[發明專利]永磁輔助同步磁阻電機及其安裝方法

有效

• 申請號: 201210056143.5
• 申請日: 2012-03-05
• 公開（公告）號: CN102761221A
• 公開（公告）日: 2012-10-31
• 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: H02K21/14
• 分類號: 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安裝方法。

背景技術

內置式永磁同步電機是一種在轉子內側放置一層永磁體，利用永磁轉矩和磁阻轉矩的電機，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，因此該種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內置式永磁同步電機二者的優勢，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為電機磁極的對數，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，是由連接各永磁鐵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。通過增加第二項中間的Ψ_PM以及通過提高電機d軸與q軸電感的差值(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。永磁輔助同步磁阻電機作為永磁同步電機和同步磁阻電機的結合體，最大限度的利用了電機的磁阻轉矩，并采用永磁轉矩進行輔助，綜合了兩種電機的優點，其電機效率和功率因數都較高，因此越來越得到重視。

定子采用集中繞組的永磁電機，由于其優越的低頻性能，在空調壓縮機等注重電機低頻性能的領域得到了廣泛應用。中國發明專利申請CN96110043.5提出將永磁輔助式同步磁阻電機的永磁體層間距離設置保證大于定子齒靴寬度的1/3，可以保證電機q軸電感不發生明顯下降。經過實際研究分析，CN96110043.5中提出的以上規律對于采用集中繞組的電機并不適合。因此需要對采用集中繞組的永磁輔助同步磁阻電機的定、轉子的結構優化設計，提出提高電機效率的方法。

發明內容

本發明目的在于提供一種永磁輔助同步磁阻電機及其安裝方法。該永磁輔助同步磁阻電機提高磁阻轉矩的利用，進而提高電機的效率。

本發明提供了一種永磁輔助同步磁阻電機，包括：定子，所述定子包括定子鐵心和集中繞組，所述定子鐵心具有多個凸形磁極，每兩個相鄰的凸形磁極之間形成一個定子槽，所述集中繞組位于所述定子槽內，所述凸形磁極具有磁極齒和位于所述磁極齒端部的齒靴，所述齒靴的寬度T大于所述磁極齒的寬度Lc；轉子，包括轉子鐵心和多個永磁體組，其中，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，每個永磁體組包括分別設置于對應的永磁體槽內的永磁體，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，每個永磁體組內相鄰兩層永磁體之間的層間最小距離g與所述齒靴的寬度T滿足以下關系：

進一步地，每個永磁體組內相鄰兩層永磁體之間形成導磁通道，靠近所述轉子外周的所述導磁通道的末端寬度G大于所述定子槽的槽口寬度W。

進一步地，所述轉子的相鄰兩個永磁體組之間的極間寬度A與所述磁極齒的寬度Lc滿足以下關系：6P×A/(Lc×S)＝K，0.15≤K≤0.85，其中，P為所述永磁輔助同步磁阻電機的極對數，S為所述永磁輔助同步磁阻電機的定子槽數。

進一步地，其特征在于，0.2≤K≤0.8。

進一步地，所述轉子的高度L1大于所述定子的高度L2。

進一步地，所述轉子的高度L1與所述定子的高度L2的比值小于或者等于1.4。

進一步地，每個永磁體組內的各永磁體的剩余磁通密度為0.2T至0.6T之間的任意一值。

進一步地，每個齒靴沿周向的末端削尖形成銳化末端。

進一步地，所述轉子的外徑D1與所述定子的外徑D2的比值為0.55至0.65之間的任意一值。

進一步地，所述永磁體的形狀是弧形或方塊形。

進一步地，所述永磁體槽的形狀是弧形或U形或V形。