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CN107124051B - 一种永磁同步电机转子结构 - Google Patents

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杜幼芝
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丁立伟
侯丽钢
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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Abstract

本发明公开一种永磁同步电机转子结构，属于电机本体设计技术领域。该转子结构包括两个爪极式铁芯，分别为上铁芯和下铁芯、钕铁硼磁体、轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体和辅助铁氧体磁体；上铁芯和下铁芯之间形成位置偏差，相互交错组装而成，中间嵌有钕铁硼磁体和辅助铁氧体磁体，轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体置于上铁芯和下铁芯中间，轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体四周分布有辅助铁氧体磁体，相邻的辅助铁氧体磁体之间嵌有钕铁硼磁体，所述的钕铁硼磁体在轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体四周上下交替。本发明可以减小永磁体用量、降低成本、提高电机性能。

Description

一种永磁同步电机转子结构
技术领域
本发明涉及一种永磁同步电机转子结构，属于电机本体设计技术领域。
背景技术
电机是工业化社会中必不可少的动力元件，永磁同步电机技术成熟，可靠性高，是一个高效率高能量密度的环保低碳电机。转子上无绕组，结构简单，运行可靠，适合高速运行和恶劣的工作环境。因此得到了各种应用，如航空航天，汽车工业和风力发电等。近几年，由于转子速度调节范围宽，转矩密度高以及结构简单等，使得永磁同步电机的优势日益突出。传统的永磁电机，由于永磁体的作用，电机效率和功率密度都相对较高，但永磁体需要永磁体材料多，稀土永磁资源紧张，其成本限制了其进一步的发展。
发明内容
本发明提出一种永磁同步电机转子结构，可以减小永磁体用量、降低成本、提高电机性能。
本发明为解决其技术问题采用如下技术方案：
一种永磁同步电机转子结构，其特征在于：包括两个爪极式铁芯，分别为上铁芯和下铁芯、钕铁硼磁体、轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体和辅助铁氧体磁体；上铁芯和下铁芯之间形成位置偏差，相互交错组装而成，中间嵌有钕铁硼磁体和辅助铁氧体磁体，轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体置于上铁芯和下铁芯中间，轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体四周分布有辅助铁氧体磁体，相邻的辅助铁氧体磁体之间嵌有钕铁硼磁体，所述的钕铁硼磁体在轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体四周上下交替。
所述钕铁硼磁体和辅助铁氧体磁体形成两条磁通路径，两条路径彼此平行形成共同磁路。
所述钕铁硼磁体的转子磁极的开角a与转子凸极的开角a’ 的比率设置为1.18。
所述辅助铁氧体磁体嵌于上铁芯和下铁芯凸极之间，形成辅助磁路。
所述的轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体位于上铁芯和下铁芯之间，与辅助铁氧体磁体连成一体，并轴向磁化。
本发明的有益效果如下：
1、具有转子凸极齿槽结构，转子上无绕组，结构简单、运行可靠。
2、由于采用上下爪极式铁芯结构，所用永磁材料可以大大减小，这样可以最大限度地减少材料浪费和制造成本。
3、钕铁硼磁体和辅助铁氧体磁体形成两条磁通回路，减小漏磁，提高电机出力。
4、转子磁极的开角a与转子凸极的开角a’ 的比率设置为1.18，铁芯上下侧之间形成位置偏差，转矩脉动减小。
附图说明
图1为本发明的新型永磁同步电机转子结构展开图，其中：1、上铁芯；2、下铁芯；3、钕铁硼磁体；4、轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体；5、辅助铁氧体磁体。
图2为本发明的新型永磁同步电机转子的磁路示意图。
图3（a）为本发明的永磁同步电机转子开角截面图，图3（b）为本发明的永磁同步电机的轴向示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明创造做进一步详细说明。
所示实施例的示例为8极永磁同步电机转子。
如图1，本发明的永磁同步电机转子结构，包括：两个爪极式铁芯，分别为上铁芯1和下铁芯2、钕铁硼磁体3、轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体4和辅助铁氧体磁体5。上铁芯1和下铁芯2为爪极式，分别为四齿四槽，相互加错放置。一个轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体4置于上铁芯1和下铁芯2中间，同时有8个钕铁硼磁体3和辅助铁氧体磁体5置于其四周，钕铁硼磁体3上下交错，辅助铁氧体磁体5在空间上位于上铁芯1和下铁芯2凸极之间。有4个N极和4个S极，相互交替。
图2所示的是永磁同步电机转子的磁路示意图，可以看出，永磁同步电机转子运行时存在两条磁通回路，钕铁硼磁体3和辅助铁氧体磁体5分别与转子凸极形成两条磁通路径彼此平行形成共同磁路，永磁材料用量减小的同时更大限度的利用材料，减小漏磁提升电机出力。
图3所示的是发明的永磁同步电机转子开角截面图和轴向示意图，可以看出，钕铁硼磁体的转子磁极的开角a与转子凸极的开角a’ 的比率设置为1.18，铁芯上下侧之间可以形成位置偏差，从结构上降低了永磁同步电机的转矩脉动。

Claims (5)

1.一种永磁同步电机转子结构，包括两个爪极式铁芯，分别为上铁芯(1)和下铁芯（2）、上铁芯(1)和下铁芯（2）之间形成位置偏差，相互交错组装而成，其特征在于：还包括钕铁硼磁体（3）、轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体（4）和辅助铁氧体磁体（5）；所述上铁芯(1)和下铁芯（2）中间嵌有钕铁硼磁体（3）和辅助铁氧体磁体（5），轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体（4）置于上铁芯(1)和下铁芯（2）中间，轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体（4）四周分布有辅助铁氧体磁体（5），相邻的辅助铁氧体磁体（5）之间嵌有钕铁硼磁体（3），所述的钕铁硼磁体（3）在轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体（4）四周上下交替。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子结构，其特征在于，钕铁硼磁体（3）和辅助铁氧体磁体（5）形成两条磁通路径，两条路径彼此平行形成共同磁路。
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子结构，其特征在于，钕铁硼磁体（3）的转子磁极的开角a与转子凸极的开角a’的比率设置为1.18。
4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子结构，其特征在于，辅助铁氧体磁体（5）嵌于上铁芯(1)和下铁芯（2）凸极之间，形成辅助磁路。
5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子结构，其特征在于，所述的轴向磁化的圆柱形铁氧体磁体（4）位于上铁芯(1)和下铁芯（2）之间，与辅助铁氧体磁体（ 5 ） 连成一体，并轴向磁化。
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