CN215646411U - 一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机，涉及电机技术领域，其中，一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括：转子铁芯，转子铁芯周向设有多个磁障组，磁障组包括沿转子铁芯的径向方向依次设置的至少4层磁障，其中，同一磁障组，沿转子铁芯的径向方向上由内向外的磁障中，除了最外侧磁障外，最内侧磁障和靠近最外侧磁障的磁障内均设有钕铁硼永磁体，其余层磁障内均设有铁氧体永磁体。相比于传统的铁氧体永磁体辅助同步磁阻电机和钕铁硼永磁体辅助同步磁阻电机，本实用新型中的永磁辅助同步磁阻电机转子不仅可以提高电机的抗反向磁场退磁能力，且降低了生产成本。

Description

一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机。

背景技术

永磁辅助同步磁阻电机是在同步磁阻电机基础上发展而来的，其在转子磁障内部加入永磁体材料，提高了电机的效率、功率因数、调速范围等性能，添加的永磁体材料一般为铁氧体或稀土钕铁硼材料。目前，永磁辅助同步磁阻电机的运行中往往存在退磁现象，常见的退磁现象则为高温退磁和反向磁场退磁。其中，永磁辅助同步磁阻电机由于其高效率，因此电机温升较低，可以通过风冷或水冷等方式将电机的温升控制在一个较安全的范围内，从而避免电机高温退磁；永磁辅助同步磁阻电机一般采用最大转矩电流比算法，使其在运行时，转子的永磁体需要长期承受一定的反向磁场，但由于铁氧体的磁性能较弱，其性能只有钕铁硼永磁体的1/3左右，因此其抗反向磁场退磁能力较弱，特别是在过载状态和弱磁扩速状态，铁氧体需要承受较大的反向磁场，非常容易退磁。而稀土钕铁硼材料具有较强的磁性能，其抗退磁能力较强，但其成本太高。由此可知，现有的永磁辅助同步磁阻电机难以在实现抗反向磁场退磁能力强的同时，达到降低成本的目的。

实用新型内容

1、实用新型要解决的技术问题

针对现有的永磁辅助同步磁阻电机无法在提高抗反向磁场退磁能力的同时，降低成本的技术问题，本实用新型提供了一种永磁辅助同步磁阻电机转子和电机，它能够在提高抗反向磁场退磁能力的同时，达到降低成本的目的。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型提供的技术方案为：

一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯周向设有多个磁障组，所述磁障组包括沿所述转子铁芯的径向方向依次设置的至少4层磁障，其中，同一磁障组中，沿所述转子铁芯的径向方向上由内向外的磁障中，除了最外侧磁障外，最内侧磁障和靠近最外侧磁障的磁障内均设有钕铁硼永磁体，其余层磁障内均设有铁氧体永磁体。

在本实用新型中，磁障组包括沿所述转子铁芯的径向方向依次设置的至少4层磁障，由于转子的外侧更接近于定子磁场，需要承受更强的反向磁场，故在同一磁障组，沿所述转子铁芯的径向方向上由内向外的磁障中，靠近转子最外侧的磁障(即最外侧磁障)不填充永磁体，钕铁硼永磁体抗反向磁场退磁能力更强，因此，靠近最外侧磁障的磁障内填充钕铁硼永磁体，靠近转子铁芯内侧的最内侧磁障所在磁路磁阻较大，需要更强大的磁性能，因此最内侧磁障内填充钕铁硼永磁体，其余层磁障内填充铁氧体永磁体，该设置形成了由铁氧体永磁体和钕铁硼永磁体构成的混合磁体结构，相比于传统的铁氧体永磁体辅助同步磁阻电机和钕铁硼永磁体辅助同步磁阻电机，本实用新型中的永磁辅助同步磁阻电机转子不仅可以提高电机的抗反向磁场退磁能力，且降低了生产成本。

可选的，同一磁障组中，沿所述转子铁芯的径向方向上依次设置5层磁障，由内向外依次为第一磁障、第二磁障、第三磁障、第四磁障和第五磁障，除了所述第五磁障外，所述第一磁障和第四磁障内均设有钕铁硼永磁体，第二磁障和第三磁障内均设有铁氧体永磁体。

可选的，所述转子铁芯由硅钢冲片叠压而成。

可选的，同一磁障组中的相邻磁障之间设有导磁通道。

可选的，所述磁障的两端还设有隔磁槽。

可选的，所述钕铁硼永磁体和铁氧体永磁体的形状大小小于或者等于所处的磁障的形状大小。

可选的，所述钕铁硼永磁体和铁氧体永磁体的形状均为矩形。

同时，本实用新型还提供一种电机，包括上述所述的永磁辅助同步磁阻电机转子和定子。

可选的，所述定子包括定子铁芯、定子槽和定子绕组，所述定子绕组嵌于所述定子槽内。

可选的，所述定子铁芯由硅钢冲片叠压而成。

3、有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本申请实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子，结构简单，设置磁障组包括沿所述转子铁芯的径向方向依次设置的至少4层磁障，由于转子的外侧更接近于定子磁场，需要承受更强的反向磁场，故在同一磁障组，沿所述转子铁芯的径向方向上由内向外的磁障中，靠近转子最外侧的磁障(即最外侧磁障)不填充永磁体，钕铁硼永磁体抗反向磁场退磁能力更强，因此，靠近最外侧磁障的磁障内填充钕铁硼永磁体，靠近转子铁芯内侧的最内侧磁障所在磁路磁阻较大，需要更强大的磁性能，因此最内侧磁障内填充钕铁硼永磁体，其余层磁障内填充铁氧体永磁体，该设置形成了由铁氧体永磁体和钕铁硼永磁体构成的混合磁体结构，相比于传统的铁氧体永磁体辅助同步磁阻电机和钕铁硼永磁体辅助同步磁阻电机，本实施例的永磁辅助同步磁阻电机转子不仅可以提高电机的抗反向磁场退磁能力，且降低了生产成本。

(2)本申请实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子，采用硅钢冲片叠压而成，具有高的磁通率，且结构强度高，便于加工。

(3)本申请实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子，设置导磁通道，导磁通道所在的D轴方向具有磁阻小，具有高的磁通量，电感大，而处于磁障中心线的Q轴方向具有很高的磁阻，电感小，可以增加D和Q轴方向的电感差，提高永磁辅助同步磁阻电机的转矩输出能力。

(4)本申请实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子，通过将所述钕铁硼永磁体和铁氧体永磁体的形状设置成矩形，矩形的钕铁硼永磁体和铁氧体永磁体，不仅便于加工，且叠放简单。

附图说明

图1为本实用新型实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提出的一种永磁辅助同步磁阻电机转子的实局部示意图。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图及实施例对本实用新型作详细描述。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与实用新型相关的部分。本实用新型中所述的第一、第二等词语，是为了描述本实用新型的技术方案方便而设置，并没有特定的限定作用，均为泛指，对本实用新型的技术方案不构成限定作用。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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；可以是机械连接，也可以是电连接；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。同一实施例中的多个技术方案，以及不同实施例的多个技术方案之间，可进行排列组合形成新的不存在矛盾或冲突的技术方案，均在本实用新型要求保护的范围内。

实施例1

结合附图1-2，本实施例提供一种永磁辅助同步磁阻电机转子，包括：转子铁芯1，所述转子铁芯1周向设有多个磁障组，所述磁障组包括沿所述转子铁芯1的径向方向依次设置的至少4层磁障，其中，同一磁障组中，沿所述转子铁芯1的径向方向上由内向外的磁障中，除了最外侧磁障外，最内侧磁障和靠近最外侧磁障的磁障内均设有钕铁硼永磁体3，其余层磁障内均设有铁氧体永磁体2。

在本实施例中，磁障组包括沿所述转子铁芯1的径向方向依次设置的至少4层磁障，由于转子的外侧更接近于定子磁场，需要承受更强的反向磁场，故在同一磁障组，沿所述转子铁芯1的径向方向上由内向外的磁障中，靠近转子最外侧的磁障(即最外侧磁障)不填充永磁体，钕铁硼永磁体3抗反向磁场退磁能力更强，因此，靠近最外侧磁障的磁障内填充钕铁硼永磁体3，靠近转子铁芯1内侧的最内侧磁障所在磁路磁阻较大，需要更强大的磁性能，因此最内侧磁障内填充钕铁硼永磁体3，其余层磁障内填充铁氧体永磁体2，该设置形成了由铁氧体永磁体2和钕铁硼永磁体3构成的混合磁体结构，相比于传统的铁氧体永磁体2辅助同步磁阻电机和钕铁硼永磁体3辅助同步磁阻电机，本实施例中的永磁辅助同步磁阻电机转子不仅可以提高电机的抗反向磁场退磁能力，且降低了生产成本。

实施例2

结合附图1-2，本实施例的一种永磁辅助同步磁阻电机，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：同一磁障组中，沿所述转子铁芯1的径向方向上依次设置5层磁障，由内向外依次为第一磁障8、第二磁障9、第三磁障10、第四磁障11和第五磁障12，除了所述第五磁障12外，所述第一磁障8和第四磁障11内均设有钕铁硼永磁体3，第二磁障9和第三磁障10内均设有铁氧体永磁体2。由于第五磁障12更接近于定子磁场，需要承受更强的反向磁场，故第五磁障12内不设永磁体，钕铁硼永磁体3抗反向磁场退磁能力更强，因此，靠近第五磁障12的第四个磁障内填充钕铁硼永磁体3，靠近转子铁芯1内侧的第一个磁障所在磁路磁阻较大，需要更强大的磁性能，因此第一个磁障填充钕铁硼永磁体3，第一磁障8和第四磁障11之间的第二磁障9和第三磁障10内填充铁氧体永磁体2，该设置实现了铁氧体永磁体2和钕铁硼永磁体3的结合，在提高电机抗反向磁场退磁能力的同时，降低了生产成本。

实施例3

本实施例的一种永磁辅助同步磁阻电机，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述转子铁芯1由硅钢冲片叠压而成。采用硅钢冲片叠压而成，具有高的磁通率，且结构强度高，便于加工。

实施例4

结合附图1-2，本实施例的一种永磁辅助同步磁阻电机，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：同一磁障组中的相邻磁障之间设有导磁通道13。设置导磁通道13，导磁通道13所在的D轴方向具有磁阻小，具有高的磁通量，电感大，而处于磁障中心线的Q轴方向具有很高的磁阻，电感小，可以增加D和Q轴方向的电感差，提高永磁辅助同步磁阻电机的转矩输出能力。

实施例5

结合附图2，本实施例的一种永磁辅助同步磁阻电机，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述磁障的两端还设有隔磁槽4。实际运用中，隔磁槽4位于电机转子q轴上，起到隔磁作用，增加凸极率；所述隔磁槽4内设有辅助永磁体，增加电机的抗去磁能力，提高电机转矩输出能力。

实施例6

本实施例的一种永磁辅助同步磁阻电机，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述钕铁硼永磁体3和铁氧体永磁体2的形状大小小于或者等于所处的磁障的形状大小。通过设置钕铁硼永磁体3和铁氧体永磁体2与磁障的形状大小关系，便于将钕铁硼永磁体3和铁氧体永磁体2设置在相对应的磁障内；钕铁硼永磁体3和铁氧体永磁体2通过嵌置或者粘接于相对应的磁障内。

实施例7

本实施例的一种永磁辅助同步磁阻电机，与实施例1的技术方案相比，可改进如下：所述钕铁硼永磁体3和铁氧体永磁体2的形状均为矩形。设置成矩形，便于加工，且叠放简单。

实施例8

本实施例提供一种电机，包括实施例1-7任意一项技术方案所述的永磁辅助同步磁阻电机转子和定子。该电机的抗反向磁场退磁能力强，功率因数和效率较高，且生产成本低。

实施例9

结合附图1-2，本实施例的一种永磁辅助同步磁阻电机，与实施例8的技术方案相比，可改进如下：所述定子包括定子铁芯5、定子槽6和定子绕组，所述定子绕组嵌于所述定子槽6内。实际运用中，所述定子铁芯5的周向分布设有若干个所述定子槽6。

实施例10

本实施例的一种永磁辅助同步磁阻电机，与实施例9的技术方案相比，可改进如下：所述定子铁芯5由硅钢冲片叠压而成。采用硅钢冲片叠压而成，具有高的磁通率，且结构强度高，便于加工。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，包括：转子铁芯，所述转子铁芯周向设有多个磁障组，所述磁障组包括沿所述转子铁芯的径向方向依次设置的至少4层磁障，其中，同一磁障组中，沿所述转子铁芯的径向方向上由内向外的磁障中，除了最外侧磁障外，最内侧磁障和靠近最外侧磁障的磁障内均设有钕铁硼永磁体，其余层磁障内均设有铁氧体永磁体。

2.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，同一磁障组中，沿所述转子铁芯的径向方向上依次设置5层磁障，由内向外依次为第一磁障、第二磁障、第三磁障、第四磁障和第五磁障，除了所述第五磁障外，所述第一磁障和第四磁障内均设有钕铁硼永磁体，第二磁障和第三磁障内均设有铁氧体永磁体。

3.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述转子铁芯由硅钢冲片叠压而成。

4.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，同一磁障组中的相邻磁障之间设有导磁通道。

5.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述磁障的两端还设有隔磁槽。

6.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述钕铁硼永磁体和铁氧体永磁体的形状大小小于或者等于所处的磁障的形状大小。

7.根据权利要求1所述的永磁辅助同步磁阻电机转子，其特征在于，所述钕铁硼永磁体和铁氧体永磁体的形状均为矩形。

8.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的永磁辅助同步磁阻电机转子和定子。

9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述定子包括定子铁芯、定子槽和定子绕组，所述定子绕组嵌于所述定子槽内。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述定子铁芯由硅钢冲片叠压而成。

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