永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種切向式的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，以及含有上述永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁同步電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]含有永磁體切向磁化結(jié)構(gòu)的電機(jī)由于具有“聚磁”效果，較永磁體徑向磁化電機(jī)，能夠產(chǎn)生更高的氣隙磁密，使得含有永磁體切向磁化結(jié)構(gòu)的電機(jī)具有較大的轉(zhuǎn)矩/電流比和轉(zhuǎn)矩/體積比，進(jìn)而含有永磁體切向磁化結(jié)構(gòu)的電機(jī)越來(lái)越多地被應(yīng)用于伺服系統(tǒng)、電力牽引、辦公自動(dòng)化、家用電器等場(chǎng)合。
[0003]目前，切向永磁電機(jī)由于是單個(gè)永磁體的兩個(gè)面同時(shí)提供氣隙磁通，磁路為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子永磁體的工作點(diǎn)較徑向永磁電機(jī)的工作點(diǎn)低，容易引起切向永磁電機(jī)的效率下降，并且在惡劣環(huán)境下切向永磁電機(jī)存在退磁的風(fēng)險(xiǎn)，使得切向永磁電機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，有必要針對(duì)現(xiàn)有的切向永磁電機(jī)中主極永磁體的工作點(diǎn)較低，易存在退磁風(fēng)險(xiǎn)的問題，提供一種能夠提高主極永磁體的工作點(diǎn)、提升抗退磁能力的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，以及含有上述永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁同步電機(jī)。
[0005]上述目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括:
[0007]轉(zhuǎn)子鐵芯；
[0008]切向磁化的主極永磁體，所述主極永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向方向設(shè)置，所述主極永磁體的數(shù)量與永磁同步電機(jī)的極數(shù)相等，多個(gè)所述主極永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯的周向方向均勻分布，且任意相鄰的兩個(gè)所述主極永磁體最接近的表面磁極相同；以及
[0009]切向磁化的輔助永磁體，所述輔助永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向方向設(shè)置，且所述輔助永磁體位于任意相鄰的兩個(gè)所述主極永磁體之間。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輔助永磁體位于任意相鄰的兩個(gè)所述主極永磁體之間的對(duì)稱中心線上。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輔助永磁體偏離任意相鄰的兩個(gè)所述主極永磁體之間的對(duì)稱中心線，且所述輔助永磁體向相鄰的磁極相異的所述主極永磁體所在的方向偏移。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輔助永磁體的矯頑力小于所述主極永磁體的矯頑力。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輔助永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯周向方向上的寬度小于所述主極永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯周向方向上的寬度。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述輔助永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯徑向方向上的長(zhǎng)度小于所述主極永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯徑向方向上的長(zhǎng)度。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述主極永磁體的數(shù)量大于等于四個(gè)。
[0016]在其中一個(gè)實(shí)施例中，任意相鄰的所述主極永磁體與所述輔助永磁體平行放置，且所述主極永磁體與所述輔助永磁體的磁極相異的表面相貼合。
[0017]在其中一個(gè)實(shí)施例中，任意相鄰的所述主極永磁體與所述輔助永磁體為一體。
[0018]還涉及一種永磁同步電機(jī)，包括定子和轉(zhuǎn)子，所述定子位于所述轉(zhuǎn)子的外側(cè)，所述轉(zhuǎn)子為上述任一技術(shù)特征所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0020]本實(shí)用新型的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單合理，在任意相鄰的兩個(gè)主極永磁體之間安裝輔助永磁體，可以將主極永磁體的一部分磁力線與輔助永磁體串聯(lián)后再進(jìn)入氣隙，這樣能夠顯著提高主極永磁體的工作點(diǎn)，提高永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，由于主極永磁體的工作點(diǎn)的提高，使得主極永磁體的抗退磁能力得到了提高，減小退磁的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本實(shí)用新型一實(shí)施例的永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為圖1所示的永磁同步電機(jī)中永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為圖2所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為圖2所示的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為圖2所示的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的主極永磁體與輔助永磁體放置在一起的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]其中:
[0027]100-永磁同步電機(jī)；
[0028]110-永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子；111-轉(zhuǎn)子鐵芯；112-主極永磁體；113-輔助永磁體；
[0029]120-定子；121-定子鐵芯；122_定子繞組。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下通過(guò)實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0031]參見圖1，本實(shí)用新型一實(shí)施例的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子110，包括轉(zhuǎn)子鐵芯111、切向磁化的主極永磁體112和切向磁化的輔助永磁體113。轉(zhuǎn)子鐵芯111上設(shè)置有偶數(shù)個(gè)放置槽，偶數(shù)個(gè)放置槽沿轉(zhuǎn)子鐵芯111的周向方向均勻分布，且每個(gè)放置槽沿轉(zhuǎn)子鐵芯111的徑向方向設(shè)置。放置槽的數(shù)量等于永磁同步電機(jī)的極數(shù)，同時(shí)，主極永磁體112的數(shù)量與放置槽的數(shù)量相等，即永磁同步電機(jī)100的極數(shù)為偶數(shù)級(jí)，主極永磁體112的數(shù)量也為偶數(shù)個(gè)，偶數(shù)個(gè)主極永磁體112沿轉(zhuǎn)子鐵芯111的周向方向均勻分布。主極永磁體112分別安裝在放置槽中，且任意相鄰的兩個(gè)主極永磁體112最接近的表面磁極相同。每個(gè)放置槽中安裝一個(gè)主極永磁體112，使得主極永磁體112的兩個(gè)表面同時(shí)能夠提供氣隙磁通，增加永磁同步電機(jī)100的氣隙磁通量，提高氣隙磁通的利用率。
[0032]同時(shí)，任意相鄰的兩個(gè)主極永磁體112最接近的表面磁極相同，也就是其中一個(gè)主極永磁體112的N極與另一相鄰的主極永磁體112的N極相對(duì)，該主極永磁體112的S極與再一相鄰的主極永磁體112的S極相對(duì)，保證永磁同步電機(jī)100的極數(shù)等于主極永磁體112的數(shù)量。通過(guò)偶數(shù)個(gè)主極永磁體112安裝在均勻分布的放置槽中，能夠保證主極永磁體112在排斥力作用下保持受力平衡，使得永磁同步電機(jī)100的極數(shù)等于主極永磁體112的數(shù)量。
[0033]輔助永磁體113位于任意相鄰的兩個(gè)主極永磁體112之間，且輔助永磁體113沿轉(zhuǎn)子鐵芯111的徑向方向設(shè)置。在本實(shí)施例中，輔助永磁體113的數(shù)量等于主極永磁體112的數(shù)量，同時(shí)，任意相鄰的兩個(gè)主極永磁體112之間存在一個(gè)輔助永磁體113。主極永磁體112與輔助永磁體113都為切向充磁，使得永磁同步電機(jī)100能夠產(chǎn)生更高的氣隙磁通，進(jìn)而保證永磁同步電機(jī)100具有較大的轉(zhuǎn)矩/電流比和轉(zhuǎn)矩/體積比。主極永磁體112與輔助永磁體113沿轉(zhuǎn)子鐵芯111的徑向放置，通過(guò)將切向磁化的輔助永磁體113布置在任意相鄰的主極永磁體112之間，主極永磁體112的一部分磁力線與輔助永磁體113串連后再進(jìn)入氣隙，可以顯著提高主極永磁體112的工作點(diǎn)，使得永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子110在定子120側(cè)產(chǎn)生更多的磁鏈，提高氣隙磁通的利用率，提升永磁同步電機(jī)100的輸出轉(zhuǎn)矩，提高永磁同步電機(jī)100的效率。
[0034]現(xiàn)有的切向永磁電機(jī)由于是單個(gè)永磁體的兩個(gè)面同時(shí)提供氣隙磁通，磁路為并聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子永磁體的工作點(diǎn)較徑向永磁電機(jī)的工作點(diǎn)低，容易引起切向永磁電機(jī)的效率下降，并且存在退磁的風(fēng)險(xiǎn)，使得切向永磁電機(jī)無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。本實(shí)用新型的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子110在任意相鄰的兩個(gè)主極永磁體112之間安裝輔助永磁體113，使得主極永磁體112的一部分磁力線與輔助永磁體113串聯(lián)后再進(jìn)入氣隙，這樣能夠顯著提高主極永磁體112的工作點(diǎn)，提高永磁同步電機(jī)100的轉(zhuǎn)矩。同時(shí)，由于主極永磁體112的工作點(diǎn)的提高，使得主極永磁體112的抗退磁能力得到了提高，減小了永磁同步電機(jī)100在惡劣工況下運(yùn)行的退磁風(fēng)險(xiǎn)。
[0035]參見圖2至圖5，作為一種可實(shí)施方式，主極永磁體112的數(shù)量大于等于四個(gè)。將主極永磁體112的個(gè)數(shù)設(shè)置成四個(gè)以上，可以更好的使得永磁同步電機(jī)100具有聚磁效果，實(shí)現(xiàn)更高的轉(zhuǎn)矩輸出。在本實(shí)施例中，主極永磁體112的數(shù)量為六個(gè)，且六個(gè)主極永磁體112按照N極與N極相對(duì)，S極與S極相對(duì)設(shè)置。輔助永磁體113位于任意相鄰的兩個(gè)主極永磁體112之間，輔助永磁體113的N極和S極分別對(duì)應(yīng)任意相鄰的兩個(gè)主極永磁體112的N極或者S極。
[0036]作為一種可實(shí)施方式，輔助永磁體113位于任意相鄰的兩個(gè)主極永磁體112之間的對(duì)稱中心線上。輔助永磁體113與主極永磁體112不同，如果增