[發明專利]一種采用選區滲重稀土磁體的表貼式高速永磁同步電機

在審

• 申請號: 202111572927.9
• 申請日: 2021-12-21
• 公開（公告）號: CN114430203A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 謝穎;姜佳寧;蔡蔚;任少卿;于勇海;周博陽;魯富強;王世偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學;包頭稀土研究院
• 主分類號: H02K1/02
• 分類號: H02K1/02;H02K1/278;H02K21/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

一種采用選區滲重稀土磁體的表貼式高速永磁同步電機，涉及電機技術領域。本發明是為了解決現有釹鐵硼永磁材料的表貼式高速永磁電機易產生不可逆退磁的問題。本發明所述的一種采用選區滲重稀土磁體的表貼式高速永磁同步電機，四塊永磁體均為釹鐵硼永磁體N38SH，每塊永磁體均滲入有重稀土，重稀土靠近所在永磁體的一邊，重稀土分布在三個區域，分別為第一區域、第二區域和第三區域，第二區域的橫截面為環扇形，第一區域和第三區域分別位于第二區域兩側。本發明相比傳統N38UH永磁體所需添加的重稀土用量要低一倍以上，既能夠有效提高易失磁位置的矯頑力，又避免了對不易失磁位置添加重稀土所帶來的重稀土浪費，使效率和運行可靠性增加。

技術領域

本發明屬于電機技術領域，尤其涉及電機的磁體。

背景技術

表貼式高速永磁同步電機因具有結構緊湊、振動噪聲小、效率和功率因數高、功率密度大、易于實現自動調速和控制特性好等優點而廣泛應用于高速磨床、空氣循環制冷系統、儲能飛輪、燃料電池以及天然氣輸送高速離心壓縮機等。釹鐵硼永磁材料憑借其優良的磁性能被廣泛應用于高速永磁電機。

由于正弦波驅動的表貼式高速永磁同步電機轉子在有限的氣隙空間內散熱困難，在渦流損耗的作用下導致永磁體溫度升高；而釹鐵硼永磁材料居里溫度低，在高溫情況下受退磁磁場作用會發生不可逆失磁。

發明內容

本發明是為了解決現有釹鐵硼永磁材料的表貼式高速永磁電機易產生不可逆退磁的問題，現提供一種采用選區滲重稀土磁體的表貼式高速永磁同步電機。

一種采用選區滲重稀土磁體的表貼式高速永磁同步電機，包括：轉子和定子，定子同軸套接在轉子外圓周、且二者之間留有氣隙，定子包括定子鐵心1和定子繞組2，定子繞組2嵌固在定子鐵心1內圓周面的定子槽中，轉子包括：轉子鐵心6和轉軸7，轉子鐵心6同軸套接在轉軸7外圓周，轉子鐵心6的外圓周面粘貼有四塊瓦片形的永磁體，四塊永磁體均為釹鐵硼永磁體N38SH，每塊永磁體均滲入有重稀土，重稀土靠近所在永磁體的一邊，重稀土分布在三個區域，分別為第一區域4-1、第二區域4-2和第三區域4-3，第二區域4-2的橫截面為環扇形，第一區域4-1和第三區域4-3分別位于第二區域4-2兩側。

進一步的，上述第二區域4-2采用內外環面雙向足量重稀土滲透，第一區域4-1和第三區域4-3均采用外環面單向重稀土滲透。

進一步的，上述第二區域4-2橫截面的環扇形上、下弧長分別為6.5mm～7mm和6mm～6.3mm，上弧與其臨近端之間的弧長為4.5mm～5.5mm，下弧與其臨近端之間的弧長為4mm～5mm。

進一步的，上述第一區域4-1為第二區域4-2一條直邊、永磁體外圓周和一條弧線合圍區域，第三區域4-3為第二區域4-2另一條直邊、永磁體外圓周和一條弧線合圍區域，第一區域4-1和第三區域4-3與永磁體外圓周重合的弧長度為2mm～3mm。

進一步的，上述第一區域4-1和第三區域4-3的重稀土滲透量隨著與第二區域4-2距離的增加逐漸減小。

進一步的，上述第一區域4-1和第三區域4-3的重稀土滲透系數δ隨著與第二區域4-2距離的增加逐漸增大。

進一步的，上述第一區域4-1和第三區域4-3外邊緣的滲透系數δ是內邊緣的5倍，所述外邊緣為遠離第二區域4-2的邊緣，內邊緣是與第二區域4-2相接的邊緣。

進一步的，上述磁體矯頑力增量ΔH_cj與重稀土滲透d的關系如下式所示：

進一步的，上述四塊永磁體分別為兩塊N極永磁體4和兩塊S極永磁體5，兩塊N極永磁體4和兩塊S極永磁體5交錯排列，相鄰的兩塊永磁體相互粘接，四塊永磁體均采用徑向充磁，相連兩塊永磁體充磁方向相反。

進一步的，上述四塊永磁體合圍成圓環的內環面與轉子鐵心6緊密接觸，四塊永磁體合圍成圓環的外環面綁扎有碳纖維護套3。