磁体;4、第三永磁体;5、轴孔;6、端环。
具体实施方式
如图1-4所示,本发明提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其包括多个转子冲片1,多个所述转子冲片1叠压而成转子铁芯,转子冲片1上设有永磁体3,所述转子冲片1具有轴孔5;所述永磁体3包括相对位于径向外侧的外层永磁体31、相对位于径向内侧的内层永磁体32以及第三永磁体4,所述外层永磁体31与所述内层永磁体32的矫顽力相等且均小于所述第三永磁体4的矫顽力,所述第三永磁体4位于所述电机转子的d轴上,所述内层永磁体32分成第一段和第二段,所述第一段连接在所述第三永磁体4的一侧边、所述第二段连接在所述第三永磁体4的另一侧边,所述第一段和所述第二段相对于所述d轴对称。
本发明通过设置内层永磁体和外层永磁体和第三永磁体,所述外层永磁体与所述内层永磁体的矫顽力相等且均小于所述第三永磁体的矫顽力,且第三永磁***于所述电机转子的d轴上,所述内层永磁体分成第一段和第二段,所述第一段连接在所述第三永磁体的一侧边、所述第二段连接在所述第三永磁体的另一侧边,所述第一段和所述第二段相对于所述d轴对称,通过铁氧体和钕铁硼的混合永磁体结构设计,以增强内层永磁体层中间部分的抗退磁能力,提升了电机运行的稳定性,通过填充槽和永磁体的结合设计,增强了鼠笼磁场对铁氧体的保护作用,提升了铁氧体的抗退磁能力,同时可实现电机的自起动,不存在控制器损耗,增大电机出力,提升了电机效率;本发明还能够有效增大电机的永磁磁链,提升电机的永磁转矩,并且该设置为电机转子q轴磁路提供磁通,进一步增大电机凸极差,使电机磁阻转矩得到充分利用,进一步提升了电机的转矩输出能力。
1.本发明提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子结构,该结构能够提升自起动永磁辅助同步磁阻电机的抗退磁能力,增强电机运行的可靠性。
2.本发明提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子结构,通过铁氧体和钕铁硼的混合永磁体结构设计,增大电机永磁转矩,提升电机效率。
在一些实施方式中,所述第三永磁体4为钕铁硼;所述外层永磁体31为外层铁氧体,所述内层永磁体32为内层铁氧体。本发明的内层永磁体优选内层铁氧体,外层永磁体优选外层铁氧体,第三永磁体优选钕铁硼且布置在转子 d轴上,将内层永磁体中间部分设置为钕铁硼,一方面可以保证一定宽度的磁通道,降低电机饱和度,另一方面增大了电机的永磁体磁链和永磁转矩,提升电机的永磁转矩,提升了电机的转矩输出能力,还能增强内层铁氧体中间位置的磁密,使电机的抗退磁能力得以提高;本发明提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机的混合永磁转子结构,该结构能够提高铁氧体的抗退磁能力,增强电机运行的可靠性。
本发明提供的一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子结构,由具有特定结构的转子冲片1叠压而成。本专利通过在转子上设置铁氧体和钕铁硼的混合永磁体结构,增强电机的抗退磁能力,提升电机运行的稳定性;通过永磁体与填充槽的组合结构设计,可以有效利用鼠笼磁场对永磁体的保护作用,进一步提升永磁体的抗退磁能力,提升电机运行的稳定性;通过在转子上设置填充槽,以实现电机的自起动。
在图1中,转子冲片1、永磁体3、外层永磁体31(优选外层铁氧体)、内层永磁体32(优选内层铁氧体)、第三永磁体4(优选钕铁硼)、填充槽2、轴孔5、端环6。其中,转子由具有特定结构的转子冲片1和转子铁芯两端的端环6构成,转子冲片1上设置有永磁体3、填充槽2以及与转轴配合的轴孔 5。所述永磁体3和填充槽2共同组成转子的多层永磁磁障结构。一个转子极下的永磁体3关于d轴对称布置,且沿径向布置2层及以上。
在本发明中,所述多层永磁磁障结构分为最靠近转子外圆侧的外层永磁磁障层和靠近轴孔侧的内层永磁磁障层;外层永磁磁障层由铁氧体及其两端的填充槽组成;内层永磁磁障层由铁氧体、其两端的填充槽及钕铁硼组成。
在本发明中,所述永磁体包括铁氧体和钕铁硼两种,与其他永磁材料相比,铁氧体具有成本低、无高温退磁风险的优点;钕铁硼的磁密大,抗退磁能力较优。
进一步地,内层永磁体中间部分的第三永磁体4设置为钕铁硼,同时钕铁硼位于d轴方向上,钕铁硼两侧的永磁体设置为内层铁氧体,一方面由于鼠笼磁场对内层永磁体中间部分的保护作用弱,这样设置可增强电机的抗退磁能力,提升电机运行的稳定性;另一方面,钕铁硼材料的设置可增大电机的永磁体磁链,提升电机永磁转矩。
在一些实施方式中,所述第三永磁体4与其相邻的所述外层永磁体31之间沿充磁方向的距离为L1,所述内层永磁体32与其相邻的所述外层永磁体31 之间沿充磁方向的最大距离为L2,L1≥L2。
在一些实施方式中,所述L1满足0.8h1≤L1≤1.6h1,所述L2满足 0.8h1≤L2≤1.2h1,h1为所述内层永磁体32沿充磁方向的最小厚度。本发明通过上述L1>L2、0.8h1≤L1≤1.6h1和0.8h1≤L2≤1.2h1的共同设置的目的在于保证一定宽度的磁通道,降低电机的饱和度。
在一些实施方式中,在所述转子冲片1的横截面内,所述第三永磁体4的形状为矩形,且所述第三永磁体4沿d轴方向的厚度h3满足0.2h1<h3<0.5h1, h1为所述内层永磁体32沿充磁方向的最小厚度。
在一些实施方式中,所述第三永磁体4在与充磁方向垂直方向上的宽度L 的取值范围为8σ≤L≤12σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
本发明通过0.2h1<h3<0.5h1和8σ≤L≤12σ能够限定钕铁硼的厚度尺寸与宽度尺寸,进一步能够在保证一定的永磁体利用率的条件下,使其具有一定的抗退磁能力。
在一些实施方式中,在所述转子冲片1的横截面内,所述外层永磁体31 的形状为扇环形,所述内层永磁体32的形状为扇环形或矩形;或者,所述外层永磁体31和/或所述内层永磁体32为多段式结构,且相邻两个段之间形成弯折,多段式结构的拼接成“U”形结构、“V”形结构或“W”形结构。
图4所示为本发明第二实施方式转子冲片结构图。如图中所示,外层铁氧体和内层铁氧体的形状为矩形,且同层铁氧体分块布置,可选地,内、外层铁氧体形状也可以为弧形,并且同层整块布置,以有效利用转子空间进行永磁体的布置,提升电机永磁转矩以获得更高的电机效率;所述转子结构也可用于2 极电机或多极电机。采用本技术方案可以达到与第一实施方案相同的技术效果。
在一些实施方式中,一个转子极下的永磁体关于d轴对称布置,且沿径向布置2层及以上;和/或,所述电机转子具有4极、6极或8极。
在一些实施方式中,沿d轴方向,所述内层永磁体32与所述外层永磁体 31的厚度不相等,h1为所述内层永磁体沿充磁方向的最小厚度,h2为所述外层永磁体沿充磁方向的最小厚度,h2>h1,这样设置的目的是保证内外层永磁体的退磁一致性。并且h2满足10σ≤h2≤16σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。这样设置的目的是在保证一定的永磁体利用率的条件下,使其具有一定的抗退磁能力。
在一些实施方式中,以转子中心到永磁体边缘处连线之间的夹角表示永磁体极弧角,沿d轴方向,永磁体极弧角减小,即α2<α1,α1为所述内层永磁体的极弧角,α2为所述外层永磁体的极弧角。这样设置的目的是使多层永磁体的磁力线串联后进入气隙,提高永磁体的利用率。
在一些实施方式中,所述转子冲片1具有轴孔5,所述第三永磁体4与所述轴孔的最小距离L3满足5σ≤L3≤18σ,所述内层永磁体32与所述轴孔的最小距离L4满足4σ≤L4≤15σ,且L3>L4,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。本发明通过上述尺寸的限制能够有效保证转子部分结构的机械强度。
在一些实施方式中,还包括填充槽2,所述填充槽2沿转子圆周径向分布,与永磁体同层布置,每层永磁体的各个端部至少布置1个填充槽,且所述填充槽与永磁体之间不设隔磁槽。
填充槽2沿转子圆周径向分布,与永磁体同层布置;永磁体与填充槽之间不设隔磁槽,只留一定宽度的加强筋。能够在保证转子结构的机械强度的同时,减少对填充槽2产生的鼠笼磁场的阻碍作用,使得鼠笼磁场能够直接作用于永磁体3上,提升永磁体3的抗退磁能力。
在一些实施方式中,所述填充槽2与所述转子的外圆之间的距离L6大于σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度;这样设置的目的在于保证转子结构的机械强度,同时减少电机漏磁,提升电机效率。
每层永磁磁障层中的所述填充槽2和所述永磁体3均隔开,所述填充槽2 和所述永磁体3之间的间隔宽度L5满足0.8σ≤L5≤2σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。这样设置不仅可以保证转子部分结构的机械强度,而且能够减少填充槽与永磁体之间的漏磁。
在一些实施方式中,所述填充槽2的沿转子径向的最大宽度L7与其同层的永磁体沿充磁方向的最小厚度h1之间的误差在10%以内,即h1≤L7≤1.1h1,更优地,h1≤L7≤1.05h1,h1为所述内层永磁体32沿充磁方向的最小厚度。这样设置不会使得永磁体之间磁通道过载,造成电机出力降低,电机效率下降。
在一些实施方式中,所述填充槽2为闭口槽,槽内填充导电不导磁的材料,较优的为铝或铝合金,所述填充槽通过转子两端的端环6进行连接,形成鼠笼结构,端环材料与填充槽内的填充材料相同。这样的设置形式能够在电机起动过程中,自行短路的鼠笼结构为电机提供异步转矩,以实现电机的自起动。
图3所示为本发明技术和现有技术电机起动过程中永磁体磁密对比,本发明技术可以提升永磁体部分的磁密,增强电机的抗退磁能力,提升电机运行的稳定性。
在一些实施方式中,所述轴孔5的形状为圆形或矩形。本发明的轴孔孔形状不限于圆形,也可采用类圆形或类矩形。
本发明还提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机,其包括前任一项所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子。
1.本发明提供一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子结构,转子冲片上设置有永磁体、填充槽和轴孔,其中永磁体材料包括铁氧体和钕铁硼两种。永磁体和填充槽共同组成转子的多层永磁磁障结构,最靠近转子外圆侧的外层永磁磁障层由外层铁氧体及其两端的填充槽组成;靠近轴孔侧的内层永磁磁障层结构由内层铁氧体、其两端的填充槽及钕铁硼组成。一个转子极下永磁体沿径向布置2层及以上,填充槽沿转子圆周径向分布,且与永磁体同层布置。
2.本发明通过靠近轴孔侧的内层铁氧体层的钕铁硼与相连永磁体层之间的沿充磁方向的距离L1大于位于其两侧的铁氧体与相连永磁体层之间的最大距离L2,控制钕铁硼永磁体与相连永磁体层之间的沿充磁方向的距离,可以保证一定宽度的磁通道,降低电机饱和度。
3.本发明通过钕铁硼沿d轴方向的厚度h3满足0.2h1<h3<0.5h1,h1为内层铁氧体沿充磁方向的最小厚度。由于内层永磁体层永磁体极弧角大、沿d轴方向厚度小,且d轴上永磁体与填充槽距离大,鼠笼磁场对永磁体中间部分的保护作用弱,使得内层铁氧体的中间部分存在最大的退磁风险。将内层永磁体层中间部分设置为钕铁硼,可以增强电机的抗退磁能力,提升电机运行的稳定性。
4.本发明通过填充槽与铁氧体之间不设隔磁槽。填充槽产生的鼠笼异步磁场对电枢绕组的退磁磁场有屏蔽作用,即鼠笼磁场对永磁体有保护作用,在填充槽与永磁体之间不设隔磁槽的目的是减少对鼠笼磁场的阻碍作用,使得鼠笼磁场能够直接作用于永磁体上,提升铁氧体的抗退磁能力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
包括多个转子冲片(1),多个所述转子冲片(1)叠压而成转子铁芯,转子冲片(1)上设有永磁体(3),所述转子冲片(1)具有轴孔(5);所述永磁体(3)包括相对位于径向外侧的外层永磁体(31)、相对位于径向内侧的内层永磁体(32)以及第三永磁体(4),所述外层永磁体(31)与所述内层永磁体(32)的矫顽力相等且均小于所述第三永磁体(4)的矫顽力,所述第三永磁体(4)位于所述电机转子的d轴上,所述内层永磁体(32)分成第一段和第二段,所述第一段连接在所述第三永磁体(4)的一侧边、所述第二段连接在所述第三永磁体(4)的另一侧边,所述第一段和所述第二段相对于所述d轴对称。
2.根据权利要求1所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
所述第三永磁体(4)为钕铁硼;所述外层永磁体(31)为外层铁氧体,所述内层永磁体(32)为内层铁氧体。
3.根据权利要求1所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
所述第三永磁体(4)与其相邻的所述外层永磁体(31)之间沿充磁方向的距离为L1,所述内层永磁体(32)与其相邻的所述外层永磁体(31)之间沿充磁方向的最大距离为L2,L1≥L2。
4.根据权利要求3所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
所述L1满足0.8h1≤L1≤1.6h1,所述L2满足0.8h1≤L2≤1.2h1,h1为所述内层永磁体(32)沿充磁方向的最小厚度。
5.根据权利要求1所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
在所述转子冲片(1)的横截面内,所述第三永磁体(4)的形状为矩形,且所述第三永磁体(4)沿d轴方向的厚度h3满足0.2h1<h3<0.5h1,h1为所述内层永磁体(32)沿充磁方向的最小厚度。
6.根据权利要求1所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
所述第三永磁体(4)在与充磁方向垂直方向上的宽度L的取值范围为8σ≤L≤12σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
7.根据权利要求1所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
在所述转子冲片(1)的横截面内,所述外层永磁体(31)的形状为扇环形,所述内层永磁体(32)的形状为扇环形或矩形;或者,所述外层永磁体(31)和/或所述内层永磁体(32)为多段式结构,且相邻两个段之间形成弯折,多段式结构的拼接成“U”形结构、“V”形结构或“W”形结构。
8.根据权利要求1所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
一个转子极下的永磁体关于d轴对称布置,且沿径向布置2层及以上;和/或,所述电机转子具有4极、6极或8极。
9.根据权利要求1所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
沿d轴方向,所述内层永磁体(32)与所述外层永磁体(31)的厚度不相等,h1为所述内层永磁体沿充磁方向的最小厚度,h2为所述外层永磁体沿充磁方向的最小厚度,h2>h1,并且h2满足10σ≤h2≤16σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
10.根据权利要求1所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
以转子中心到永磁体边缘处连线之间的夹角表示永磁体极弧角,沿d轴方向,永磁体极弧角减小,即α2<α1,α1为所述内层永磁体的极弧角,α2为所述外层永磁体的极弧角。
11.根据权利要求1所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
所述第三永磁体(4)与所述轴孔的最小距离L3满足5σ≤L3≤18σ,所述内层永磁体(32)与所述轴孔的最小距离L4满足4σ≤L4≤15σ,且L3>L4,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
还包括填充槽(2),所述填充槽(2)沿转子圆周径向分布,与永磁体同层布置,每层永磁体的各个端部至少布置1个填充槽,且所述填充槽与永磁体之间不设隔磁槽。
13.根据权利要求12所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
所述填充槽(2)与所述转子的外圆之间的距离L6大于σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
14.根据权利要求12所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
每层永磁磁障层中的所述填充槽(2)和所述永磁体(3)均隔开,所述填充槽(2)和所述永磁体(3)之间的间隔宽度L5满足0.8σ≤L5≤2σ,σ为定子内径和转子外径之间气隙的宽度。
15.根据权利要求12所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:所述填充槽(2)的沿转子径向的最大宽度L7与其同层的永磁体沿充磁方向的最小厚度h1之间的误差在10%以内,即h1≤L7≤1.1h1,h1为所述内层永磁体(32)沿充磁方向的最小厚度。
16.根据权利要求12所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:所述填充槽(2)为闭口槽,槽内填充导电不导磁的材料,所述填充槽通过转子两端的端环(6)进行连接,形成鼠笼结构,端环材料与填充槽内的填充材料相同。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子,其特征在于:
所述轴孔(5)的形状为圆形或矩形。
18.一种电机,其特征在于:包括权利要求1-17中任一项所述的自起动永磁辅助同步磁阻电机转子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111355066.9A CN114123580B (zh) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111355066.9A CN114123580B (zh) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114123580A true CN114123580A (zh) | 2022-03-01 |
CN114123580B CN114123580B (zh) | 2023-02-28 |
Family
ID=80395826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111355066.9A Active CN114123580B (zh) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114123580B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114552911A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-05-27 | 上海电机***节能工程技术研究中心有限公司 | 四六八极电机转子冲片设计方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11113199A (ja) * | 1997-10-06 | 1999-04-23 | Fujitsu General Ltd | 永久磁石電動機 |
JP2002084722A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Fujitsu General Ltd | 永久磁石電動機 |
CN101841220A (zh) * | 2009-03-18 | 2010-09-22 | 通用汽车环球科技运作公司 | 防止内置式永磁电机中退磁的方法和装置 |
CN104011974A (zh) * | 2011-12-26 | 2014-08-27 | 三菱电机株式会社 | 转子 |
CN208479309U (zh) * | 2018-08-10 | 2019-02-05 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种永磁辅助同步磁阻电机转子 |
CN111614181A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 自起动混合励磁的永磁辅助磁阻电机的转子结构、电机 |
WO2020253194A1 (zh) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | 直接起动同步磁阻电机转子结构及具有其的电机 |
CN112968541A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 转子组件和自起动永磁同步磁阻电机 |
-
2021
- 2021-11-16 CN CN202111355066.9A patent/CN114123580B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11113199A (ja) * | 1997-10-06 | 1999-04-23 | Fujitsu General Ltd | 永久磁石電動機 |
JP2002084722A (ja) * | 2000-09-06 | 2002-03-22 | Fujitsu General Ltd | 永久磁石電動機 |
CN101841220A (zh) * | 2009-03-18 | 2010-09-22 | 通用汽车环球科技运作公司 | 防止内置式永磁电机中退磁的方法和装置 |
CN104011974A (zh) * | 2011-12-26 | 2014-08-27 | 三菱电机株式会社 | 转子 |
CN208479309U (zh) * | 2018-08-10 | 2019-02-05 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种永磁辅助同步磁阻电机转子 |
WO2020253194A1 (zh) * | 2019-06-19 | 2020-12-24 | 珠海格力电器股份有限公司 | 直接起动同步磁阻电机转子结构及具有其的电机 |
CN111614181A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-09-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 自起动混合励磁的永磁辅助磁阻电机的转子结构、电机 |
CN112968541A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-15 | 珠海格力电器股份有限公司 | 转子组件和自起动永磁同步磁阻电机 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114552911A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-05-27 | 上海电机***节能工程技术研究中心有限公司 | 四六八极电机转子冲片设计方法 |
CN114552911B (zh) * | 2022-03-09 | 2023-09-01 | 上海电机***节能工程技术研究中心有限公司 | 四六八极电机转子冲片设计方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114123580B (zh) | 2023-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109687616B (zh) | 新型永磁助磁式同步磁阻电机 | |
CN110011442B (zh) | 电动机转子和具有其的电动机、压缩机 | |
CN114123581B (zh) | 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 | |
CN110601481A (zh) | 一种双转子永磁同步磁阻电机及配置方法 | |
CN114123580B (zh) | 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 | |
CN215817696U (zh) | 一种转子六极的永磁辅助同步磁阻电机 | |
CN114094738B (zh) | 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 | |
WO2024078131A1 (zh) | 具有磁障的转子、电机及压缩机 | |
CN218633493U (zh) | 一种电机转子、电机和压缩机 | |
CN210350986U (zh) | 一种双转子永磁同步磁阻电机 | |
CN112968554B (zh) | 转子组件和自起动永磁同步磁阻电机 | |
CN112968545B (zh) | 转子组件和自起动永磁同步磁阻电机 | |
CN117559679A (zh) | 一种具有定子槽口永磁体的磁通切换永磁电机和调速*** | |
CN210142972U (zh) | 一种高磁阻扭矩集中绕组无刷电机 | |
CN112671133A (zh) | 转子结构和电机 | |
CN208675081U (zh) | 一种高功率密度高效率高可靠性的磁爪电机 | |
CN114094737B (zh) | 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 | |
CN112968543B (zh) | 转子组件和自起动永磁同步磁阻电机 | |
CN216819529U (zh) | 自起动同步磁阻电机转子和电机 | |
CN112968555B (zh) | 转子组件和自起动永磁同步磁阻电机 | |
CN218633492U (zh) | 一种电机转子、电机和压缩机 | |
CN217656486U (zh) | 一种永磁辅助同步磁阻电机 | |
CN215646411U (zh) | 一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 | |
CN221240234U (zh) | 一种双定子永磁同步磁阻电机 | |
CN218387001U (zh) | 永磁电机及压缩机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |