永磁同步電動機及其轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種永磁同步電動機及其轉(zhuǎn)子，該永磁同步電動機包括定子及轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯、安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的磁路組件及貫穿該轉(zhuǎn)子的電機軸，所述磁路組件包括多個切向永磁體及多個徑向永磁體，所述多個切向永磁體沿轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向均勻分布，所述徑向永磁體設置在兩個相鄰的切向永磁體之間，其中相鄰兩個切向永磁體所相對的兩相鄰側(cè)，以及該相鄰兩個切向永磁體之間的對應徑向永磁體所面向定子的一側(cè)為相同極性，所述徑向永磁體的位置能夠移動。本發(fā)明永磁同步電動機具有良好的弱磁擴速能力，能夠在較高的轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)運行，且結構簡單。
【專利說明】
永磁同步電動機及其轉(zhuǎn)子
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種永磁同步電動機，尤其涉及一種具有轉(zhuǎn)子及定子的永磁同步電動機?！颈尘凹夹g】
[0002]目前現(xiàn)有的永磁同步電動機由于永磁勵磁難以調(diào)節(jié)，在功率容量有限的情況下， 存在基速以上運行弱磁擴速困難的問題，而限制了永磁同步電動機的調(diào)速范圍。
[0003]為了提高永磁同步電動機的弱磁調(diào)速范圍，國內(nèi)外學者提出多種結構的永磁同步永磁同步電動機，如混合勵磁結構、外加導磁鐵輒轉(zhuǎn)子結構、分層或分段永磁體結構、復合轉(zhuǎn)子結構、軸向疊片轉(zhuǎn)子結構、變磁阻結構等。但是這些永磁同步電動機結構都存在一些不足，如結構復雜，未達到實用等問題。
[0004]因此，需要一種改進的永磁同步電動機。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種能夠完成弱磁擴速且結構簡單的永磁同步電動機。
[0006]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯、安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的磁路組件及貫穿該轉(zhuǎn)子的電機軸，所述磁路組件包括多個切向永磁體及多個徑向永磁體，所述多個切向永磁體沿轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向均勻分布，所述徑向永磁體設置在兩個相鄰的切向永磁體之間，其中相鄰兩個切向永磁體所相對的兩相鄰側(cè)，以及該相鄰兩個切向永磁體之間的對應徑向永磁體所面向定子的一側(cè)為相同極性， 所述徑向永磁體的位置能夠移動。
[0007]進一步地，沿該轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向，所述徑向永磁體的位置靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的中心處。
[0008]進一步地，該徑向永磁體的橫截面為長方形。
[0009]進一步地，沿該轉(zhuǎn)子的軸向方向上，該轉(zhuǎn)子鐵芯的一端設有開槽，前述徑向永磁體自該開槽插入該轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)。
[0010]進一步地，所述徑向永磁體為楔形，轉(zhuǎn)子鐵芯的開槽形狀與徑向永磁體的形狀一致。
[0011]進一步地，前述電機軸在對應前述開槽處裝設有彈簧機構，該彈簧機構中的彈簧處于壓縮狀態(tài)，其一端固定，另一端抵壓開槽內(nèi)的徑向永磁體。
[0012]進一步地，當該永磁同步電動機轉(zhuǎn)子工作在較低轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子上的離心力較小，由于彈簧的彈力作用，徑向永磁體的位置保持不變。
[0013]進一步地，當永磁同步電動機運行在較高轉(zhuǎn)速時，由于徑向永磁體所受的離心力大于彈簧的彈力，徑向永磁體在離心力的作用下向外移出。
[0014]本發(fā)明解決其技術問題所采用的另一種技術方案:一種永磁同步電動機，包括定子及前述轉(zhuǎn)子。
[0015]進一步地，所述定子的定子槽內(nèi)設置有分流齒，形成專門為電樞磁動勢設置的通路。
[0016]本發(fā)明所提供的永磁同步電動機具有良好的弱磁擴速能力，能夠在較高的轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)運行，且結構簡單?！靖綀D說明】
[0017]本發(fā)明上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變的更加明顯，在附圖中相同的附圖標記始終表示相同的特征，其中:
[0018]圖1為本發(fā)明永磁同步電動機的截面結構示意圖。
[0019]圖2為本發(fā)明永磁同步電動機的轉(zhuǎn)子結構簡圖。
[0020]圖3為本發(fā)明永磁同步電動機的徑向永磁體結構示意圖。[0021 ]圖4為本發(fā)明永磁同步電動機定子分流齒示意圖。
[0022]圖5為本發(fā)明永磁同步電動機在較低轉(zhuǎn)速時的磁力線分布圖。
[0023]圖6為本發(fā)明永磁同步電動機在最高轉(zhuǎn)速時的磁力線分布圖。
[0024]附圖標號說明:轉(zhuǎn)子鐵芯1;徑向永磁體2;切向永磁體3;定子4;彈簧5;轉(zhuǎn)軸 6;分流齒7?！揪唧w實施方式】
[0025]為讓本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作詳細說明。[〇〇26]現(xiàn)在將詳細參考附圖描述本發(fā)明的實施例。現(xiàn)在將詳細參考本發(fā)明的優(yōu)選實施例，其示例在附圖中示出。在任何可能的情況下，在所有附圖中將使用相同的標記來表示相同或相似的部分。此外，盡管本發(fā)明中所使用的術語是從公知公用的術語中選擇的，但是本發(fā)明說明書中所提及的一些術語可能是
【申請人】按他或她的判斷來選擇的，其詳細含義在本文的描述的相關部分中說明。此外，要求不僅僅通過所使用的實際術語，而是還要通過每個術語所蘊含的意義來理解本發(fā)明。
[0027]圖1為本發(fā)明【具體實施方式】中的永磁同步電動機的截面結構示意圖，該永磁同步電動機，以下簡稱永磁同步電動機，包括轉(zhuǎn)子及位于轉(zhuǎn)子外圍的定子4。轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯1 及磁路組件，磁路組件又包括多個徑向永磁體2及多個切向永磁體3,該磁路組件4安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯1內(nèi)，所述多個切向永磁體3沿轉(zhuǎn)子鐵芯1的徑向均勻分布，可以設置為偶數(shù)個，優(yōu)選為6個。所述徑向永磁體2設置在兩個相鄰的切向永磁體3之間，沿轉(zhuǎn)子鐵芯1的徑向，其位置靠近轉(zhuǎn)子鐵芯1中心處。該徑向永磁體2的橫截面為長方形。
[0028]相鄰兩個切向永磁體3所相對的兩相鄰側(cè)為相同極性，該相鄰兩個切向永磁體3之間的徑向永磁體2所面向定子4的一側(cè)也為相同極性，請參考圖1，圖中以為N極舉例說明，標注了其中相鄰兩個切向永磁體3及其之間的徑向永磁體2的N極及S極位置。[〇〇29]圖2為本發(fā)明實施例的永磁同步電動機轉(zhuǎn)子結構簡圖，為了便于理解，圖2僅顯示了相鄰兩個切向永磁體3及其之間的一個徑向永磁體2。該轉(zhuǎn)子的中心安裝一電機軸6。沿該轉(zhuǎn)子的軸向方向上，該轉(zhuǎn)子鐵芯1的一端設有開槽，前述徑向永磁體2自該開槽插入轉(zhuǎn)子鐵芯1內(nèi)。電機軸6在對應開槽處裝設有彈簧機構，彈簧機構中的彈簧5處于壓縮狀態(tài)，其一端固定，另一端抵壓開槽內(nèi)的徑向永磁體2。
[0030]圖3為本發(fā)明實施例的永磁同步電動機徑向永磁體2結構示意圖，本發(fā)明中徑向永磁體2的立體結構為楔形。插入端為尖頭狀，轉(zhuǎn)子鐵芯1的開槽形狀與徑向永磁體2的形狀一致。[〇〇31]當永磁同步電動機工作在較低轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子上的離心力較小，由于彈簧5的彈力作用，徑向永磁體2的位置保持不變。此時，永磁同步電動機的氣隙磁密主要由切向永磁體3提供，依據(jù)如前所述徑向永磁體2與其相鄰兩側(cè)的切向永磁體3的極性設置方式，可利用徑向永磁體2產(chǎn)生的漏磁，使轉(zhuǎn)子鐵芯1內(nèi)側(cè)的磁路較為飽和，減小切向永磁體3在轉(zhuǎn)子鐵芯1內(nèi)側(cè)的漏磁，增大了切向永磁體3產(chǎn)生的主磁通，同時徑向永磁體本身也可提供一些主磁通， 增大了永磁同步電動機在低速運行時的氣隙磁密，增大了永磁同步電動機的效率，并且該結構還具有良好的機械強度。
[0032]當永磁同步電動機運行在較高轉(zhuǎn)速時，由于徑向永磁體2所受的離心力大于彈簧5 的彈力，徑向永磁體2在離心力的作用下向外移出，導致切向永磁體3內(nèi)側(cè)的漏磁增大，永磁同步電動機的主磁通減小，使得永磁同步電動機的轉(zhuǎn)速可以進一步上升，達到弱磁擴速的作用。
[0033]本發(fā)明在永磁同步電動機定子槽內(nèi)設置有分流齒7,圖4為分流齒7示意圖。分流齒 7可以看作是是專門為電樞磁動勢設置的通路，該通路磁阻小，直軸電樞磁動勢在該通路會產(chǎn)生很大的直軸去磁磁通，抵消大部分勵磁磁通，減小定子繞組匝鏈，進而實現(xiàn)寬弱磁擴速的目的。
[0034]圖5和圖6分別是永磁同步電動機工作在較低轉(zhuǎn)速時的磁力線分布圖和永磁同步電動機工作在最高轉(zhuǎn)速時的磁力線分布圖，通過對兩幅磁力線分布圖的比較，可以驗證，隨著永磁同步電動機轉(zhuǎn)速的提高，永磁同步電動機的主磁通由于徑向永磁體2位置的移動而減小，本發(fā)明所提供的永磁同步電動機具有良好的弱磁擴速能力，能夠在較高的轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)運行。[〇〇35]以上結合具體實例描述了本發(fā)明的技術原理。這些描述只為了解釋本發(fā)明的技術原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案保護的范圍內(nèi)。
【主權項】
1.一種永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯、安裝在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的磁路組件及 貫穿該轉(zhuǎn)子的電機軸，其特征在于:所述磁路組件包括多個切向永磁體及多個徑向永磁體， 所述多個切向永磁體沿轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向均勻分布，所述徑向永磁體設置在兩個相鄰的切向 永磁體之間，其中相鄰兩個切向永磁體所相對的兩相鄰側(cè)，以及該相鄰兩個切向永磁體之 間的對應徑向永磁體所面向定子的一側(cè)為相同極性，所述徑向永磁體的位置能夠移動。2.如權利要求1所述的永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于:沿該轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向，所述 徑向永磁體的位置靠近轉(zhuǎn)子鐵芯的中心處。3.如權利要求2所述的永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于:該徑向永磁體的橫截面為長 方形。4.如權利要求1所述的永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于:沿該轉(zhuǎn)子的軸向方向上，該 轉(zhuǎn)子鐵芯的一端設有開槽，前述徑向永磁體自該開槽插入該轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)。5.如權利要求4所述的永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述徑向永磁體為楔形，轉(zhuǎn) 子鐵芯的開槽形狀與徑向永磁體的形狀一致。6.如權利要求5所述的永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于:前述電機軸在對應前述開槽 處裝設有彈簧機構，該彈簧機構中的彈簧處于壓縮狀態(tài)，其一端固定，另一端抵壓開槽內(nèi)的 徑向永磁體。7.如權利要求6所述的永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于:當該永磁同步電動機轉(zhuǎn)子工 作在較低轉(zhuǎn)速時，轉(zhuǎn)子上的離心力較小，由于彈簧的彈力作用，徑向永磁體的位置保持不變。8.如權利要求7所述的永磁同步電動機轉(zhuǎn)子，其特征在于:當永磁同步電動機運行在較 高轉(zhuǎn)速時，由于徑向永磁體所受的離心力大于彈簧的彈力，徑向永磁體在離心力的作用下 向外移出。9.一種永磁同步電動機，包括定子及如權利要求1至8中任意一項中的所述轉(zhuǎn)子。10.如權利要求9所述的永磁同步電動機，其特征在于:所述定子的定子槽內(nèi)設置有分 流齒，形成專門為電樞磁動勢設置的通路。
【文檔編號】H02K1/27GK106026467SQ201610630884
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月4日
【發(fā)明人】田玉冬, 姜春輝
【申請人】上海電機學院