[發明專利]一種內置永磁式無刷直流電機的定子轉子結構

有效

• 申請號: 201410340311.2
• 申請日: 2014-07-16
• 公開（公告）號: CN104104168A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 林明耀;徐磊;李紅艷
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/16;H02K29/03
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種高效內置永磁式無刷直流電機定轉子結構，屬于電機技術領域。

背景技術

能源緊張是全世界共同關注的問題，節能是當今世界發展的主題；目前工業用電動機消耗全世界發電量的30％-40％，因此提高工業用電動機的效率能夠實現明顯的節能效果。永磁無刷直流電機由于采用永磁勵磁，且在穩定運行時沒有轉子電阻損耗，進而可以因總損耗降低而減小風扇(小容量電機甚至可以去掉風扇)和相應的風摩耗，從而具有很大的效率提高空間和優勢。針對永磁無刷直流電機的特性，通過定轉子結構優化設計可以提高永磁無刷直流電機的效率。

內置“V”字形永磁式無刷直流電機的工作原理是,定子的電勵磁產生的旋轉磁場，與轉子中內置的永磁體產生的磁場相互作用使得轉子轉動；由于永磁體被嵌入轉子，轉子表面相對較光滑，具有凸極效應，但導致漏磁系數較大，氣隙磁通相對較小，永磁體利用率較低。通常在轉子上設置隔磁橋、輔助槽等方式，減少漏磁；但是不合理的隔磁橋和輔助槽的設置，不僅導致電機固有性能的下降，還可能帶來更大的轉矩波動和噪音；因此，合理的設置永磁體的位置、隔磁橋及輔助槽對提高電機效率及電機動態性能具有積極的意義。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種內置永磁式無刷直流電機的定子轉子結構，它不僅能夠提高內置“V”字形永磁無刷直流電機的效率，而且能夠減少輸出轉矩波動。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：一種內置永磁式無刷直流電機的定子轉子結構，包括定子和轉子，所述轉子內置于定子內，所述轉子上沿周向設置有一個以上“V”字形槽(2)，且所述“V”字形槽的開口指向定子；相鄰的兩個“V”字形槽的開口端之間通過連通拱形槽(4)連通，且每個“V”字形槽的開口端向內的方向上設置有兩個對稱的縫隙槽(5)；每個“V”字形槽(2)的左右兩槽內放置有極性相同的永磁體(6)，且該永磁體(6)的磁化方向垂直永磁體面，而相鄰的“V”字形槽的永磁體的極性相反；所述連通拱形槽(4)底部設有限制永磁體(6)移動的傾斜斜面(7)；所述定子(8)的外圓采用九邊形不規則切邊處理，并且采用三相分數槽集中式繞組結構。

進一步地：所述“V”字形槽與開口相對的另一端底部設置有加強筋(3)。

優選的：所述連通拱形槽(4)為拱形橋結構，包括拱形橋外側圓弧和拱形橋內側圓弧，所述拱形橋外側圓弧與轉子圓弧平行，而所述拱形橋內側圓弧與傾斜斜面(7)相連接；所述傾斜斜面(7)向永磁體(6)一側傾斜，且所述傾斜斜面(7)與永磁體(6)端部成α夾角。

優選的：所述縫隙槽(5)的外側、內側弧線均與轉子圓弧平行。

優選的：所述九邊形不規則切邊處理是指在定子齒對應的定子軛部外圓上切成圓弧凹陷形式的圖形。

優選的：所述轉子(1)由沖壓成型的圓形薄硅鋼片疊壓而成；所述定子(8)由沖壓成型的圓形薄硅鋼片疊壓而成；所述永磁體(6)由永磁磁鋼制成，該永磁磁鋼的磁化方向垂直于永磁磁鋼面。

優選的：所述“V”字形槽(2)的個數為6個；所述的“V”字形槽(2)底部的加強筋(3)的寬度與永磁體(6)的寬度比為1：0.9-1.23。

優選的：所述拱形橋外側圓弧與轉子圓弧的垂直距離為0.5mm；所述拱形橋內側圓弧頂端與拱形橋外側圓弧之間的垂直距離為0.7-1.3mm；所述α夾角為0-60°。

優選的：所述縫隙槽(5)外側弧與轉子外圓弧垂直距離為0.5mm；槽寬為0.25mm，槽弧長為2.67mm。

本發明提供的一種內置永磁式無刷直流電機的定子轉子結構，相比現有技術，具有以下有益效果：

1.由于“V”字形左右兩側端部設置有連通相鄰“V”字形的連通槽，同時該“V”字形端部向內側開有兩條相對的縫隙槽，該縫隙槽用來調整磁通路徑，因此通過優化該縫隙槽的長度和寬度及“V”字形底部加強筋的寬度和長度，減少漏磁，提高電機效率。

2.定子采用三相分數槽集中式繞組，降低了繞組用銅量，減少銅耗和降低了齒槽轉矩，減小振動和噪聲。

3.由于加強筋的寬度越小，該部位的磁阻便越大，因此“V”字形槽底部設置有加強筋，越能起到限制漏磁通，但是加強筋過小會導致硅鋼片機械強度變差，其寬度與永磁體的寬度比為1：0.9-1.23。

4.由于設置有傾斜斜面，因此能夠限制永磁磁鋼的移動。

5.由于縫隙槽弧長長度為2.67mm，寬度為0.25mm，此時漏磁減少效果明顯，且轉子機械強度大。