CN204145239U - 永磁同步电机及其转子组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁同步电机及其转子组件，所述转子组件包括：转子铁芯以及多个转子磁铁件，转子铁芯上形成有多组转子槽，多组转子槽在转子铁芯的周向上间隔开分布，每组转子槽包括至少一个转子槽，其中每组转子槽中距离转子铁芯的外周壁最近的转子槽与转子铁芯的外周壁之间设有至少两个缝隙孔，至少两个缝隙孔关于转子铁芯的径向对称；多个转子磁铁件分别设在多组转子槽内。根据本实用新型的永磁同步电机的转子组件，通过设置至少两个缝隙孔，转子组件的结构简单。当转子组件应用于永磁同步电机上时，可以明显改善永磁同步电机的齿槽转矩，削弱永磁同步电机中气隙磁密及反电动势中的谐波含量，降低永磁同步电机的振动及噪音。

Description

永磁同步电机及其转子组件

技术领域

本实用新型涉及制冷设备领域，尤其是涉及一种永磁同步电机及其转子组件。

背景技术

相关技术中指出，在高导磁性材料制成的电动机中，因定子与转子的几何学位置关系产生的齿槽效应转矩较大，振动较大。另外，定子绕组中感应的电压，形成含有很多高次谐波的失真波形，导致噪声增大外，还因铁损增大而导致效率降低。而且，在对定子供给三相正弦交流进行驱动时，由于作为转矩起有效作用的仅是基波分量，高频分量形成转矩波动，由于该转矩波动而使振动及噪声增大。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种用于永磁同步电机的转子组件，转子组件的结构简单。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述转子组件的永磁同步电机。

根据本实用新型第一方面的永磁同步电机的转子组件，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上形成有多组转子槽，所述多组转子槽在所述转子铁芯的周向上间隔开分布，每组所述转子槽包括至少一个转子槽，其中每组所述转子槽中距离所述转子铁芯的外周壁最近的所述转子槽与所述转子铁芯的外周壁之间设有至少两个缝隙孔，所述至少两个缝隙孔关于所述转子铁芯的径向对称；以及多个转子磁铁件，所述多个转子磁铁件分别设在所述多组转子槽内。

根据本实用新型的永磁同步电机的转子组件，通过设置至少两个缝隙孔，转子组件的结构简单。当转子组件应用于永磁同步电机上时，可以明显改善永磁同步电机的齿槽转矩，削弱永磁同步电机中气隙磁密及反电动势中的谐波含量，降低永磁同步电机的振动及噪音。

具体地，每个所述转子槽包括彼此连通的第一槽段和两个第二槽段，所述两个第二槽段分别连接在所述第一槽段的两端，且每个所述第二槽段的自由端均朝向所述转子铁芯的外周壁的方向延伸。

可选地，每个所述第二槽段与对应的所述第一槽段之间的夹角为钝角。

进一步地，所述缝隙孔为两个，且每个所述缝隙孔的一端邻近所述第二槽段与对应的第一槽段的连接处设置、且另一端朝向所述转子铁芯的外周壁的方向延伸。

优选地，每个所述缝隙孔与对应的所述转子槽的所述第一槽段之间的夹角θ₁等于所述缝隙孔与对应的所述转子槽的所述第二槽段之间的夹角θ₂。

可选地，所述第一槽段和所述两个第二槽段内分别设有一个所述转子磁铁件。

可选地，每个所述缝隙孔的宽度为0.5mm～1.5mm。

可选地，每个所述转子槽关于所述转子铁芯的径向对称。

可选地，每组所述转子槽包括在所述转子铁芯的径向上间隔开分布的多个所述转子槽。

根据本实用新型第二方面的永磁同步电机，包括：定子和根据本实用新型上述第一方面的永磁同步电机的转子组件，其中所述转子组件设在所述定子的内侧。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的永磁同步电机的转子组件的剖面图；

图2是采用本实用新型实施例的转子组件的永磁同步电机与传统的电机的齿槽转矩随电角度的变化曲线图；

图3是根据本实用新型实施例的永磁同步电机的剖面图；

图4是根据本实用新型另一个实施例的永磁同步电机的剖面图。

附图标记：

100：转子组件；

1：转子铁芯；11：转子槽；12：缝隙孔；

111：第一槽段；112：第二槽段；

2：转子磁铁件；

200：永磁同步电机；

201：定子；2011：定子铁芯；2012：定子绕组；2013：定子槽。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图4描述根据本实用新型实施例的永磁同步电机200的转子组件100。

如图1所示，根据本实用新型第一方面实施例的永磁同步电机200的转子组件100，包括转子铁芯1以及多个转子磁铁件2。

转子铁芯1可以由多个转子冲片例如钢片叠置形成。转子铁芯1上形成有多组转子槽11，多组转子槽11在转子铁芯1的周向上间隔开分布，也就是说，每相邻的两组转子槽11之间在转子铁芯1的周向上相互间隔开一定距离。例如在图1的示例中示出了四组转子槽11，四组转子槽11优选在转子铁芯1的周向上均匀分布，此时每相邻的两组转子槽11之间的夹角为90°。可以理解，转子槽11的组数可以根据实际要求具体设计，本实用新型对此不作特殊限定。

多个转子磁铁件2分别设在多组转子槽11内，多个转子磁铁件2布置成在多个转子磁铁件2外周侧有交替的N极和S极。可选地，每个转子磁铁件2可以采用稀土永磁材料例如稀土钕铁硼制成。

具体而言，每组转子槽11包括至少一个转子槽11，换言之，每组转子槽11可以只包括一个转子槽11，也可以包括多个转子槽11。当每组转子槽11包括多个转子槽11时，每组转子槽11的多个转子槽11可以在转子铁芯1的径向上间隔开分布，如图1所示，由此，充分利用了磁阻转矩的特点，可以提升永磁同步电机200的输出转矩及效率。

每组转子槽11中距离转子铁芯1的外周壁最近的转子槽11与转子铁芯1的外周壁之间设有至少两个缝隙孔12，此时至少两个缝隙孔12位于所述转子铁芯1的邻近其外周壁的一侧。至少两个缝隙孔12关于转子铁芯1的径向对称，也就是说，至少两个缝隙孔12关于通过转子铁芯1的中心的直线对称。可以理解的是，方向“外”指的是远离转子铁芯1中心的方向，其相反方向被定义为“内”，即朝向转子铁芯1中心的方向。

这里，需要说明的是，“缝隙孔12”指的是狭长的孔，即宽度与长度的尺寸相差较大的孔。可选地，每个缝隙孔12的宽度为0.5mm～1.5mm，以保证永磁同步电机200的效率。其中，每个缝隙孔12可以为贯穿转子铁芯1的通孔，例如，每个缝隙孔12沿转子铁芯1的轴向贯穿转子铁芯1。

当将转子组件100应用在永磁同步电机200上时，如图2所示，图中的曲线a为采用本实用新型实施例的转子组件的永磁同步电机200的齿槽转矩随电角度的变化曲线，曲线b为传统的电机的齿槽转矩随电角度的变化曲线。从图2中可以看出，采用根据本实用新型实施例的转子组件100的永磁同步电机200相对于传统的电机，齿槽转矩得到了明显的改善，齿槽转矩幅值降低了50％以上。

根据本实用新型实施例的永磁同步电机200的转子组件100，通过设置至少两个缝隙孔12，转子组件100的结构简单，当转子组件100应用于永磁同步电机200上时，可以明显改善永磁同步电机200的齿槽转矩，削弱永磁同步电机200中气隙磁密及反电动势中的谐波含量，降低永磁同步电机200的振动及噪音。

根据本实用新型的一个具体实施例，每个转子槽11包括彼此连通的第一槽段111和两个第二槽段112，两个第二槽段112分别连接在第一槽段111的两端，且每个第二槽段112的自由端(例如，图1中邻近转子铁芯1的外周壁的一端)均朝向转子铁芯1的外周壁的方向延伸。由此，通过设置第二槽段112，可以防止多个转子磁铁件2彼此间的磁通短路。

如图1所示，第一槽段111大体沿转子铁芯1的周向延伸，每个第二槽段112大体沿内外方向延伸，具体而言，每个第二槽段112的一端(例如，图1中的内端，即邻近转子铁芯1中心的一端)与第一槽段111的一端相连，每个第二槽段112的另一端(例如，图1中的外端，即远离转子铁芯1中心的一端)朝向转子铁芯1的外周壁的方向延伸且与转子铁芯1的外周壁彼此间隔开一定距离。

第一槽段111和两个第二槽段112内分别设有一个转子磁铁件2，如图1所示，每个转子槽11内设有彼此间隔开的三个转子磁铁件2，转子磁铁件2的长度略小于对应的槽段的长度。其中，每个转子磁铁件2形成为矩形结构。每个转子槽11优选关于转子铁芯1的径向对称，由此，可以进一步提高永磁同步电机200的效率。

进一步地，参照图1，每个第二槽段112与对应的第一槽段111之间的夹角为钝角，也就是说，第二槽段112与对应的第一槽段111之间的夹角大于90°、且小于180°。但不限于此。

如图1所示，缝隙孔12为两个，且每个缝隙孔12的一端邻近第二槽段112与对应的第一槽段111的连接处设置、且另一端朝向转子铁芯1的外周壁的方向延伸，此时两个径向对称的缝隙孔12的形状大体为“八”字型。优选地，每个缝隙孔12与对应的转子槽11的第一槽段111之间的夹角θ₁等于缝隙孔12与对应的转子槽11的第二槽段112之间的夹角θ₂。由此，可以进一步改善永磁同步电机200的齿槽转矩，降低永磁同步电机200的振动。

如图3和图4所示，根据本实用新型第二方面实施例的永磁同步电机200，包括：定子201和根据本实用新型上述第一方面实施例的永磁同步电机200的转子组件100。其中，转子组件100设在定子201的内侧。

例如在图3和图4的示例中，定子201分别为六槽结构和二十四槽结构，具体而言，定子201包括定子铁芯2011和定子绕组2012，定子铁芯2011上形成有多个定子槽2013，图3中的定子201具有六个定子槽2013，图4中的定子201具有二十四个定子槽2013，定子绕组2012穿过多个定子槽2013缠绕在定子铁芯2011上。定子201设在转子组件100的外侧。转子组件100为根据本实用新型上述第一方面实施例的永磁同步电机200的转子组件100，在此不再赘述。可以理解，定子201的具体结构可以根据实际要求具体设计，本发明对此不作特殊限定。

根据本实用新型实施例的永磁同步电机200，在增加磁阻转矩的同时，也增大永磁同步电机200的电磁转矩，提高永磁同步电机200的效率，可明显改善永磁同步电机200的齿槽转矩，削弱永磁同步电机200中气隙磁密及反电动势中的谐波含量，降低永磁同步电机200的振动及噪音。

根据本实用新型实施例的永磁同步电机200的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机的转子组件，其特征在于，包括：

转子铁芯，所述转子铁芯上形成有多组转子槽，所述多组转子槽在所述转子铁芯的周向上间隔开分布，每组所述转子槽包括至少一个转子槽，其中每组所述转子槽中距离所述转子铁芯的外周壁最近的所述转子槽与所述转子铁芯的外周壁之间设有至少两个缝隙孔，所述至少两个缝隙孔关于所述转子铁芯的径向对称；以及

多个转子磁铁件，所述多个转子磁铁件分别设在所述多组转子槽内。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于，每个所述转子槽包括彼此连通的第一槽段和两个第二槽段，所述两个第二槽段分别连接在所述第一槽段的两端，且每个所述第二槽段的自由端均朝向所述转子铁芯的外周壁的方向延伸。

3.根据权利要求2所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于，每个所述第二槽段与对应的所述第一槽段之间的夹角为钝角。

4.根据权利要求2所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于，所述缝隙孔为两个，且每个所述缝隙孔的一端邻近所述第二槽段与对应的第一槽段的连接处设置、且另一端朝向所述转子铁芯的外周壁的方向延伸。

5.根据权利要求4所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于，每个所述缝隙孔与对应的所述转子槽的所述第一槽段之间的夹角θ₁等于所述缝隙孔与对应的所述转子槽的所述第二槽段之间的夹角θ₂。

6.根据权利要求2所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于，所述第一槽段和所述两个第二槽段内分别设有一个所述转子磁铁件。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于，每个所述缝隙孔的宽度为0.5mm～1.5mm。

8.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于，每个所述转子槽关于所述转子铁芯的径向对称。

9.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子组件，其特征在于，每组所述转子槽包括在所述转子铁芯的径向上间隔开分布的多个所述转子槽。

10.一种永磁同步电机，其特征在于，包括：

定子；和

根据权利要求1-9中任一项所述的永磁同步电机的转子组件，其中所述转子组件设在所述定子的内侧。