一种高速永磁电机转子结构的制作方法

1.本实用新型涉及永磁电机技术领域，尤其涉及一种高速永磁电机转子结构。


背景技术：

2.高速永磁同步电机是目前新能源汽车驱动电机的发展方向，高速永磁同步电机具有功率密度高、节能效率高、功率因数高等特点，是替代传统异步电机的最佳选择，如何降低永磁电机的振动和噪声，成了人们关注的焦点。
3.当永磁同步电机转子冲片设计不合理时，会导致气隙磁场中含有大量的谐波，使反电势波形的质量变差，此外，谐波磁场和谐波电流的存在也会产生附加的转矩波动，从而使电机的振动和噪声增大。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种高速永磁电机转子结构，以达到削弱谐波含量、降低齿槽转矩、抑制电机的振动和噪声的目的。
5.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
6.本实用新型一种高速永磁电机转子结构，包括若干硅钢片叠压而成的转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯的内部设置有多组磁钢槽且呈圆周均布，所述永磁体安装到所述磁钢槽内，所述转子铁芯的中间位置设有转子轴孔，所述转子轴孔与每组所述磁钢槽之间设置有多个三角形减重孔；每组磁钢槽包括一个“v”字形型磁钢槽和一个“一”字形磁钢槽，所述“v”字形型磁钢槽通过两个对称布置的“一”字形磁钢槽组成。
7.优选的，所述磁钢槽的数量设置为2p个，所述p为永磁电机极对数；所述三角形减重孔的数量与所述磁钢槽的数量一致。
8.优选的，所述转子铁芯的边缘环形均匀分布了2p个凸起结构，所述凸起结构包含一段偏心圆弧、两段正圆弧和两段直线，所述偏心圆弧的两端通过两段直线与两侧的正圆弧连接在一起。
9.优选的，所述转子铁芯的圆心为0点，所述正圆弧的圆心为0点；所述凸起结构的偏心圆弧的圆心为0’点，2p个所述凸起结构的偏心圆弧分布在同一个圆周上。
10.优选的，所述磁钢槽分布的位置与所述凸起结构一一对应。
11.优选的，所述凸起结构的偏心圆弧采用不均匀气隙，其中最小气隙δ
min
为转子外径到定子内径之间的最小距离，最大气隙δ
max
为最小气隙δ
min
的倍数，将两者的比值定义为δ
max
/δ
min
＝δ。
12.优选的，所述转子铁芯内部的“一”字型磁钢槽位置的上方开设有三组“八”字形孔，所述“八”字形孔以“v”字型磁钢槽的中线左右对称分布。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果：
14.本实用新型公开了一种高速永磁电机转子结构，由若干硅钢片叠压而成的转子铁芯、永磁体、转子轴孔、三角形的减重孔几部分组成。在整个转子铁芯内部均匀分布了2p个
磁钢槽，为了保证转子冲片可靠性，磁钢槽中间留有隔磁桥；在整个永磁电机转子铁芯的边缘环形均匀分布了2p个凸起结构。本实用新型布局巧妙，通过调整转子边缘圆弧比值δ的大小，以及三组“八”字形孔的位置和大小，来改变转子外圆极靴的形状，从而改变永磁体磁力线的走向，使反电势波形趋于正弦化，能够有效地降低谐波含量，降低电机齿槽转矩，可有效地抑制永磁电机的振动和噪声，提升电机综合运行指标。
附图说明
15.下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。
16.图1为本实用新型高速永磁电机转子结构主视图；
17.图2为本实用新型高速永磁电机转子结构局部放大图；
18.图3为本实用新型电机的反电势波形图；
19.图4为本实用新型电机的齿槽转矩波形图；
20.图5为传统永磁电机反电势波形图；
21.图6为传统永磁电机齿槽转矩波形图；
22.附图标记说明：1、转子铁芯；2、永磁体；3、转子轴孔；4、减重孔；5、转子外径；6、定子内径。
具体实施方式
23.如图1-4所示，一种高速永磁电机转子结构，包括若干硅钢片叠压而成的转子铁芯1和永磁体2，所述转子铁芯1的内部设置有多组磁钢槽且呈圆周均布，所述永磁体2安装到所述磁钢槽内，所述转子铁芯1的中间位置设有转子轴孔3，所述转子轴孔3与每组所述磁钢槽之间设置有多个三角形减重孔4；每组磁钢槽包括一个“v”字形型磁钢槽和一个“一”字形磁钢槽，所述“v”字形型磁钢槽通过两个对称布置的“一”字形磁钢槽组成。
24.具体的，所述磁钢槽的数量设置为2p个，所述p为永磁电机极对数；所述三角形减重孔4的数量与所述磁钢槽的数量一致。
25.具体的，所述转子铁芯1的边缘环形均匀分布了2p个凸起结构，所述凸起结构包含一段偏心圆弧、两段正圆弧和两段直线，所述偏心圆弧的两端通过两段直线与两侧的正圆弧连接在一起。所述转子铁芯1的圆心为0点，所述正圆弧的圆心为0点；所述凸起结构的偏心圆弧的圆心为0’点，2p个所述凸起结构的偏心圆弧分布在同一个圆周上。所述磁钢槽分布的位置与所述凸起结构一一对应。
26.具体的，所述凸起结构的偏心圆弧采用不均匀气隙，其中最小气隙δ
min
为转子外径5到定子内径6之间的最小距离，最大气隙δ
max
为最小气隙δ
min
的倍数，将两者的比值定义为δ
max
/δ
min
＝δ。所述转子铁芯1内部的“一”字型磁钢槽位置的上方开设有三组“八”字形孔，所述“八”字形孔以“v”字型磁钢槽的中线左右对称分布。最小气隙是保证转子在旋转时不与定子发生摩擦，以免造成扫膛，烧坏电机。通过调整转子边缘圆弧部分比值δ的大小，以及三组“八”字形孔的位置和大小，来改变转子外圆极靴的形状，从而改变永磁体磁力线的走向，使反电势波形趋于正弦化。
27.本实用新型的使用过程如下：
28.首先，实施例1：具体的，本实施例为8极电机(即p＝4)，永磁电机额定功率为30kw，
采用y2系列异步电机的标准定子冲片，其中2-永磁体所使用的磁钢牌号为钕铁硼n38sh，剩磁密度br为1.23t。通过调整凸起结构偏心圆弧部分比值δ的大小，来改变转子外圆极靴的形状，从而改变永磁体磁力线的走向，使反电势波形趋于正弦化，其中偏心圆弧部分不均匀气隙的比值δ＝2.5。
29.如图5所示，为未采用本结构的传统永磁电机反电势波形图，该波形正弦畸变率为15.65％；如图3所示，为采用本实用新型转子结构时电机的反电势波形图，该波形正弦畸变率为2.85％；如图4所示，为采用本实用新型转子结构时电机的齿槽转矩波形图，该波形齿槽转矩的大小为3.8n
·
m；如图6所示，为未采用本结构的传统永磁电机齿槽转矩波形图，该波形齿槽转矩的大小为12.6n
·
m；通过对反电势波形图和齿槽转矩波形图的比较可以看出，采用本设计的转子冲片结构能够使反电势波形正弦化，降低电机齿槽转矩，可有效地抑制永磁电机的振动和噪声，提升电机综合运行指标。
30.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。