一种永磁电机的转子结构制造技术

本实用新型专利技术涉及电机技术领域，特指一种永磁电机的转子结构，包括铁芯和永磁体，所述铁芯上沿周向开设有若干个永磁槽，所述永磁体分为多块嵌设在所述永磁槽内，所述铁芯上沿周向设置有隔磁孔，所述隔磁孔位于所述永磁槽的外侧，隔磁孔可以使得d轴的磁路更饱和，从而降低d轴的电感，增加电机的磁阻转矩，从而可以实现通过优化电机转子结构增大电机转矩输出的效果，另外，永磁体是嵌入到转子铁芯中，转子铁芯可以起到保护永磁体的作用，隔磁孔更能使转子铁芯的保护效果增强，很大程度上削弱了电机磁钢退磁的风险，本实用新型专利技术一方面可以提高电机运行的功率密度，另一方面也可以提高磁钢运行的安全性，从而保障永磁电机运行的寿命。

A Rotor Structure of Permanent Magnet Motor

【技术实现步骤摘要】
一种永磁电机的转子结构
本技术涉及电机
，特指一种永磁电机的转子结构。
技术介绍
高功率密度的电机，其具有重量轻、体积小的特点，随着电动汽车产业以及绿色能源相关领域的不断发展，高功率密度电机已经逐渐应用并呈现出广泛扩散之势，在电动汽车、航空航天等领域，高功率密度电机发挥了十分重要的作用，但是在某些技术层面仍需提升，从而更好地为所需要的行业领域服务，发挥最大的价值，促进电动汽车、航空航天等相关领域的快速发展。大量研究表明，汽车能量损耗与汽车质量成正比关系，汽车轻量化是降低新能源汽车能量损耗，提高行驶里程的重要手段，新能源纯电动汽车驱动系统通常占汽车总质量的30％-40％，驱动系统的轻量化是整车轻量化的重点之一。通过增加电机的极数以及通过优化转子结构以提高电机d、q轴电感差值(提高q轴电感或减小d轴电感)都可以实现电机磁阻转矩的提高。从而，电机的功率密度可以做大，相当于电机的尺寸就可以相应的缩小。退磁特性是电机应用系统考核永磁电机最重要的标准，内置的永磁同步电机虽然抗退磁特性较好，但现有的技术仍存在电机退磁的风险，这样就影响电机应用的寿命问题。汽车驱动电机是新能源汽车的核心驱动部件，需要在有限的布置空间内，满足汽车各个工况的动力性要求，因此在更小的空间内，设计高效、安全、可靠的高功率密度电机，是实现电机轻量化，降低汽车能量损耗，需要解决的重点问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种功率密度大、磁阻转矩高、重量轻、体积小的永磁电机的转子结构。本技术的目的是这样实现的：一种永磁电机的转子结构，包括铁芯，铁芯上沿周向开设有若干个永磁槽，永磁槽内嵌设有永磁体，所述铁芯上沿周向设置有隔磁孔，所述隔磁孔位于所述永磁槽外侧与铁芯外侧之间，所述隔磁孔的数量设置有若干个，所述隔磁孔以永磁槽的中线对称分布。优选地，所述隔磁孔包括第一隔磁孔、第二隔磁孔以及第三隔磁孔，所述第一隔磁孔和第三隔磁孔对称分布在所述第二隔磁孔的两侧，所述隔磁孔的形状包括圆形和椭圆形。优选地，所述铁芯上沿周向开设有V形槽。优选地，所述永磁槽上端中线与铁芯外轮廓的距离大于或等于所述永磁槽的宽度。优选地，所述永磁体为多层结构设置。优选地，所述永磁体的形状与永磁槽的形状相对应。优选地，所述永磁槽的形状包括长方形、梯形、弧形、U形和V形。优选地，所述铁芯采用弧形修型。优选地，所述铁芯为五对极数。优选地，相邻的两个永磁体单元之间的间隙中设置有绝缘云母片。本技术相比现有技术突出且有益的技术效果是：1、本技术一方面可以提高电机运行的功率密度，另一方面也可以提高磁钢运行的安全性，从而保障永磁电机运行的寿命。2、本技术通过隔磁孔的设计，隔磁孔可以使得d轴的磁路更饱和，从而降低d轴的电感，增加电机的磁阻转矩，从而可以实现通过优化电机转子结构增大电机转矩输出的效果。3、本技术的永磁体是嵌入在转子铁芯中的，转子铁芯可以起到保护永磁体的作用，削弱了电机磁钢退磁的风险。4、本技术通过隔磁孔的设计，进一步使转子铁芯的保护效果增强，在很大程度上削弱了电机磁钢退磁的风险。5、本技术可以在使用较少量稀土永磁体情况下，使内置永磁同步电动机的永磁转矩与磁阻转矩的合成转矩到达较大水平，进而缩小电机的体积。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术的局部结构示意图。图3为本技术实施例一的结构示意图。图4为本技术实施例二的结构示意图。图5为本技术实施例三的结构示意图。图6为不同工况下磁钢最小磁密值的比例图。图7为不同工况下有无转子隔磁的槽磁阻转矩占比图。结合附图在其上标记以下附图标记：1-铁芯；2-永磁体；3-永磁槽；4-隔磁孔；5-V形槽；6-第一隔磁孔；7-第二隔磁孔；8-第三隔磁孔。具体实施方式下面结合附图以具体实施例对本技术作进一步描述，参见图1～7：一种永磁电机的转子结构，包括铁芯1，铁芯1上沿周向开设有若干个永磁槽3，永磁槽3内嵌设有永磁体2，所述铁芯1上沿周向设置有隔磁孔4，隔磁孔4位于所述永磁槽3外侧与铁芯1外侧之间，所述隔磁孔4的数量设置有若干个，所述隔磁孔4以永磁槽3的中线对称分布，设置在永磁槽3外侧的若干隔磁孔4可以影响磁场使其按一定规律分布，优化磁路，使反电势波形正弦化，提高转子和电机效率，有利于电机的平稳运行，减小噪音。本技术具体属于新能源车用辅驱永磁电机设计
1.新能源车用辅驱系统对驱动电机的三大要求是质量轻、体积小、寿命长。2.内置的永磁同步电机(IPM)因为磁钢嵌入转子铁芯中，一方面从结构的角度讲，转子磁钢的牢固性比较强不用额外使用其他的策略进行加固；另一方面从电磁的角度来讲，转子磁钢(永磁体)的涡流损耗降低，降低转子的发热。3.内置的永磁同步电机(IPM)的转矩分为永磁转矩和磁阻转矩，磁阻转矩是由于内置的永磁同步电机的磁路特性也就是交、直轴的电感差异性性产生的。因此，可以通过一些结构上的优化来提高电机的磁阻转矩。永磁同步电机电磁转矩：如上式子中第一项“(Ld-Lq)*id*iq”为磁阻转矩，第二项为永磁转矩，其中p为电机极对数，φPM为转子永磁体在定子绕组上产生磁链，Ld、Lq分别为d轴电感和q轴电感，id、iq是定子电流空间矢量在d、q轴方向上的分量，通过增加电机的极数以及通过优化转子结构以提高电机d、q轴电感差值(提高q轴电感或减小d轴电感)都可以实现电机磁阻转矩的提高，从而，电机的功率密度可以做大，可以在使用较少量稀土永磁体情况下，使内置永磁同步电动机的永磁转矩与磁阻转矩的合成转矩到达较大水平，从而电机功率也越大，进而可以缩小电机的体积，而又不减小电机的功率，相当于电机的尺寸就可以相应的缩小。交轴也叫q轴，直轴也叫d轴，他们实际上是坐标轴，而不是实际的轴在永磁同步电机控制中，为了能够得到类似直流电机的控制特性，在电机转子上建立了一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，垂直于转子磁场方向为q轴，将电机的数学模型转换到此坐标系下，可实现d轴和q轴的解耦，从而得到良好控制特性。本技术通过在铁芯上设置沿周向设置的多组隔磁孔4(隔磁孔的形式是变化的)，隔磁孔4设置在永磁槽3与铁芯1之间的部分，隔磁孔4贯通铁芯1，构成隔磁桥，使得隔磁桥与永磁体2之间区的磁密更容易饱和，可隔绝磁场沿外装转子铁芯的传播，抑制漏磁，提高永磁体的利用率，通过将一整块永磁体极分成多个永磁体2均匀设置在转子主体上，每极永磁体极中相邻两个永磁体之间具有一定厚度的隔磁桥，在高速旋转时每个永磁体受到的拉应力远远小于现有技术中一整块永磁体极受到的拉应力，从而可提高本技术永磁电机转子结构在高速旋转时的抗拉强度。隔磁孔4可以使得d轴的磁路更饱和，从而降低d轴的电感，增加电机的磁阻转矩，从而可以实现通过优化电机转子结构增大电机转矩输出的效果，另外，永磁体2是嵌入到转子铁芯中，转子铁芯可以起到保护永磁体2的作用，隔磁孔4更能使转子铁芯的保护效果增强，很大程度上削弱了电机磁钢退磁的风险，本技术可以在使用较少量稀土永磁体情况下，使内置永磁同步电动机的永磁转矩与磁阻转矩的合成转矩到达较大水平，进而缩小电机的体积。在机械应力允许的前提下，当采用基数个隔磁孔时，参见附图2，当采用偶数个隔磁孔时，参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁电机的转子结构，其特征在于，包括铁芯(1)，铁芯(1)上沿周向开设有若干个永磁槽(3)，永磁槽(3)内嵌设有永磁体(2)，所述铁芯(1)上沿周向设置有隔磁孔(4)，隔磁孔(4)位于所述永磁槽(3)外侧与铁芯(1)外侧之间，所述隔磁孔(4)的数量设置有若干个，所述隔磁孔(4)以永磁槽(3)的中线对称分布。

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机的转子结构，其特征在于，包括铁芯(1)，铁芯(1)上沿周向开设有若干个永磁槽(3)，永磁槽(3)内嵌设有永磁体(2)，所述铁芯(1)上沿周向设置有隔磁孔(4)，隔磁孔(4)位于所述永磁槽(3)外侧与铁芯(1)外侧之间，所述隔磁孔(4)的数量设置有若干个，所述隔磁孔(4)以永磁槽(3)的中线对称分布。2.根据权利要求1所述的一种永磁电机的转子结构，其特征在于：所述隔磁孔(4)包括第一隔磁孔(6)、第二隔磁孔(7)以及第三隔磁孔(8)，所述第一隔磁孔(6)和第三隔磁孔(8)对称分布在所述第二隔磁孔(7)的两侧，所述隔磁孔(4)的形状包括圆形和椭圆形。3.根据权利要求1所述的一种永磁电机的转子结构，其特征在于：所述铁芯(1)上沿周向开设有V形槽(5)。4.根据权利要求1所述的一种永磁电机的转子...

【专利技术属性】
技术研发人员：何婷婷，
申请(专利权)人：浙江新能机电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33