[實用新型]不等極弧系數電機轉子結構

有效

• 申請號: 201821518617.2
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN208754087U
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 杜鵬;斯紅路;趙秋林;馮波;安丕孚;蔡浩波;曾智;黃清藍
• 申請（專利權）人: 重慶青山工業有限責任公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/24;H02K1/30
• 代理公司: 重慶志合專利事務所(普通合伙) 50210
• 代理人: 胡榮琿

本實用新型公開了一種不等極弧系數電機轉子結構，包括轉子鐵芯以及多對轉子磁極，所述轉子鐵芯設有用于與轉軸連接的軸孔，所述轉子鐵芯的軸向端面上設有多個永磁體安裝槽，多個永磁體安裝槽環圓周分布，并相互間隔開設定距離，各永磁體安裝槽中均安裝有轉子磁極永磁體，一對極內的兩個轉子磁極的極弧系數不等。其能產生高轉矩以及低轉矩波動，能夠滿足應用在電動車上的永磁同步電機對轉矩波動大小的要求。

技術領域

本實用新型涉及電機領域，特別涉及一種不等極弧系數電機轉子結構。

背景技術

電機轉子是產生磁場的機械結構。而為了產生磁場可在電機轉子上設計繞組并通電，或直接裝永磁體產生磁場。永磁同步電機即轉子內置或外貼永磁體，利用永磁體的特性直接產生磁場。內置式永磁體形狀一般為“一”字形、“V”字形、“V+一”形，參見圖1。

在現有使用的電機轉子結構中，存在電機功率密度低、產生轉矩小、轉矩波動大、噪聲大等問題。而應用在電動車上的永磁同步電機對噪音和轉矩大小及轉矩波動要求是很高的，若轉矩達不到要求或轉矩波動大導致噪音大都會造成用戶不滿意。

為解決上述問題，目前常用的方法是轉子分段斜極、斜槽，但該運用會導致后續制造、裝配復雜。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術對應的不足，提供一種不等極弧系數電機轉子結構，其能產生高轉矩以及低轉矩波動，能夠滿足應用在電動車上的永磁同步電機對轉矩波動大小的要求。

本實用新型的目的是采用下述方案實現的：一種不等極弧系數電機轉子結構，包括轉子鐵芯以及設置在轉子鐵芯內的多對轉子磁極，所述轉子鐵芯設有用于與轉軸連接的軸孔，所述轉子鐵芯的軸向端面上設有多個永磁體安裝槽，多個永磁體安裝槽環圓周分布，并相互間隔開設定距離，各永磁體安裝槽中均安裝有轉子磁極永磁體，一對極內的兩個轉子磁極的極弧系數不等。極弧系數是極弧寬度bi與極距τ的比值。一對磁極內的兩個磁極極性相反。永磁體安裝槽數與設計的極數相對應，如4極、6極、8極，其對應的極對數為2、3、4。

本實用新型在于在定、轉子磁密尚未達到飽和時工字形永磁體可適當增加磁密并使磁密均勻化減小轉矩波動。采用不等極弧系數時，齒槽轉矩為永磁體剩磁密度的傅里葉分解為傅里葉分解中的式中，La為鐵心長度，R₁、R₂分別為轉子外徑和定子內徑，為永磁體剩磁密度nz/p次傅里葉分解,α_p為極弧系數，z為定子槽數，p為極對數，n為使nz/p為整數的整數。根據公式知永磁體剩磁密度的nz/p次傅里葉分解對齒槽轉矩影響較大，因此可通過不等極弧系數減小永磁體剩磁密度的nz/p次傅里葉分解來減小轉矩波動。

所述轉子磁極永磁體包括第一永磁體和第二永磁體，所述第一永磁體與第二永磁體之間通過連接部連接，使轉子磁極永磁體的橫截面呈工字形的對稱結構；所述轉子磁極永磁體的第一永磁體遠離轉子鐵芯的圓心，第二永磁體靠近轉子鐵芯的圓心。

所述轉子磁極永磁體的第一永磁體和第二永磁體均為矩形塊，所述轉子磁極永磁體的第一永磁體與第二永磁體的長度L相同，所述轉子磁極永磁體的第一永磁體與第二永磁體的寬度不同，所述第一永磁體與第二永磁體相互平行；所述轉子磁極永磁體的連接部采用第三永磁體。第三永磁體的長度與第一永磁體、第二永磁體的長度相同，厚度為δ，δ值在盡量小的情況下滿足強度要求即可。

所述轉子磁極永磁體的第一永磁體與第二永磁體的厚度不同；所述轉子磁極永磁體的第一永磁體的厚度δ1小于第二永磁體的厚度δ2。根據離心力公式F＝mrw²知離心力與質量成正比，因此厚度越小則其質量越小，相對應的離心力越小，因此厚度δ1小于δ2。

所述轉子磁極永磁體的第一永磁體的寬度H1小于第二永磁體的寬度H2。不等寬度永磁體在定、轉子磁密尚未達到飽和時可適當增加磁密并使磁密更均勻化，根據離心力計算公式，設計時盡量使遠離圓心端永磁體質量小。