本發(fā)明涉及電機(jī)的，尤其涉及一種轉(zhuǎn)子和永磁同步電機(jī)。

背景技術(shù)：

1、在電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是在永磁同步電機(jī)的設(shè)計和制造中，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)設(shè)計對于電機(jī)的性能有著至關(guān)重要的影響。轉(zhuǎn)子通常包括轉(zhuǎn)子鐵芯和嵌入其中的永磁體，這些永磁體的排列和配置方式直接關(guān)系到電機(jī)的磁場分布、轉(zhuǎn)矩輸出以及整體效率。

2、磁鋼的設(shè)置通常采用單一的結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計在一定程度上限制了電機(jī)性能的優(yōu)化和多樣化。具體來說，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子沖片上的磁鋼槽多為簡單的v型或u型布局，磁鋼槽的數(shù)量和位置固定，難以根據(jù)電機(jī)的具體性能要求進(jìn)行調(diào)整。這種結(jié)構(gòu)的單一性導(dǎo)致了電機(jī)在面對不同的工作條件和性能需求時，無法通過調(diào)整轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)最佳的勵磁強(qiáng)度和轉(zhuǎn)矩輸出。這可見于以下專利：cn117559688a、cn117895683a、cn117977850a、cn118040942a、cn118054595a、cn118074389b、cn118100487b等。

3、此外，由于磁鋼槽的結(jié)構(gòu)和位置固定，不同規(guī)格和型號的電機(jī)需要制備不同的轉(zhuǎn)子沖片，這不僅增加了生產(chǎn)成本，也降低了材料的通用性。在電機(jī)產(chǎn)品多樣化的今天，這種設(shè)計顯然無法滿足市場對于電機(jī)性能多樣性和快速響應(yīng)的需求。例如，在一些高性能的應(yīng)用場合，如電動汽車和工業(yè)自動化設(shè)備，電機(jī)需要具備更高的功率密度、更大的扭矩和更寬的調(diào)速范圍，而傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子設(shè)計難以滿足這些要求。

4、對于具有多層磁鋼槽轉(zhuǎn)子而言，磁鋼槽的排列賦予了磁鋼靈活分布的可能性，例如授權(quán)公告號為cn118074387b的發(fā)明專利公開了轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子沖片上由內(nèi)至外設(shè)置第一層磁鋼槽、第二層磁鋼槽、第三層磁鋼槽及第四層磁鋼槽，前三層磁鋼槽設(shè)置有鐵氧體磁鋼，第四層磁鋼槽未設(shè)置磁鋼。這一專利雖然提供了多層磁鋼槽的設(shè)計卻沒有探索磁鋼安裝空間的變化性。而且在這一專利中拐角位置的磁鋼槽的卡角容易出現(xiàn)磁短路，磁路存在磁漏現(xiàn)象，隔磁效果不佳。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、鑒于現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種轉(zhuǎn)子和永磁同步電機(jī)，根據(jù)不同的電機(jī)性能需求，靈活排列磁鋼，以在電機(jī)的運(yùn)行性能、調(diào)速性能、效率及成本等各方面之間取得一個平衡。

2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：轉(zhuǎn)子，包括環(huán)形均布的偶數(shù)個磁極，各所述磁極上均設(shè)有從內(nèi)到外多層結(jié)構(gòu)組；結(jié)構(gòu)組的總層數(shù)為三到六層中的任意一種，各磁極內(nèi)的結(jié)構(gòu)組均關(guān)于所在磁極的徑向中心線l對稱設(shè)置；

3、各結(jié)構(gòu)組均包括位于中間的橫向磁鋼槽，所述橫向磁鋼槽與徑向中心線l垂直；

4、位于最外層的結(jié)構(gòu)組的橫向磁鋼槽的兩側(cè)設(shè)有斜向空氣隔磁槽，所述斜向空氣隔磁槽與相鄰的磁極交軸線d平行；

5、除最外層結(jié)構(gòu)組以外的其余結(jié)構(gòu)組的橫向磁鋼槽的兩側(cè)設(shè)有斜向磁鋼槽，所述斜向磁鋼槽與同側(cè)所述斜向空氣隔磁槽平行；

6、所述橫向磁鋼槽和斜向磁鋼槽之間設(shè)有三角形或切角三角形的第一空氣隔磁槽，所述斜向磁鋼槽外端設(shè)有第二空氣隔磁槽，所述第二空氣隔磁槽與轉(zhuǎn)子外緣之間設(shè)有第一隔磁橋；

7、所述第一空氣隔磁槽至少包括第一邊、第二邊和第三邊；所述第一邊位于所述斜向磁鋼槽外長邊的延長線上，所述第二邊與所述斜向磁鋼槽的內(nèi)端邊平行且兩者之間具有第二隔磁橋，所述第三邊與所述橫向磁鋼槽的端邊平行且兩者之間具有第三隔磁橋；

8、各層結(jié)構(gòu)組的所述橫向磁鋼槽均設(shè)有第一鐵氧體磁鋼，斜向磁鋼槽內(nèi)選擇性設(shè)有第二鐵氧體磁鋼。

9、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述第一隔磁橋的寬度范圍為0.9—1.6mm，所述第二隔磁橋和第三隔磁橋的寬度范圍為0.6—0.9mm。

10、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：各層所述橫向磁鋼槽的長度以及各層斜向磁鋼槽從內(nèi)層到外層漸短形成階梯架構(gòu)。

11、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：相鄰兩磁極之間通過第一鐵氧體磁鋼的磁力線形成主回路，通過相鄰側(cè)第二鐵氧體磁鋼的磁力線形成輔回路；主回路和輔回路均在磁極交軸線d上從s極轉(zhuǎn)到n極。

12、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述徑向中心線l和磁極交軸線d的夾角α的范圍為22°—45°。

13、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：各層結(jié)構(gòu)組的所述橫向磁鋼槽等寬且寬度為w1，各層結(jié)構(gòu)組的所述斜向磁鋼槽等寬且寬度為w2，w2>w1×sinα。

14、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述第一空氣隔磁槽包括第四邊，所述第四邊位于所述橫向磁鋼槽內(nèi)長邊的延長線上。

15、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述斜向空氣隔磁槽在鄰近同層所述橫向磁鋼槽的拐角位置形成內(nèi)凹部，所述內(nèi)凹部與所述橫向磁鋼槽之間形成第四隔磁橋。

16、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的優(yōu)選的技術(shù)方案為：所述磁極的數(shù)量為4或6或8，結(jié)構(gòu)組的數(shù)量為3或4或5或6。

17、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用另一主題的技術(shù)方案為：永磁同步電機(jī)，其包括所述的轉(zhuǎn)子。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：通過磁鋼槽、空氣隔磁槽和隔磁橋的設(shè)計，合理布局磁路，多樣化拓展磁鋼安裝空間，通過在斜向磁鋼槽選擇性設(shè)置第二鐵氧體磁鋼，從而根據(jù)不同的電機(jī)性能需求，尋求不同的勵磁強(qiáng)度，從而在電機(jī)的運(yùn)行性能、調(diào)速性能、效率及成本等各方面之間取得一個平衡。相鄰兩磁極之間通過第一鐵氧體磁鋼的磁力線形成主回路，通過相鄰側(cè)第二鐵氧體磁鋼的磁力線形成輔回路；主回路和輔回路均在磁極交軸線上從s極轉(zhuǎn)到n極，從而增多了有效的磁路走線，確保了磁力線的有效傳導(dǎo)，增強(qiáng)了磁路系統(tǒng)的整體效能。

技術(shù)特征：

1.轉(zhuǎn)子，其特征在于：包括環(huán)形均布的偶數(shù)個磁極，各所述磁極上均設(shè)有從內(nèi)到外多層結(jié)構(gòu)組；所述結(jié)構(gòu)組的總層數(shù)為三層至六層中的任意一種；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述磁極的數(shù)量為4或6或8。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述第一隔磁橋的寬度范圍為0.9—1.6mm，所述第二隔磁橋和第三隔磁橋的寬度范圍為0.6—0.9mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于：各層結(jié)構(gòu)組的所述橫向磁鋼槽的長度從內(nèi)層到外層漸短形成階梯架構(gòu)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于：相鄰兩磁極之間通過第一鐵氧體磁鋼的磁力線形成主回路，通過相鄰側(cè)第二鐵氧體磁鋼的磁力線形成輔回路；所述主回路和輔回路均在相鄰兩磁極之間的磁極交軸線d上從s極轉(zhuǎn)到n極。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述徑向中心線l和磁極交軸線d的夾角的范圍為22°—45°。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于：各層結(jié)構(gòu)組的所述橫向磁鋼槽等寬且寬度為w1，各層結(jié)構(gòu)組的所述斜向磁鋼槽等寬且寬度為w2，w2>w1×sinα。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于：切角三角形的第一空氣隔磁槽包括第四邊，所述第四邊位于所述橫向磁鋼槽內(nèi)長邊的延長線上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于：所述斜向空氣隔磁槽在鄰近同層所述橫向磁鋼槽的拐角位置形成內(nèi)凹部，所述內(nèi)凹部與所述橫向磁鋼槽之間形成第四隔磁橋。

10.永磁同步電機(jī)，其特征在于：包括如權(quán)利要求1—9任一所述的轉(zhuǎn)子。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了轉(zhuǎn)子和永磁同步電機(jī)，包括環(huán)形均布的偶數(shù)個磁極，各所述磁極上均設(shè)有從內(nèi)到外至少三層結(jié)構(gòu)組，各層結(jié)構(gòu)組均包括位于中間的橫向磁鋼槽；最外層結(jié)構(gòu)組的橫向磁鋼槽的兩側(cè)設(shè)有斜向空氣隔磁槽；其余各層結(jié)構(gòu)組的橫向磁鋼槽的兩側(cè)設(shè)有斜向磁鋼槽；橫向磁鋼槽和斜向磁鋼槽之間設(shè)有第一空氣隔磁槽；第一空氣隔磁槽的第一邊位于斜向磁鋼槽外長邊的延長線上，第二邊與斜向磁鋼槽的內(nèi)端邊平行且具有第二隔磁橋，第三邊與橫向磁鋼槽的端邊平行且具有第三隔磁橋；橫向磁鋼槽均設(shè)有第一鐵氧體磁鋼，斜向磁鋼槽內(nèi)選擇性設(shè)有第二鐵氧體磁鋼；從而可根據(jù)不同的電機(jī)性能需求，靈活排列磁鋼，以在電機(jī)性能和成本等各方面之間取得一個平衡。

技術(shù)研發(fā)人員：王榮火,王臻煒,孫金輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧波東力電驅(qū)動有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23