專利名稱：一種永磁同步電機(jī)及其w形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁同步電機(jī)及其W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著永磁同步電機(jī)開發(fā)和控制技術(shù)逐漸成熟，以及永磁體在性能和產(chǎn)業(yè)化方面的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)Σ捎糜来磐诫姍C(jī)，特別是永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)的興趣和需求越來(lái)越大。目前，永磁同步電機(jī)大量應(yīng)用于各種伺服電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域、以及石油鉆采和電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。永磁同步電機(jī)包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子鐵心的各極均設(shè)有永磁體，永磁體可以內(nèi)置于轉(zhuǎn)子鐵心內(nèi)，即轉(zhuǎn)子鐵心上加工出沿軸向延伸的安裝孔，將永磁體置于安裝孔內(nèi)并固定。轉(zhuǎn)子鐵心上還設(shè)有隔磁橋，位于永磁體兩端。然而，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)存在下述技術(shù)問題永磁體質(zhì)量以及轉(zhuǎn)子鐵心本身的質(zhì)量所引起的離心力均會(huì)作用于隔磁橋，隔磁橋需承受較大的壓力，影響隔磁橋的強(qiáng)度，進(jìn)而無(wú)法滿足電機(jī)的電磁性能要求，而且，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)也存在工藝性差、永磁體安裝效率也較低等問題。尤其當(dāng)電機(jī)功率較大，如IOOkw以上，且轉(zhuǎn)速也較高，如lOOOr/min以上的永磁同步電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域，如中央空調(diào)壓縮機(jī)永磁直驅(qū)領(lǐng)域，永磁體和轉(zhuǎn)子鐵心的離心力對(duì)隔磁橋的影響更為明顯，采用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)更難以滿足要求。因此，如何降低永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中離心力對(duì)隔磁橋造成的影響，提高強(qiáng)度， 是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)各極中永磁體的數(shù)目至少為四個(gè)，且各永磁體之間具有加強(qiáng)筋，從而使轉(zhuǎn)子鐵心和永磁體的離心力對(duì)隔磁橋的影響得以降低。本發(fā)明的另一目的是提供一種包括所述W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)。為了實(shí)現(xiàn)上述第一目的，本發(fā)明提供一種永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)子鐵心，所述轉(zhuǎn)子鐵心的各極均設(shè)有永磁體和隔磁橋，各極中所述永磁體的數(shù)目至少為四個(gè)，所述轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)有與所述永磁體數(shù)目對(duì)應(yīng)的安裝孔，各所述安裝孔之間的轉(zhuǎn)子鐵心部分形成加強(qiáng)筋；各極內(nèi)的所述永磁體呈W形布置，且W形開口朝向轉(zhuǎn)子鐵心的外部。優(yōu)選地，各極中所述永磁體沿徑向中心線對(duì)稱分布。優(yōu)選地，各極中所述永磁體的數(shù)目為四個(gè)或六個(gè)。優(yōu)選地，各極中所述永磁體橫截面上的一端或兩端與其安裝孔之間形成隔磁空隙。優(yōu)選地，所述隔磁空隙呈楔形。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子鐵心的極數(shù)為四極、六極或八極。為了實(shí)現(xiàn)上述第二目的，本發(fā)明還提供一種永磁同步電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以及轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為上述任一項(xiàng)所述的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所提供的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的每一極設(shè)有至少四個(gè)永磁體，且永磁體之間具有加強(qiáng)筋，在隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，W形永磁體范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵心的質(zhì)量、永磁體的質(zhì)量產(chǎn)生的離心力將由加強(qiáng)筋承受，降低了離心力對(duì)隔磁橋強(qiáng)度的影響；且加強(qiáng)筋具有隔磁效果，進(jìn)行轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行應(yīng)力分析計(jì)算，在保證每個(gè)加強(qiáng)筋和隔磁橋所受的應(yīng)力值滿足要求的情況下，獲取最佳的加強(qiáng)筋和隔磁橋的尺寸，使得隔磁橋的強(qiáng)度、電機(jī)的電磁性能最佳， 且留有一定的安全裕度，保證電機(jī)運(yùn)行的可靠性。本發(fā)明所提供的永磁同步電機(jī)設(shè)有上述W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，由于上述W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有上述技術(shù)效果，設(shè)有該W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)也應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)效果。


圖1為本發(fā)明所提供永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明所提供永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中100.轉(zhuǎn)子鐵心101.永磁體102.隔磁橋103.加強(qiáng)筋104.安裝孔200.轉(zhuǎn)軸
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心為提供一種永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)各極中永磁體的數(shù)目至少為四個(gè)，且各永磁體之間具有加強(qiáng)筋，則轉(zhuǎn)子鐵心和永磁體的離心力對(duì)隔磁橋的影響得以降低。本發(fā)明的另一核心是提供一種包括所述W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖1，圖1為本發(fā)明所提供永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。該圖僅示出轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的一極，下述方案不受轉(zhuǎn)子極數(shù)的限制，可以適用于四極、六極、八極電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例中永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)子鐵心100，轉(zhuǎn)子鐵心100貫穿電機(jī)的轉(zhuǎn)軸200，轉(zhuǎn)軸200驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子鐵心100相對(duì)于電機(jī)的定子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子鐵心100的各極均設(shè)有永磁體101和隔磁橋102，轉(zhuǎn)子鐵心100各極中永磁體101的數(shù)目為四塊。轉(zhuǎn)子鐵心100上設(shè)有與永磁體101數(shù)目對(duì)應(yīng)的安裝孔104，安裝孔104沿轉(zhuǎn)子鐵心 100的軸向延伸，各安裝孔104之間的轉(zhuǎn)子鐵心100部分形成加強(qiáng)筋103。如圖1所示，各安裝孔104獨(dú)立設(shè)置，且各極內(nèi)永磁體101呈W形布置，且W形開口朝向轉(zhuǎn)子鐵心100的外部。圖1中永磁體101沿徑向中心線對(duì)稱分布，該結(jié)構(gòu)更有利于每對(duì)極的磁體對(duì)應(yīng)，使得整個(gè)轉(zhuǎn)子中磁場(chǎng)的分布更為均勻。針對(duì)該W形永磁體布置方式，設(shè)置四塊永磁體101便于形成W形，且滿足磁場(chǎng)強(qiáng)度需求。各極中永磁體101橫截面上的長(zhǎng)度小于安裝孔104的長(zhǎng)度，以便在永磁體101的一端或兩端形成隔磁空隙，如圖1所示。隔磁空隙可以進(jìn)一步加強(qiáng)隔磁效果，與隔磁橋102共同實(shí)現(xiàn)隔磁功能。在設(shè)置隔磁空隙時(shí)，可以在安裝孔104的孔壁上加工出缺口或楔槽內(nèi)結(jié)構(gòu)，以便固定永磁體101。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，W形永磁體101范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子鐵心100的本身質(zhì)量、永磁體101的質(zhì)量將會(huì)產(chǎn)生離心力，由于上述實(shí)施例中各極永磁體101之間具有加強(qiáng)筋103，則產(chǎn)生的離心力將由永磁體101之間的加強(qiáng)筋103來(lái)承受，降低了離心力對(duì)隔磁橋102強(qiáng)度的影響；且加強(qiáng)筋103具有隔磁效果。進(jìn)行轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足電機(jī)電磁性能和轉(zhuǎn)子制造工藝要求的前提下，根據(jù)電機(jī)在運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速下，可以對(duì)永磁體101、轉(zhuǎn)子鐵心100離心力的作用進(jìn)行應(yīng)力分析計(jì)算，在保證每個(gè)加強(qiáng)筋103和隔磁橋101所受的應(yīng)力值滿足要求的情況下，獲取最佳的加強(qiáng)筋103和隔磁橋102的尺寸，以使隔磁橋103的強(qiáng)度、電機(jī)的電磁性能最佳，并留有一定的安全裕度，保證電機(jī)運(yùn)行的可靠性。此外，由于各極內(nèi)永磁體101的數(shù)目較多，各永磁體101的尺寸相對(duì)較小，將永磁體101安裝至轉(zhuǎn)子鐵心100上時(shí)，僅需根據(jù)永磁體101在電機(jī)每個(gè)N、S極下的規(guī)定方向， 利用非導(dǎo)磁材料制成的導(dǎo)向工裝將永磁體101推入，安裝完成后利用裝置軸向固定永磁體 101即可，整個(gè)磁鋼安裝過(guò)程工藝性好，生產(chǎn)效率高。請(qǐng)參考圖2，圖2為本發(fā)明所提供永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)另一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，在另一具體實(shí)施方式
中，中轉(zhuǎn)子鐵心100的一極中設(shè)置了六個(gè)永磁體 101，其余結(jié)構(gòu)與上述實(shí)施例基本相同，具體請(qǐng)參考上文的描述。除了上述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，本發(fā)明是提供一種永磁同步電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)， 以及轉(zhuǎn)軸200，其中轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為上述任一實(shí)施例所述的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其余結(jié)構(gòu)請(qǐng)參考現(xiàn)有技術(shù)，本文不再贅述。以上對(duì)本發(fā)明所提供的永磁同步電機(jī)及其W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)子鐵心，所述轉(zhuǎn)子鐵心的各極均設(shè)有永磁體和隔磁橋，其特征在于，各極中所述永磁體的數(shù)目至少為四個(gè)，所述轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)有與所述永磁體數(shù)目對(duì)應(yīng)的安裝孔，各所述安裝孔之間的轉(zhuǎn)子鐵心部分形成加強(qiáng)筋；各極內(nèi)的所述永磁體呈W形布置，且W形開口朝向轉(zhuǎn)子鐵心的外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，各極中所述永磁體沿徑向中心線對(duì)稱分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，各極中所述永磁體的數(shù)目為四個(gè)或六個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，各極中所述永磁體橫截面上的一端或兩端與其安裝孔之間形成隔磁空隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔磁空隙呈楔形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī)的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵心的極數(shù)為四極、六極或八極。
7.—種永磁同步電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以及轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為上述權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述的W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁同步電機(jī)及其W形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)子鐵心，所述轉(zhuǎn)子鐵心的各極均設(shè)有永磁體和隔磁橋，各極中所述永磁體的數(shù)目至少為四個(gè)，所述轉(zhuǎn)子鐵心上設(shè)有與所述永磁體數(shù)目對(duì)應(yīng)的安裝孔，各所述安裝孔之間的轉(zhuǎn)子鐵心部分形成加強(qiáng)筋；各極內(nèi)的所述永磁體呈W形布置，且W形開口朝向轉(zhuǎn)子鐵心的外部。該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)每極的永磁體之間具有加強(qiáng)筋，運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)子鐵心的質(zhì)量、永磁體的質(zhì)量產(chǎn)生的離心力將由加強(qiáng)筋承受，降低了離心力對(duì)隔磁橋強(qiáng)度的影響；且加強(qiáng)筋具有隔磁效果，能保證電機(jī)運(yùn)行的可靠性。
文檔編號(hào)H02K21/00GK102386702SQ20111042802
公開日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉方年, 周黎民, 張蕾, 晏才松, 楊云峰 申請(qǐng)人:南車株洲電機(jī)有限公司