[發明專利]一種提高永磁同步電機弱磁擴速性能的轉子結構

在審

• 申請號: 201810328802.3
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108471211A
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 溫嘉斌;郭晗;李明偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02K21/02
• 分類號: H02K21/02;H02K1/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種提高永磁同步電機弱磁擴速性能的轉子結構，包括定子沖片、轉子沖片和永磁體，轉子沖片上設置有V型永磁體結構，其技術要點是：在轉子鐵芯外表面設置有若干材料為硅鋼的導磁齒，導磁齒個數與轉子內置永磁體極數對應，導磁齒為月牙狀，內邊與轉子外表面貼合，外邊為圓弧，且圓弧的對稱軸與轉子內置V型永磁體的對稱軸重合。本發明通過在轉子外表面設置導磁齒減小了轉子磁路的直軸磁阻，增大了電機最高機械角速度，增強了電機的弱磁擴速能力，同時，轉子表面的導磁齒使定轉子間的氣隙變為不均勻氣隙，有利于改善氣隙礠密波形，降低電機的齒槽轉矩，提高電機的效率。

技術領域：

本發明涉及一種永磁電機，具體涉及一種提高永磁同步電機弱磁擴速性能的轉子結構。

背景技術：

隨著我國社會工業、經濟的發展以及重大變革，永磁同步電動機具有廣泛的應用前景，其作為各種通用機械的驅動設備，如壓縮機、水泵、破碎機及切削機床等，在冶金、石油、礦山、化工、電站等各種工礦企業中作為原動機，或作為傳動鼓風機、磨煤機、軋鋼機、卷揚機、皮帶機進行應用。在工程實際的應用中，隨著永磁材料性能的不斷提高和完善，特別是釹鐵硼永磁材料的熱穩定性和耐腐蝕性的改善和價格的逐步降低，促進了永磁同步電動機在國防、工農業生產和日常生活中的廣泛應用，使永磁同步電動機的研究開發進入一個新的階段。

驅動電機作為電動汽車的核心部件它的性能優劣直接對電動汽車的整車性能產生重要影響。傳統同步電機一般采用電勵磁，轉子磁場易于調節。現有永磁同步電機如圖1所示，永磁同步電動機采用永磁體勵磁方式，轉子磁場無法像電勵磁一樣通過改變勵磁電流的大小直接進行調節，為了保證電機在恒功率區的高速穩定運行，需要通過弱磁擴速的方式來實現，即通過增加定子直軸電流分量削弱電動機氣隙磁場，實現弱磁擴速。因此設計一個較為合理的轉子結構使其既能滿足電動機的運行要求，又能提高電動機弱磁擴速能力，同時還能夠改善氣隙磁密波形，降低電機齒槽轉矩是非常必要的。

發明內容：

本發明為克服現有技術的不足，提供了一種具有新型轉子結構的永磁同步電動機，每極磁路采用V型永磁體結構，在轉子鐵芯外表面設置有若干材料為硅鋼的導磁齒，導磁齒個數與轉子內置永磁體極數對應，導磁齒為月牙狀，內邊與轉子外表面貼合，外邊為圓弧，且圓弧的對稱軸與轉子內置V型永磁體的對稱軸重合。從而減小了轉子磁路的直軸磁阻，增大了電機最高機械角速度，增強了電機的弱磁擴速能力，同時，轉子表面的導磁齒使定轉子間的氣隙變為不均勻氣隙，有利于改善氣隙礠密波形，降低電機的齒槽轉矩，提高電機的效率。

本發明的具有新型轉子結構的永磁同步電動機，包括轉子鐵芯、永磁體和導磁齒，采用的技術方案在于：每極磁路采用V型永磁體結構，在轉子鐵芯外表面設置有若干材料為硅鋼的導磁齒，導磁齒個數與轉子內置永磁體極數對應，導磁齒為月牙狀，內邊與轉子外表面貼合，外邊為圓弧，且圓弧的對稱軸與轉子內置V型永磁體的對稱軸重合。

本發明的有益效果：本發明的每極磁路采用V型永磁體，在轉子鐵芯外表面設置有若干導磁齒，且導磁齒的個數和位置與每極永磁體一一對應，由于導磁齒采用導磁材料，其磁阻遠小于空氣與永磁體，使轉子直軸磁路上的磁阻減小，直軸電感增大，電機最高機械角速度增大，增強了電機的弱磁擴速能力，同時，轉子表面的導磁齒使定轉子間的氣隙變為不均勻氣隙，有利于改善氣隙礠密波形，降低電機的齒槽轉矩，提高電機的效率。

附圖說明：

圖1為現有永磁同步電動機轉子結構示意圖。

圖2 為本發明永磁同步電機轉子結構示意圖。

具體實施方式：

參照圖2，該具有新型轉子結構的永磁同步電動機，包括轉子鐵芯1、永磁體3和導磁齒2，轉子鐵芯1上每極磁路采用V型永磁體3結構，在轉子鐵芯1外表面設置有若干材料為硅鋼的導磁齒2，導磁齒2個數與轉子內置永磁體3極數對應，導磁齒2為月牙狀，內邊與轉子外表面貼合，外邊為圓弧，且圓弧的對稱軸與轉子內置V型永磁體3的對稱軸重合。由于導磁齒采用導磁材料，其磁阻遠小于空氣與永磁體3，使轉子直軸磁路上的磁阻減小，直軸電感增大，電機最高機械角速度增大，增強了電機的弱磁擴速能力，同時，轉子表面的導磁齒使定轉子間的氣隙變為不均勻氣隙，有利于改善氣隙礠密波形，降低電機的齒槽轉矩，提高電機的效率。