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CN111654131B - 一种永磁电机的转子结构 - Google Patents

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CN111654131B CN202010364850.5A CN202010364850A CN111654131B CN 111654131 B CN111654131 B CN 111654131B CN 202010364850 A CN202010364850 A CN 202010364850A CN 111654131 B CN111654131 B CN 111654131B
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Abstract

本发明提供了一种永磁电机的转子结构，能够平衡永磁体轴向温度分布，包括转子铁心、多个永磁体和涡流环；多个永磁体和涡流环嵌入转子铁心内；永磁体沿转子铁心轴向延伸，并且环绕转子铁心轴线布置，每个永磁体截面呈V字型；每个永磁体外表面套装一个涡流环，涡流环位于永磁体的轴向中部。本发明提供的转子结构，通过将永磁体轴向中心位置处套上涡流环的结构，来降低永磁体被涡流环包裹处的涡流损耗，从而平衡永磁体轴向温度分布，减小热应力不平衡引起的永磁电机故障问题。同时涡流环能够降低永磁体最高温度，避免由于局部高温引起永磁体局部失磁问题，提高永磁电机运行安全稳定性。

Description

一种永磁电机的转子结构
技术领域
本发明涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种永磁电机的转子结构。
背景技术
目前永磁电机应用领域越来越广泛，在航空航天、仪器仪表、电动汽车、风力发电等领域都有广阔前景，在追求高效节能的同时更要注重永磁电机运行稳定性和可靠性。由于应用场合的空间限制，永磁电机功率密度较高，散热条件及冷却结构都受到制约，导致电机局部位置温度较高，靠近电机轴向中心位置的永磁体发热严重，造成永磁体轴向热应力不平衡，严重时容易导致转子偏心问题以及永磁体局部退磁故障，对永磁电机运行安全造成严重影响。
发明内容
本发明的实施例提供了一种永磁电机的转子结构，用于解决现有技术中存在的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。
一种永磁电机的转子结构，其特征在于，包括转子铁心、多个永磁体和涡流环；
多个所述永磁体和涡流环嵌入所述转子铁心内；所述永磁体沿所述转子铁心轴向延伸，并且环绕所述转子铁心轴线布置，每个所述永磁体截面呈V字型；
每个所述永磁体外表面套装一个所述涡流环，所述涡流环位于所述永磁体的轴向中部。
优选地，每个所述永磁体包括两个矩形体结构的永磁分体，每个所述永磁体的永磁分体通过各自一侧长边相互夹角连接，使每个永磁体截面呈V字型。
优选地，每个所述永磁体的两个所述永磁分体尺寸相同。
优选地，每个所述涡流环具有第一散热孔，所述转子铁心具有贯穿设置的第二散热孔，所述第一散热孔与所述第二散热孔一一对应连通。
由上述本发明的实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供一种永磁电机的转子结构，包括转子铁心、多个永磁体和涡流环；多个永磁体和涡流环嵌入转子铁心内；永磁体沿转子铁心轴向延伸，并且环绕转子铁心轴线布置，每个永磁体截面呈V字型；每个永磁体外表面套装一个涡流环，涡流环位于永磁体的轴向中部。本发明提供的转子结构，通过将永磁体轴向中心位置处套上涡流环的结构，来降低永磁体被涡流环包裹处的涡流损耗，从而平衡永磁体轴向温度分布，减小热应力不平衡引起的永磁电机故障问题。同时涡流环能够降低永磁体最高温度，避免由于局部高温引起永磁体局部失磁问题，提高永磁电机运行安全稳定性。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所述的一种永磁电机的转子结构的二维横截面图。
图2为本发明实施例所述的一种永磁电机的转子结构的永磁体及涡流环的三维分布示意图。
图3为本发明实施例所述的一种永磁电机的转子结构的转子铁心二维横截面图。
图4为本发明实施例所述的一种永磁电机的转子结构的转子铁心三维结构图。
图5为本发明实施例所述的一种永磁电机的转子结构的永磁体涡流损耗对比图。
图中：
1.转子铁心 2.永磁体 21.永磁分体 3.涡流环。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。
参见图1至4，本发明提供一种永磁电机的转子结构，包括转子铁心1、多个永磁体2和涡流环3；
多个永磁体2和涡流环3嵌入转子铁心1内；永磁体2沿转子铁心1轴向延伸，并且环绕转子铁心1轴线布置，每个永磁体2截面(垂直与永磁体2轴线的截面)呈V字型；如图4所示的，可以是在转子铁心1上沿其轴向开设通槽方式将永磁体2和涡流环3嵌入到转子铁心1内。
每个永磁体2外表面套装一个涡流环3，涡流环3位于永磁体2的轴向中部。其延伸方向与永磁体2的轴线方向垂直。
本发明提供的转子结构的工作原理为：申请人发现，永磁体2的温度沿转子铁心1的走向从端部到中心位置处呈递增的趋势；因此，涡流环3设置在永磁体2的轴向中部能够降低涡流环3套装区域的永磁体2的涡流损耗，从而减小涡流环3套装区域的永磁体2的发热量，降低永磁体2轴向中部的温度，进而平衡永磁体2的轴向温度分布，具体效果如图5所示。根据永磁体2的尺寸适当选取涡流环3的宽度、厚度，使减小永磁体2涡流损耗的同时不会过多增加涡流环3的损耗。
本领域技术人员应能理解上述永磁体2和涡流环3的尺寸的应用类型仅为举例，其他现有的或今后可能出现永磁体2和涡流环3的尺寸的应用类型如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。
在一些优选实施例中，如图2所示，每个永磁体2包括两个矩形体结构的永磁分体21，每个永磁体2的永磁分体21通过各自一侧长边相互夹角连接，使每个永磁体2截面呈V字型。其布置方式可以适当选择，例如在图中所示的，其阳角一侧朝向转子铁心1的轴心。更进一步的，每个永磁体2的两个永磁分体21尺寸相同。
为了增加转子结构的散热效果，作为另一些优选实施例，每个涡流环3具有第一散热孔，转子铁心1具有贯穿设置的第二散热孔，第一散热孔与第二散热孔一一对应相互连通，使涡流环3产生的热量导通到转子结构外，降低涡流环3产生的热量。
在本发明提供的实施例中，涡流环3采用导电性好的金属材料，例如金属铜。
综上所述，本发明提供一种永磁电机的转子结构，能够平衡永磁体轴向温度分布，包括转子铁心、多个永磁体和涡流环；多个永磁体和涡流环嵌入转子铁心内；永磁体沿转子铁心轴向延伸，并且环绕转子铁心轴线布置，每个永磁体截面呈V字型；每个永磁体外表面套装一个涡流环，涡流环位于永磁体的轴向中部。本发明提供的转子结构，通过将永磁体轴向中心位置处套上涡流环的结构，来降低永磁体被涡流环包裹处的涡流损耗，从而平衡永磁体轴向温度分布，减小热应力不平衡引起的永磁电机故障问题。同时涡流环能够降低永磁体最高温度，避免由于局部高温引起永磁体局部失磁问题，提高永磁电机运行安全稳定性。
本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (2)

1.一种永磁电机的转子结构，其特征在于，包括转子铁心、多个永磁体和涡流环；
多个所述永磁体和涡流环嵌入所述转子铁心内；所述永磁体沿所述转子铁心轴向延伸，并且环绕所述转子铁心轴线布置，每个所述永磁体截面呈V字型；
每个所述永磁体外表面套装一个所述涡流环，所述涡流环位于所述永磁体的轴向中部；
每个所述涡流环具有第一散热孔，所述转子铁心具有贯穿设置的第二散热孔，所述第一散热孔与所述第二散热孔一一对应连通；
每个所述永磁体包括两个矩形体结构的永磁分体，每个所述永磁体的永磁分体通过各自一侧长边相互夹角连接，使每个永磁体截面呈V字型。
2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，每个所述永磁体的两个所述永磁分体尺寸相同。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002345189A (ja) * 2001-05-11 2002-11-29 Nissan Motor Co Ltd 永久磁石埋め込み同期電動機
CN108141075A (zh) * 2015-09-25 2018-06-08 日东电工株式会社 永磁体单元、具有该永磁体单元的旋转机械、以及该永磁体单元的制造方法
CN209709789U (zh) * 2019-05-27 2019-11-29 广东威灵汽车部件有限公司 转子、电机、压缩机及空调器、车辆
CN110582924A (zh) * 2017-05-11 2019-12-17 罗伯特·博世有限公司 转子和电机
CN210156985U (zh) * 2019-07-30 2020-03-17 广东美的智能科技有限公司 转子形成件和电机

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009276117A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Fuji Electric Systems Co Ltd 永久磁石の損失算定方法
JP2014064428A (ja) * 2012-09-24 2014-04-10 Daikin Ind Ltd ロータおよび回転電気機械

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002345189A (ja) * 2001-05-11 2002-11-29 Nissan Motor Co Ltd 永久磁石埋め込み同期電動機
CN108141075A (zh) * 2015-09-25 2018-06-08 日东电工株式会社 永磁体单元、具有该永磁体单元的旋转机械、以及该永磁体单元的制造方法
CN110582924A (zh) * 2017-05-11 2019-12-17 罗伯特·博世有限公司 转子和电机
CN209709789U (zh) * 2019-05-27 2019-11-29 广东威灵汽车部件有限公司 转子、电机、压缩机及空调器、车辆
CN210156985U (zh) * 2019-07-30 2020-03-17 广东美的智能科技有限公司 转子形成件和电机

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