[發明專利]一種基于Halbach陣列新型永磁電機轉子

在審

• 申請號: 202210280919.5
• 申請日: 2022-03-22
• 公開（公告）號: CN114640201A
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 戈寶軍;李同彬;于先峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02K1/2783
• 分類號: H02K1/2783;H02K1/274;H02K1/276
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明為一種基于Halbach陣列新型永磁電機轉子，屬于電機轉子結構設計范疇，包括轉子鐵芯、轉子V型槽、轉子V型槽永磁體、轉子Halbach陣列永磁體、轉軸，轉子Halbach陣列采用每極大于等于兩塊的結構；采用此轉子結構，利用V型永磁體磁阻轉矩，增大了電機的轉矩密度，結合Halbach陣列，降低轉矩脈動、改善氣隙磁密正弦性,減小了鐵芯損耗，達到提高永磁同步電機效率的目的。

技術領域

本發明涉及電機轉子結構設計領域,特別是一種基于Halbach陣列新型永磁電機轉子結構。

背景技術

永磁同步電機具有高效率、高功率密度和轉矩密度、調速范圍廣等特點,在工業領域被廣泛應用,特別是電動汽車和軌道交通行業。由于普通內置式永磁同步電機轉矩脈動大、氣隙磁密正弦性差，鐵芯損耗占比多等問題，所以永磁電機轉子設計時改善氣隙磁密、降低轉矩脈動是考慮的重要因素。

Halbach陣列是由多種不同方向的永磁體構成的,有徑向和切向兩種結構組成,徑向和切向磁體各自產生磁場，比較普通表貼式結構形成的氣隙磁場諧波含量少正弦性提升，對于永磁電機轉子結構設計是很有利的。結合內置式V型永磁體，增大了電機的凸極比，使得電機的轉矩密度和運行性能得到大幅提升。

發明內容

本發明主要是提供一種基于Halbach陣列新型永磁電機轉子結構，降低電機轉矩脈動，增大電機轉矩密度，降低電機鐵芯損耗，提升電機的運行性能。

本發明是通過以下技術方案實現的。

一種基于Halbach陣列新型永磁電機轉子，包括轉子鐵芯、轉子V型槽、轉子V型永磁體、轉子Halbach陣列永磁體、轉軸；其特征在于轉子鐵芯固定在所述轉軸上，所述轉子V型槽沿圓周方向均勻分布在所述轉子鐵芯上，轉子V型槽與徑向夾角為46度角，所述轉子V型永磁體設置在轉子V型槽內，所述轉子Halbach陣列永磁體設置在所述轉子鐵芯上；所述的轉子Halbach陣列永磁體為分塊式Halbach陣列，分塊式Halbach陣列采用每極大于等于兩塊的結構，每極兩塊轉子Halbach陣列永磁體弧角為10度角。

優先地，所述轉子V型槽沿圓周方向均勻分布在所述轉子鐵芯上，所述轉子V型永磁體設置在所述轉子V型槽內。

優先地，所述的轉子Halbach陣列永磁體由單層Halbach陣列組成。

通過采用上述技術方案,所提供的有益的效果是:在Halbach陣列永磁電機轉子的基礎上增加內置式V型永磁體,減小主磁極電感,使得主極磁場產生更大的凸極比,增加了電機的轉矩密度，同時Halbach陣列永磁體，使得氣隙磁更趨正弦性,基波幅值更大,諧波畸變率更小,有效氣隙長度變小,轉矩脈動更小,鐵心表面損耗和永磁體渦流損耗更小,電機效率得到了提高。

附圖說明

圖1為本發明的一種基于Halbach陣列新型永磁電機轉子結構。

圖2為圖1中轉子V型永磁體設置在所述轉子V型槽內示意圖，轉子V型槽與徑向夾角為46度角。

圖3為本發明一個實施例中轉子Halbach陣列永磁體結構示意圖，每極兩塊轉子Halbach陣列永磁體弧角為10度角。

圖中,1-轉子V型永磁體,2-轉子V型槽,3-Halbach陣列永磁體,4-轉軸,5-轉子鐵芯, 6-轉子V型槽與徑向夾角,7-每極兩塊轉子Halbach陣列永磁體弧角。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式進行詳細說明,應當理解的是,此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發明,本發明的保護范圍并不局限于下述的具體實施方式。

如圖1所示,本發明一種基于Halbach陣列新型永磁電機轉子結構的一個實施例包括轉子鐵芯5、轉子V型槽2、轉子V型永磁體1、轉子Halbach陣列永磁體3、轉軸4,轉子鐵芯5固定在轉軸4上，轉子Halbach陣列永磁體為分塊Halbach陣列。轉子Halbach陣列永磁體3均勻粘貼在轉子鐵芯5圓周表面進行固定，每極兩塊轉子Halbach陣列永磁體弧角為10 度角。轉子V型槽2與徑向夾角為46度角均勻分布在轉子鐵芯5上，轉子V型永磁體1內嵌在轉子V型槽2內，通過粘貼在轉子V型槽2進行固定。