[發明專利]一種外轉子同步磁阻電機轉子

有效

• 申請號: 201310710636.0
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103701236A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 洪濤;方衛中;朱彤華;晉兆海
• 申請（專利權）人: 杭州易泰達科技有限公司
• 主分類號: H02K1/24
• 分類號: H02K1/24
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 趙芳;徐關壽

技術領域

本發明涉及一種電機轉子，尤其涉及一種外轉子同步磁阻電機轉子。

背景技術

同步磁阻電機是一種依靠磁阻轉矩運行的電機，磁阻轉矩根源于交直軸磁阻不等的轉子結構，交直軸磁阻差異越大則磁阻轉矩越大。相較于感應電機該類電機無轉子側繞組,可獲得更高的效率,并且還有更好的調速特性。相交于永磁電機，該電機無永磁體，成本更低，并且無永磁體退磁的風險。因此該類電機在電梯、家電、車輛驅動等行業種嶄露頭角。

???專利號為CN103098346A、CN1881757B、CN101443982A、CN101039059A等專利皆提供了一種磁阻電機轉子結構和實施方法，但它們都是內轉子結構，不適用于外轉子電機。實用新型專利CN202798407U，介紹了一種外轉子結構。其轉子由導磁材料及其上的鏤空槽組成。雖能實現基本功能，但具有如下缺陷。1.該結構具備磁橋，即在轉子靠近氣隙側，有導磁材料將各導磁通道互相連接，這種結構將弱化交直軸磁阻差異，從而降低磁阻轉矩，不適用需要大功率密度的應用場合；2.該轉子結構靠近氣隙側的兩個鏤空槽之間靠細薄結構連接存在力學上的薄弱環節，其強度和剛度較差，不適合在大轉矩或大離心力的場合應用。3.該申請未闡明各導磁通道和不導磁通道厚度、寬度、分布方式的內在規律，不利于實際設計應用。這些缺陷構成了其工程應用的局限性。

發明內容

本發明提供了一種提高了磁阻轉矩、適用于大功率密度場合和大轉矩場合、加工制造方便的外轉子同步磁阻電機轉子。

為達到發明目的本發明采用的技術方案是：

一種外轉子同步磁阻電機轉子，其特征在于：包括一轉子軛，所述轉子軛上安裝有沿圓周均勻分布的偶數個磁極單元，所述磁極單元包括安裝架，所述安裝架內安裝有數個沿徑向方向依次排列的磁道，相鄰的所述磁道之間設有間隙。?這樣設置保證了沿交軸方向的磁場必須通過間隙，從而獲得很大的磁阻，直軸電感小；沿直軸方向的磁路，平行的通過磁道，導磁性良好，直軸電感小。??

進一步，所述磁道的寬度沿徑向方向從離轉子軛距離近的到離轉子軛距離遠的依次減小，所有磁道的寬度和為???????????????????????????????????????????????，其中t_s為電機定子的平均齒寬，α_p為計算極弧系數，在0.637至0.8之間，K為調整系數，在0.7~1.3之間，P為電機的極對數，Z₁為電機定子的槽數。這樣設置保證了定子和轉子的飽和程度基本相當。

進一步，所述磁道的最末端均處于同一圓的圓周上。保證磁道和電機定子構成的氣隙在徑向方向厚薄均勻。

進一步，相鄰的所述磁道之間的間隙寬度沿徑向方向從離轉子軛距離近的到離轉子軛距離遠的依次減小或依次增加。通過這種不等間距設置的方法，抑制轉子齒槽效應，從而降低轉矩波動和電機的振動和噪聲。

進一步，相鄰的所述磁道之間的間隙內填充有空氣或不導磁材料，保證相鄰磁道之間無導磁磁橋，即無漏磁磁路，從而獲得較低的交軸電感。

進一步，所述磁道在電機工作時的磁密小于2.0特斯拉。保證在磁道中不出現過飽和現象，避免?直軸電感隨電流增加而快速降低。

進一步，所述磁道和安裝架沿其對稱中線對稱設置，其橫截面形狀為U型或半圓型。橫截面形狀還可以是其它能夠完成彎曲的形狀。這樣設置能保證磁路轉向平緩。

進一步，所述磁道通過壓板壓裝在安裝架上，相鄰的所述磁道之間通過不導磁的隔板連接，以保證壓緊力通過隔板依次傳遞，并且每個隔板都能提供兩個摩擦面，能提高磁道承受轉矩的能力。

進一步，所述磁道沿安裝架軸向分段設置。分段數應以壓板的力學性能以及磁道所需的壓緊力決定，若磁道沿軸向方向長度過長，不分段設置會導致壓力不夠，壓板變形過大，分段能避免這種現象。

進一步，所述轉子軛是一沿軸向具有厚度的轉子軛，其內表面為圓柱面或平面。?以便保證磁極單元安裝方便。

本發明的有益效果：

（1）本發明是一無磁橋結構，各磁道之間無相互聯接的導磁部分，易于提高交直軸電感差異性，從而提高了磁阻轉矩，適用于需要大功率密度的應用場合。

（2）本發明無應力集中的薄弱環節，作為承載主體的各磁道的剛度和強度都能得到保障，適合在大轉矩或大離心力的場合應用。

（3）加工制造方便，單個磁極單元單獨加工完成后，再若干個拼裝，每個磁極單元結構簡單、無復雜曲面，單個零件加工方便，無需復雜工藝手段，適合工程應用。