[發明專利]永磁輔助同步磁阻電機及其轉子以及該電機的組裝方法

無效

• 申請號: 201210056090.7
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102801236A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 黃輝;胡余生;陳東鎖;肖勇;曾學英
• 申請（專利權）人: 珠海格力節能環保制冷技術研究中心有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K21/14;H02K15/00;H02K15/03
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;余剛

技術領域

本發明涉及電機領域，更具體地，涉及一種永磁輔助同步磁阻電機及其轉子以及該電機的組裝方法。

背景技術

內置式永磁同步電機(IPM)是一種在轉子內側放置一層永磁體，主要利用永磁轉矩、磁阻轉矩為輔助的電機，其主要通過提高永磁體的性能來提高電機性能，常見的做法是內置稀土類永磁體。但是，稀土是不可再生資源，其價格昂貴，因此內置式永磁同步電機更廣泛的應用受限。

為了節約稀有金屬資源，減輕環境負擔，結合同步磁阻電機與IPM電機二者的優勢，開發使用少量稀土或者不用稀土的永磁輔助同步磁阻電機是大勢所趨。永磁輔助同步磁阻電機的電磁轉矩由磁阻轉矩與永磁轉矩構成，其電磁轉矩公式如下：

T＝p(L_d-L_q)i_di_q+pΨ_PMi_q

上式中第一項為磁阻轉矩，第二項為永磁轉矩。其中p為電機極對數，Ψ_PM為轉子永磁體在定子繞組上產生的磁鏈，Ld、Lq分別為d軸和q軸電感，i_d、i_q是定子電流空間矢量在d軸、q軸方向上的分量。其中，d軸方向為轉子磁場的方向，是由連接各永磁體中心和轉子中心的方向加以確定的；q軸方向是由連接相鄰極間的分界和轉子中心的方向加以確定的。通過增加第二項中的Ψ_PM以及通過提高電機d軸、q軸電感差值(提高q軸電感或減小d軸電感)都可以實現電機輸出轉矩的提高。

但是，現有的內置式永磁同步電機中，磁阻轉矩利用率很低，內置式永磁同步電機轉矩的主要構成部分為永磁轉矩，這就導致采用低磁性能永磁體的內置式永磁同步電機的單位電流產生的電磁轉矩較小，電機工作電流大，進而增大了內置式永磁同步電機退磁的風險。

為了解決上述問題，現有技術的內置式永磁同步電機中通常采用以下方法來保證電機具有足夠的抗退磁能力，如：采用高矯頑力的永磁材料、增大永磁體使用量等。這些方法雖能在一定程度上提升內置式永磁同步電機的抗退磁能力，但同時也帶來了內置式永磁同步電機制造成本的增長。

發明內容

本發明目的在于提供一種緩解弧形永磁體中間內表面退磁問題，防止永磁體在永磁體槽內發生滑動并提高永磁體利用率的永磁輔助同步磁阻電機及其轉子以及該電機的組裝方法。

本發明提供了一種永磁輔助同步磁阻電機的轉子，包括：轉子鐵心，在所述轉子鐵心上以所述轉子的軸心為圓心按圓周方向均勻分布多個永磁體槽組，每個永磁體槽組包括至少兩層永磁體槽，所述永磁體槽將所述轉子鐵心分隔為多個鐵心層，所述轉子鐵心在每個所述永磁體槽的兩端具有連接相鄰兩個鐵心層的磁橋；多個永磁體組，每個永磁體組包括分別配合地嵌入在相應的永磁體槽組的永磁體槽中的至少兩層永磁體，每個永磁體組內的各永磁體為同一極性，相鄰的兩個永磁體組極性相反；其中所述永磁體槽為寬度從中間至兩端逐漸減小的弧形槽，所述永磁體的內弧和外弧的彎曲曲率一致。

進一步地，所述永磁體為燒結釹鐵硼永磁體。

進一步地，所述轉子鐵心采用軟磁材料通過鑄造形成一個整體。

進一步地，所述永磁體槽組的最外層的永磁體槽兩端的磁橋厚度最小，最內層永磁體槽兩端的磁橋厚度最大，且由外至內各層永磁體槽兩端的磁橋厚度依次遞增。

進一步地，所述永磁體槽組具有三層永磁體槽，三層永磁體槽的磁橋厚度滿足如下條件：2Lb≥Lc≥1.2Lb，且2La≥Lb≥1.1La，其中La、Lb和Lc分別為外層、中間層和內層的永磁體槽兩端的磁橋厚度。

進一步地，所述永磁體槽組具有兩層永磁體槽，兩層永磁體槽的磁橋厚度滿足如下條件：2La≥Lb≥1.1La，其中La、Lb分別為外層和內層的永磁體槽兩端的磁橋厚度。

本發明還提供了一種永磁輔助同步磁阻電機，包括定子和由所述定子環繞的可轉動的轉子，其中所述轉子為前述的永磁輔助同步磁阻電機的轉子。

本發明還提供了一種永磁輔助同步磁阻電機的組裝方法，包括以下步驟：步驟一，將永磁體插入轉子鐵心中的永磁體槽，使所述永磁體槽為寬度從中間至兩端逐漸減小的弧形槽，且所述永磁體的內弧和外弧的彎曲曲率一致；步驟二，將轉子鐵心兩端用擋板封蓋，從而將永磁體固定在永磁體槽中；步驟三，將封蓋好的轉子鐵心放置于定子中，并蓋合好電機外殼。