一种永磁同步电机的转子结构

1.本发明涉及电机技术领域，具体是一种新型永磁同步电机转子结构。


背景技术：

2.近年来，永磁同步电机在军用和民用方面得到了越来越广泛的应用。与传统电励磁电机相比，永磁同步电机具有功率密度大、转矩质量比高、运行可靠、控制性能好等优点。但是在永磁同步电机的研究进程中由于气隙磁场的非正弦会引起电机损耗和转矩波动加剧，进而引起震动、噪声和永磁体不可逆退磁，所以如何降低气隙磁场的非正弦对永磁同步电机具有十分重要的意义。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种永磁同步电机的转子结构，以解决现有永磁同步电机气隙磁场非正弦，转矩脉动较大和损耗较多的问题。
4.为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：本发明提供一种永磁同步电机的转子结构，包括转子铁芯、转轴、隔磁挡板、非导磁材料以及若干第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体，所述转轴设置于所述转子铁芯的中心处，沿所述转轴外部周向设有若干矩形非导磁材料和圆形通风孔，所述转子铁芯内径向设有若干所述第一永磁体槽，所述第二永磁体槽与所述第一永磁体槽呈90度角分布，切向设有若干所述第三永磁体槽，所述永磁体槽通过空气槽隔开，每个所述永磁体槽分别放置相应的永磁体，所述第一永磁体与所述第二永磁体相切且同侧极性相同，相互平行的所述第一永磁体同侧极性相反，所述第三永磁体切向排布，同侧极性相同。
5.上述技术方案中，电机转子为4极结构，每极含有一对所述第一永磁体、一对所述第二永磁体，一个所述第三永磁体。
6.上述技术方案中,所述第一永磁体个数为八个；所述第二永磁体个数为八个；所述第三永磁体个数为四个，所述第一永磁体与所述第二永磁体夹角为90
°
。
7.上述技术方案中，所述非导磁材料的个数为四个，所述圆形通风孔的个数为十六个。
8.本发明取得以下技术效果：转子采用混合磁路结构，增加了结构强度，提高了气隙磁场的正弦性，隔磁挡板减小电机的漏磁，非导磁材料进一步增强了电机转子的结构强度，改善了气隙磁密的波形，使气隙磁场更接近于正弦分布，气隙磁场的波形畸变率变小，减小了转矩脉动，降低了电机运行时的震动和噪声，提高了电机运行时的稳定性，并且，由于谐波含量的降低，减少了电机损耗，永磁体下方开有通风孔，通入冷却气体，能够有效的抑制永磁体的温升，使永磁体不会由于温度过高而产生不可逆退磁，提高了电机的效率。
附图说明
9.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所
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。
10.图1是本发明一种永磁同步电机转子结构示意图。
11.图2是本发明一极下对应的永磁同步电机转子区域的结构示意图
12.附图标记说明：1-转子铁芯；2-转轴；3-第一永磁体；4-第二永磁体；5-第三永磁体；6-通风孔；7-隔磁挡板；8-非导磁材料；9-空气槽。
具体实施方式
13.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
14.本发明的目的是提供一种永磁同步电机的转子结构，以解决现有技术存在的问题，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
15.如图1-图2所示：本实例提供了一种永磁同步电机的转子结构，包括转子铁芯1、转轴2以及若干第一永磁体3、第二永磁体4、第三永磁体5和通风孔6。
16.具体地，转轴2设置于所述转子铁芯1的中部并与转子铁芯1紧密相接，沿转轴2外部周向设有若干矩形非导磁材料和圆形通风孔，转子铁芯1内径向设置若干第一永磁体槽，第二永磁体槽与第一永磁体槽呈90度角分布，切向设置若干第三永磁体槽，所述永磁体槽通过空气槽9隔开，每个永磁体槽分别放置相应的永磁体，所述第一永磁体3与第二永磁体4相切且同侧极性相同，相互平行的所述第一永磁体3同侧极性相反，第三永磁体5切向排布，同侧极性相同。
17.电机转子为4极结构，每极设置有两个径向分布的第一永磁体3、两个与第一永磁体3呈90
°
夹角的第二永磁体4和一个切向分布的第三永磁体5，每极永磁体嵌隔磁挡板。具体地，第一永磁体3个数优选为八个，呈分段式径向排列在第二永磁体的两侧，第二永磁体4个数优选为八个，与第一永磁体通过空气隙隔开夹角为90
°
；第三永磁体5个数优选为四个，排列在第二永磁体的中间测。
18.本实施例采用混合磁路结构，集中了径向式和切向式磁路结构的优点，增加了结构强度，相邻的第一永磁体3、第二永磁体4和第三永磁体5并联提供磁动势，提高了气隙的基波，隔磁挡板减小电机的漏磁，非导磁材料进一步增强了电机转子的结构强度，改善了气隙磁密的波形，使气隙磁场更接近于正弦分布，气隙磁场的波形畸变率变小，减小了转矩脉动，降低了电机运行时的震动和噪声，提高了电机运行时的稳定性，并且，由于谐波含量的降低，减少了电机损耗，永磁体下方开有通风孔，通入冷却气体，能够有效的抑制永磁体的温升，使永磁体不会由于温度过高而产生不可逆退磁，提高了电机的效率。
19.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内
容不应理解为对本发明的限制。


技术特征：
1.一种新型永磁同步电机转子结构，其特征在于：包括转子铁芯、转轴、隔磁挡板、非导磁材料以及若干第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体，所述转轴设置于所述转子铁芯的中心处，沿所述转轴外部周向设有若干矩形非导磁材料和圆形通风孔，所述转子铁芯内径向设有若干所述第一永磁体槽，所述第二永磁体槽与所述第一永磁体槽呈90度角分布，切向设有若干所述第三永磁体槽，所述永磁体槽通过空气槽隔开，每个所述永磁体槽分别放置相应的永磁体，所述第一永磁体与所述第二永磁体相切且同侧极性相同，相互平行的所述第一永磁体同侧极性相反，所述第三永磁体切向排布，同侧极性相同。2.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于：电机转子为4极结构，每极含有一对所述第一永磁体、一对所述第二永磁体，一个所述第三永磁体。3.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于：所述第一永磁体个数为八个；所述第二永磁体个数为八个；所述第三永磁体个数为四个，所述第一永磁体与所述第二永磁体夹角为90
°
。4.根据权利要求1所述的永磁同步电机的转子结构，其特征在于：所述非导磁材料的个数为四个，所述圆形通风孔的个数为十六个。

技术总结
本发明提供了一种永磁同步电机的转子结构，包括转子铁芯、转轴、第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体、隔磁挡板、非导磁材料和通风孔。电机转子为4级结构，每极下第一永磁体径向分布，内侧极性相同，第二永磁体与第一永磁体通过空气槽隔开呈90度角分布，内侧极性相同，第三永磁体切向分布，同侧极性相同；每极永磁体嵌有隔磁挡板；通风孔关于直轴对称，提供良好的散热性能。本发明减少了气隙中的谐波分量和转矩脉动，提高了电机运行的稳定性，增强了转子结构强度。转子结构强度。转子结构强度。


技术研发人员：陶大军 杨博
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2022.04.19
技术公布日：2022/6/10