[發(fā)明專利]一種混合不對(duì)稱的永磁轉(zhuǎn)子

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410450048.2
• 申請(qǐng)日: 2014-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN104167844B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付興賀;王標(biāo);林明耀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02K1/27
• 分類號(hào): H02K1/27;H02K29/03
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種混合不對(duì)稱的永磁轉(zhuǎn)子，屬于電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著稀土永磁材料的上漲，永磁轉(zhuǎn)子的制造成本增加。傳統(tǒng)的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)雖然采用高性能的永磁材料，獲得高磁能密度，卻未能完全利用永磁材料，造成資源浪費(fèi)；在獲得高磁能密度的同時(shí)，傳統(tǒng)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)會(huì)使電機(jī)產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，這使得工作中的電機(jī)振動(dòng)，有噪音，運(yùn)行不穩(wěn)定，同時(shí)會(huì)影響電機(jī)的運(yùn)行效率。

采用混合不對(duì)稱的永磁轉(zhuǎn)子，部分永磁體采用剩磁密度低，價(jià)格便宜的永磁材料，對(duì)氣隙磁密的大小沒造成太大影響，還可進(jìn)一步優(yōu)化氣隙磁密，在獲得高磁能密度的同時(shí)，使氣隙磁密波形進(jìn)一步接近正弦波，得到正弦的反電動(dòng)勢(shì)，也在一定程度上減小了轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和齒槽轉(zhuǎn)矩。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種混合不對(duì)稱的永磁轉(zhuǎn)子，可以降低永磁電機(jī)的制造成本，同時(shí)獲得正弦的反電動(dòng)勢(shì)，較小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。

技術(shù)方案：一種混合不對(duì)稱的永磁轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體，轉(zhuǎn)軸穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯的軸孔，并與轉(zhuǎn)子鐵芯緊固在一起，永磁體貼在轉(zhuǎn)子鐵芯的表面或內(nèi)嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯中；其中，永磁體包括釹鐵硼材料的N極永磁體和S極永磁體，還包括鐵氧體材料的N極永磁體和S極永磁體；

永磁轉(zhuǎn)子的每極永磁體沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯的圓周設(shè)置，形成多級(jí)環(huán)形永磁結(jié)構(gòu)；永磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)N極永磁體由一塊釹鐵硼材料的N極永磁體和兩塊鐵氧體材料的N極永磁體拼接而成，其中兩塊鐵氧體材料的N極永磁體沿永磁轉(zhuǎn)子圓周方向分別設(shè)置在釹鐵硼材料的N極永磁體的兩側(cè)；永磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)S極永磁體由一塊釹鐵硼材料的S極永磁體和兩塊鐵氧體材料的S極永磁體拼接而成，其中兩塊鐵氧體材料的S極永磁體沿永磁轉(zhuǎn)子圓周方向分別設(shè)置在釹鐵硼材料的S極永磁體的兩側(cè)；

所述轉(zhuǎn)子鐵芯表面的永磁體沿轉(zhuǎn)軸軸向采用分段式結(jié)構(gòu)設(shè)置；每段永磁體中的每極永磁體對(duì)應(yīng)的圓心角、內(nèi)外徑、軸向長(zhǎng)度相等，每極永磁體中鐵氧體材料的永磁體和釹鐵硼材料的永磁體的圓心角比為1∶15-20；相鄰兩段永磁體中相鄰的兩個(gè)N極永磁體沿轉(zhuǎn)軸軸向相互對(duì)齊，相鄰兩段永磁體中相鄰的兩個(gè)S極永磁體沿轉(zhuǎn)軸軸向相互對(duì)齊；其中，相鄰兩段永磁體中相鄰的兩個(gè)N極釹鐵硼材料的永磁體沿同一轉(zhuǎn)軸方向依次錯(cuò)位相同角度，相鄰兩段永磁體中相鄰的兩個(gè)S極釹鐵硼材料的永磁體沿同一轉(zhuǎn)軸方向依次錯(cuò)位相同角度；其中，相鄰兩極永磁體中，各段永磁體錯(cuò)位方向一致。

進(jìn)一步的，所述釹鐵硼材料的N極永磁體和S極永磁體以及鐵氧體材料的N極永磁體和S極永磁體均為沿徑向充磁的瓦形永磁體。

進(jìn)一步的，所述永磁體沿轉(zhuǎn)軸軸向分為三段。

有益效果：本發(fā)明提出了一種混合不對(duì)稱的永磁轉(zhuǎn)子，采用價(jià)格便宜的鐵氧體永磁體材料替代部分高性能的釹鐵硼永磁體材料，鐵氧體材料的永磁體和釹鐵硼材料的永磁體的圓心角比為1∶15-20，這樣不會(huì)對(duì)氣隙磁密的大小產(chǎn)生太大的影響，同時(shí)降低了電機(jī)的制造成本。

永磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)N極永磁體由一塊釹鐵硼材料的N極永磁體和兩塊鐵氧體材料的N極永磁體拼接而成，其中兩塊鐵氧體材料的N極永磁體沿永磁轉(zhuǎn)子圓周方向分別設(shè)置在釹鐵硼材料的N極永磁體的兩側(cè)，永磁轉(zhuǎn)子的每個(gè)S極永磁體結(jié)構(gòu)與每個(gè)N極永磁體相似。采用這樣的永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使每段對(duì)應(yīng)的氣隙磁密呈階梯狀，更接近正弦波；當(dāng)此結(jié)構(gòu)的永磁轉(zhuǎn)子應(yīng)用于三相交流電機(jī)中，使反電動(dòng)勢(shì)更接近正弦，便于電機(jī)采用正弦波控制。

由于轉(zhuǎn)子鐵芯表面的永磁體沿轉(zhuǎn)軸軸向采用分段式結(jié)構(gòu)設(shè)置，且相鄰兩段永磁體中相鄰的兩個(gè)N極釹鐵硼材料的永磁體沿同一轉(zhuǎn)軸方向依次錯(cuò)位相同角度，相鄰兩段永磁體中相鄰的兩個(gè)S極釹鐵硼材料的永磁體沿同一轉(zhuǎn)軸方向依次錯(cuò)位相同角度；其中，相鄰兩極永磁體中，各段永磁體錯(cuò)位方向一致。這樣的分段錯(cuò)位結(jié)構(gòu)可以整體上達(dá)到斜永磁體的效果，進(jìn)而減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和齒槽轉(zhuǎn)矩，從而避免電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)大的噪音和振動(dòng)，提高電機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性和效率。

附圖說(shuō)明

圖1為混合不對(duì)稱永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做更進(jìn)一步的解釋。

如圖1所示，一種混合不對(duì)稱的永磁轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸1、轉(zhuǎn)子鐵芯2和永磁體，轉(zhuǎn)軸1穿過(guò)轉(zhuǎn)子鐵芯2的軸孔，并與轉(zhuǎn)子鐵芯2緊固在一起，永磁體貼在轉(zhuǎn)子鐵芯2的表面。本實(shí)施例中永磁體包括兩對(duì)極永磁體，極弧系數(shù)取0.6，包括釹鐵硼材料的N極永磁體3和S極永磁體4，還包括鐵氧體材料的N極永磁體5和S極永磁體6。釹鐵硼材料的N極永磁體3和S極永磁體4以及鐵氧體材料的N極永磁體5和S極永磁體6均為沿徑向充磁的瓦形永磁體。