CN203554102U - 一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，包括定子组件和转子组件，其中定子组件包括定子铁芯和线圈绕组，定子铁芯包括轭部和从轭部伸出的若干个齿部，相邻齿部之间形成嵌线槽，转子组件包括转子铁芯和安装在转子铁芯的表面的若干永磁体，若干永磁体按N极S极间隔分布，其特征在于:在转子组件的外面安装有转子护套，转子护套沿轴向至少分成两段，第一段转子护套的导磁性与第二段转子护套导磁性不同，它结构简单、易于实现、转矩脉动小、基波转矩高、使电机运行更加平稳。

Description

一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构
技术领域：
本实用新型涉及一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构。
背景技术：
本实用新型针对面贴式永磁转子、分数槽集中绕组永磁电机，从电机设计的角度提出减小汽车电机转矩脉动的新技术方案。
面贴式永磁转子、分数槽集中绕组永磁电机的突出优点是轴向长度短而转矩密度高，特别适合对电机轴向长度有严格要求的低速大转矩应用领域，例如电动助力转向***。该类电机的主要缺陷是定子磁势的空间分布谐波分量较大，其中以5,7次谐波为主。该5,7次谐波与转子磁场的基波分量相互作用产生的6次转矩脉动是该类电机转矩脉动最主要成份。
现有的减小转矩脉动的措施包括：定子斜槽或转子分段斜极、定子齿冠开槽、转子表面圆弧改型等等。其中，定子斜槽或转子分段斜极和本实用新型作用类似。但是，定子斜槽或转子分段斜极对于槽数较少的集中绕组有一定局限性，其主要问题是由于槽数少，需要的轴向错位角度较大，由此导致基波转矩大幅度减少。定子齿冠开槽和转子表面圆弧改型对定子齿槽定位力矩波动有一定改善，但是对6次谐波脉动作用不大，而这第六阶谐波脉动得转矩脉动分量最关系到电机的整体的转矩脉动，所以，传统的技术方案均未能较好解决该问题。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构它结构简单、易于实现、转矩脉动小、基波转矩高、使电机运行更加平稳。
本实用新型的目的是通过下述技术方案予以实现的：
一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，包括定子组件和转子组件，其中定子组件包括定子铁芯和线圈绕组，定子铁芯包括轭部和从轭部伸出的若干个齿部，相邻齿部之间形成嵌线槽，转子组件包括转子铁芯和安装在转子铁芯的表面的若干永磁体，若干永磁体按N极S极间隔分布，其特征在于:在转子组件的外面安装有转子护套，转子护套沿轴向至少分成两段，第一段转子护套的导磁性与第一段转子护套导磁性不同。
上述所述的一段为磁性材料护套，另一段为非磁性材料护套，上述所述的齿部的齿冠的内表面两侧形成切角部。
上述所述的永磁体是凸极面贴式永磁体。
上述所述的嵌线槽的槽数与永磁体的极对数之比是分数。
上述所述的定子组件是由分数槽条形定子组件。
上述所述的转子组件是内转子组件或者是外转子组件。
上述所述的嵌线槽的槽数与永磁体的极数之比是18：14。
上述所述的磁性材料护套和非磁性材料护套有相同的径向厚度和轴向长度。
本实用新型与现有技术相比，具有如下效果：
1）转子组件包括转子铁芯和安装在转子铁芯的表面的若干永磁体，在转子组件的外面安装有转子护套，转子护套沿轴向至少分成两段：第一段转子护套的导磁性与第二段转子护套导磁性不同。磁性材料护套由于磁性材料的导磁效应，与非磁性材料护套相比，磁场在护套内产生一定程度的偏斜分布。通过合理设计，使5，7次谐波磁场穿透两种类型转子护套后产生反相位角，导致的转子组件两段产生的转矩脉动产生反作用，从而消减总体的转矩脉动，大大减少六次谐波转矩，而基波转矩损失率极小。
2）上述所述的齿部的齿冠的内表面两侧形成切角部，从而改变气隙磁导分布，进一步降低转矩脉动。
3）永磁体是凸极面贴式永磁体，提高转子磁场的磁通密度波形，使电机的输出转矩可以增加到一定量。
4）嵌线槽的槽数与永磁体的极对数之比是分数，采用集中绕组分数槽设计来最小化总的轴向长度，可以缩小体积降低成本，同时有利于进一步降低转矩脉动。
5）转子护套沿轴向分成两段时一段为磁性材料护套，另一段为非磁性材料护套，结构简单，选材容易。
附图说明：
图1是本实用新型实施例一的分解图。
图2是本实用新型实施例一的立体图。
图3是本实用新型实施例一的侧视图图。
图4是图3的A-A剖视图。
图5是图4的局部放大图。
图6本实用新型实施例一的转子的俯视图。
图7本图6的B-B剖视图；
图8是本实用新型实施例二的转子的立体图。
具体实施方式：
下面通过具体实施例并结合附图对本实用新型作进一步详细的描述。
实施例一：
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，包括定子组件1和转子组件2，其中定子组件1包括定子铁芯11和线圈绕组12，定子铁芯11包括轭部111和从轭部伸出的若干个齿部112，相邻齿部111之间形成嵌线槽113，转子组件2包括转子铁芯21和安装在转子铁芯21的表面的若干永磁体22，若干永磁体按N极S极间隔分布，其特征在于:在转子组件2的外面安装有转子护套，转子护套沿轴向分成两段，第一段转子护套23的导磁性与第二段转子护套24导磁性不同，第一段转子护套23为磁性材料护套，第二段转子护套24为非磁性材料护套，齿部112的齿冠的内表面两侧形成切角部1121，永磁体22是凸极面贴式永磁体，嵌线槽113的槽数与永磁体22的极对数之比是分数，定子组件1是由分数槽条形定子组件，转子组件是内转子组件或者是外转子组件，嵌线槽113的槽数与永磁体的极对数之比是18：7，磁性材料护套和非磁性材料护套有相同的径向厚度和轴向长度。
实施例二：
如图8所示，本实施例在实施例一基础上进行改进，结构基本与实施例的相同，唯一不同点是：转子护套沿轴向分成三段，第一段转子护套23的导磁性与第二段转子护套24和第三段转子护套25导磁性是不同，且转子护套导磁性从大到小排列.
本实用新型：转子护套沿轴向至少分成两段，第一段转子护套23的导磁性与第二段转子护套24导磁性是不同的，且转子护套导磁性从大到小排列，结构简单、易于实现，磁性材料护套由于磁性材料的磁导效应，磁场在气隙磁套相比，与非磁性材料护套具有一定的偏斜分布的影响。磁场穿透两种类型转子护套后产生反相位角，导致的转子组件两段产生的转矩脉动产生的反作用，从而消减总体的转矩脉动，将大大减少第六次谐波转矩，基波转矩高。另外，磁性材料护套与非磁性材料护套具有相同的径向厚度和轴向长度时，减小面贴式永磁转子转矩脉动的效果是最好的，定子齿部112的齿冠的内表面两侧形成切角部1121，从而改变气隙磁导分布，进一步降低转矩脉动，永磁体22是凸极面贴式永磁体，提高转子磁场的磁通密度波形，使电机的输出转矩可以增加到一定量，嵌线槽113的槽数与永磁体22的极对数之比是分数，采用集中绕组分数槽设计来最小化总的轴向长度，可以缩小体积降低成本，同时有利于进一步降低转矩脉动。

Claims (9)

1.一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，包括定子组件和转子组件，其中定子组件包括定子铁芯和线圈绕组，定子铁芯包括轭部和从轭部伸出的若干个齿部，相邻齿部之间形成嵌线槽，转子组件包括转子铁芯和安装在转子铁芯的表面的若干永磁体，若干永磁体按N极S极间隔分布，其特征在于:在转子组件的外面安装有转子护套，转子护套沿轴向至少分成两段，第一段转子护套的导磁性与第二段转子护套导磁性不同。
2.根据权利要求1所述的一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，其特征在于一段为磁性材料护套，另一段为非磁性材料护套。
3.根据权利要求2所述的一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，其特征在于:齿部的齿冠的内表面两侧形成切角部。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，其特征在于:永磁体是凸极面贴式永磁体。
5.根据权利要求4所述的一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，其特征在于:嵌线槽的槽数与永磁体的极对数之比是分数。
6.根据权利要求5所述的一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，其特征在于:定子组件是由分数槽条形定子组件。
7.根据权利要求5所述的一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，其特征在于:转子组件是内转子组件或者是外转子组件。
8.根据权利要求5所述的一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，其特征在于:嵌线槽的槽数与永磁体的极数之比是18：14。
9.根据权利要求2所述的一种减小面贴式永磁转子转矩脉动的永磁电机结构，其特征在于：磁性材料护套和非磁性材料护套有相同的径向厚度和轴向长度。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108599415A (zh) * 2018-04-28 2018-09-28 东南大学 一种含有组合式导磁护套的高速永磁电机转子
CN109660076A (zh) * 2018-11-24 2019-04-19 乐清市吴林电器实业有限公司 汽车eps用无刷电机
CN110797998A (zh) * 2018-08-03 2020-02-14 日本电产株式会社 转子和马达
CN112865362A (zh) * 2020-12-28 2021-05-28 珠海格力电器股份有限公司 转子铁芯组件、转子和电机

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016203530A1 (ja) * 2015-06-15 2016-12-22 三菱電機株式会社 永久磁石埋込型電動機及び圧縮機
JP2019126172A (ja) * 2018-01-16 2019-07-25 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転子、回転電機、自動車用電動補機システム
CN110855041A (zh) * 2019-12-16 2020-02-28 哈尔滨理工大学 一种减振的带护套表贴式永磁电机转子结构

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4973872A (en) * 1988-10-07 1990-11-27 Emerson Electric Co. Dynamoelectric machine rotor assembly with improved magnet retention stucture
US20070138891A1 (en) * 2005-12-19 2007-06-21 Emerson Electric Co. Magnet retention and positioning sleeve for surface mounted rotor assemblies
CN2877111Y (zh) * 2006-01-26 2007-03-07 华立仪表集团股份有限公司 一种电机用导磁铁芯
CN101237167A (zh) * 2007-02-01 2008-08-06 苏州扬名机电有限公司 单凸极永磁电机方案
GB2482689A (en) * 2010-08-10 2012-02-15 Rolls Royce Plc Rotor structure of dynamo-electric machine
CN201975870U (zh) * 2011-03-08 2011-09-14 浙江博望科技发展有限公司 铁氧体三相永磁电机
EP2568578A3 (en) * 2011-09-07 2017-12-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Motor and washing machine having the same
JP5490171B2 (ja) * 2012-04-06 2014-05-14 三菱電機株式会社 回転子および同期電動機

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108599415A (zh) * 2018-04-28 2018-09-28 东南大学 一种含有组合式导磁护套的高速永磁电机转子
CN110797998A (zh) * 2018-08-03 2020-02-14 日本电产株式会社 转子和马达
CN109660076A (zh) * 2018-11-24 2019-04-19 乐清市吴林电器实业有限公司 汽车eps用无刷电机
CN112865362A (zh) * 2020-12-28 2021-05-28 珠海格力电器股份有限公司 转子铁芯组件、转子和电机

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Granted publication date: 20140416