[發(fā)明專利]反凸極永磁磁阻電機

在審

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• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106787565A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚國俊;方磊;李浩;關(guān)月琴;殷實
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州中礦大傳動與自動化有限公司
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K21/02;H02K1/27;H02K1/16;H02K9/06
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司32206
• 代理人: 杜靜靜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電機，具體涉及一種反凸極永磁磁阻電機，屬于電機與電器領(lǐng)域。

背景技術(shù)

永磁同步電機具有結(jié)構(gòu)簡單、效率和功率密度高等優(yōu)點，是因為永磁同步電機磁鏈來源為永磁體，電機尺寸可以進一步縮小，提高了功率密度。同時電機運行于同步狀態(tài)，功率因數(shù)和效率會進一步提升，因此在電力驅(qū)動和風(fēng)力發(fā)電及電動汽車領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但是，由于常規(guī)的永磁同步電機需要依賴稀土永磁材料，其價格成本太高，而且原材料不具有可再生性。如果直接采用鐵氧體永磁材料的會大幅降低現(xiàn)有常規(guī)永磁同步電機的性能。而現(xiàn)有永磁磁阻電機雖然擺脫了對稀土材料的依賴，但是其在結(jié)構(gòu)上容易出現(xiàn)失磁，尤其是在電機重載時，失磁情況更加嚴重。此外，現(xiàn)有的永磁磁阻電機效率較低。本領(lǐng)域的技術(shù)人員一直嘗試新的方案，但是該問題一直沒有得到妥善解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明正是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，提供一種反凸極永磁磁阻電機，該技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單、效率高、避免高溫高壓退磁、具有反凸極效應(yīng)，反凸極永磁磁阻電機結(jié)合了永磁同步電機高效率和高功率密度特性，同時僅需鐵氧體永磁材料產(chǎn)生的相對微弱的永磁磁場。交軸上設(shè)計的風(fēng)洞形成了特有的反凸極特性，大幅提高了電機的抗退磁特性，同時保證了電機具有較高的效率，并且不減弱其機械強度。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下，一種反凸極永磁磁阻電機，其特征在于，所述反凸極永磁磁阻電機包括由內(nèi)向外依次包括轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子鐵芯、鐵氧體永磁體、定子繞組3、定子鐵芯1以及外殼底座,所述轉(zhuǎn)子鐵芯以沖片疊壓的形式穿過轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子鐵芯中均勻分布著永磁體安裝槽，所述鐵氧體永磁體用樹脂等粘在永磁體安裝槽中形成偶數(shù)個磁極，定子繞組為絕緣漆包線制成并均勻嵌入定子線槽中，所述定子疊片固定于電機外殼上,電機外殼含有底座、接線端等，以便電機進行安裝固定。

作為本發(fā)明的一種改進，所述定子疊片和轉(zhuǎn)子鐵芯之間設(shè)置有氣隙。

作為本發(fā)明的一種改進，其中永磁體安裝槽中的偶數(shù)個磁極，每極永磁體成下不封口的等腰梯形排列，且每極之間有等腰梯形的風(fēng)洞即空氣磁障，空氣磁障的存在不但可以提高電機凸極率，同時可以有效進行內(nèi)部通風(fēng)，降低永磁體溫度。

作為本發(fā)明的一種改進，所述等腰梯形的風(fēng)洞對稱分布在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)坐標系的交軸軸線上，等腰梯形靠近轉(zhuǎn)軸的一側(cè)是上底，靠近定子的一側(cè)是下底，且下底與氣隙不聯(lián)通。此種設(shè)計在保證了通風(fēng)的基礎(chǔ)上也保證了轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)剛度。

作為本發(fā)明的一種改進，所述空氣磁障的高度大于永磁體安裝槽的寬度，且空氣磁障的上底不超出永磁體安裝槽，以避免造成磁場畸變，影響電機效率。

作為本發(fā)明的一種改進，所述空氣磁障的兩斜邊與永磁體安裝槽設(shè)置有肋條，肋條的存在可有效提高轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)剛度同時避免了永磁體的滑動。

作為本發(fā)明的一種改進，所述轉(zhuǎn)子鐵芯為硅鋼沖片疊壓而成或者澆注成形。

作為本發(fā)明的一種改進，所述定子鐵芯上均勻分布多個定子線槽，定子槽的數(shù)量一般為3的倍數(shù)；每個定子槽中均設(shè)有定子繞組，定子繞組為漆包線繞制而成。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點，1）該技術(shù)方案整體設(shè)計巧妙、結(jié)構(gòu)緊湊；2）該技術(shù)方案對稀土材料沒有依賴性，但是依然保留了永磁同步電機的優(yōu)越性能；與現(xiàn)有的永磁磁阻電機相比，q軸深槽型空氣磁障增大了電機的凸極率，提高了電機帶載性能，同時減弱了定子勵磁電流的退磁效應(yīng)，尤其在電機重載運行時效果更明顯，此外，深槽的存在配合電機端部的散熱風(fēng)扇可以進一步降低轉(zhuǎn)子內(nèi)部溫度，降低了高溫退磁的可能性。所提出的永磁體位置分布以及和風(fēng)洞的結(jié)構(gòu)配合可以提高電機全速域的效率；3）該技術(shù)方案成本較低，便于大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的反凸極永磁磁阻電機結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明的反凸極永磁磁阻電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖；

圖3是本發(fā)明的反凸極永磁磁阻電機的功角特性曲線；

圖4是本發(fā)明的反凸極永磁磁阻電機的永磁體溫度時間曲線；

圖5是本發(fā)明的反凸極永磁磁阻電機的功率分布圖譜；

圖中：1-定子鐵芯；2-定子線槽；3-定子繞組；4-定轉(zhuǎn)子間空氣隙；5-轉(zhuǎn)子鐵芯；6-永磁體安裝槽；7-鐵氧體永磁體；8-空氣磁障；9-轉(zhuǎn)軸；10-肋條。

具體實施方式：

為了加深對本發(fā)明的理解，下面結(jié)合附圖對本實施例做詳細的說明。