电机转子及IPM电机制造技术

本公开涉及一种电机转子及IPM电机，其中，电机转子包括铁芯(110)、从铁芯(110)的端面凹入的安装槽(111)以及嵌入到安装槽中的磁体(120)，安装槽沿从铁芯的中部到外周面的方向延伸，磁体包括沿安装槽的延伸方向间隔设置且充磁方向垂直于安装槽的延伸方向的第一磁体和第二磁体，其中，第一磁体固定在第二磁体的径向外侧，且第一磁体的矫顽力大于第二磁体的矫顽力。由于第一磁体和第二磁体间隔设置，不需要考虑成本更高的将二者通过复杂的粘接工艺结合为一体的方式，而且从根本上杜绝了结合为一体的两种磁体在工作中因为温度升高导致粘结剂软化发生磁体脱离的问题。粘结剂软化发生磁体脱离的问题。粘结剂软化发生磁体脱离的问题。

【技术实现步骤摘要】
电机转子及IPM电机


[0001]本公开涉及电机
，具体地，涉及一种电机转子及IPM电机。

技术介绍

[0002]IPM(Interior Permanent Magnet)电机是指磁体嵌入到电机转子的硅钢铁芯中的内置式永磁电机。随着电机技术的发展，包括新能源汽车在内的各种现代驱动电机，为了提高电机的能量密度(即单位电机体积的功率输出)，就必须提高电机的转速。而转速越高，意味着磁体所经受来自定子电枢的磁场的频率越高，这一作用于磁体的交变磁场会导致磁体内形成涡流。涡流一方面导致磁体温度升高、磁性下降、乃至失磁；另一方面由于涡流有抵消磁体的有效磁通输出的效应，进而导致电机的扭矩输出下降。为了避免磁体的高温失磁，传统的技术是通过提高磁体的内禀矫顽力，也就是提高磁体的抗退磁能力来实现。但为了获得高矫顽力的烧结钕铁硼(Nd
‑
Fe
‑
B)磁体，就必须消耗大量昂贵的重稀土，并且，重稀土含量越高，烧结钕铁硼磁体的剩磁就越低，电机的扭矩输出也就越低。换言之，为了防止高速电机出现磁体失磁问题，在相关技术中不仅付出了成本的代价，同时还因为无法选用低矫顽力、高剩磁的烧结钕铁硼磁体而难以达成理想的电机设计。
[0003]众所周知，在永磁电机中，愈是靠近电机的工作气隙(即转子与定子之间的间隙)，由定子电枢所产生的反向退磁场愈大；并且，由于众所周知的工程结构因素与制造公差等因素，定子电枢所产生的、作用于转子的交变磁场还包括高于电机基波频率的所谓高阶谐波。因为涡流损耗与磁场频率的平方呈正比，因而愈是靠近电机的工作气隙的永磁体部分，其涡流发热愈显著，愈容易退磁。也就是说，靠近定子的磁体边角部分受到的退磁场高发生失磁可能性较高，远离部分受到的退磁场低，通常不易失磁。因此在相关技术中，为了降低成本，可以采用边角部分用高矫顽力磁体、其余部分用低矫顽力磁体的组合形成的复合磁体来降低成本。目前，高矫顽力磁体与高剩磁低矫顽力组合的方式为分别制备高矫顽力磁体和常规磁体，将二者粘结后再进行磨削加工形成复合磁体，以保证在电机高速旋转中二者结合良好，防止磁体飞出。但这种方法一方面大幅度提高了磁体的制造成本，并且在电机温度升高后，粘结剂层迅速软化，存在磁体粘合力下降而飞出转子的危险。

技术实现思路

[0004]本公开的目的是提供一种电机转子及具有该电机转子的IPM电机，以解决相关技术中制作具有高矫顽力与低矫顽力的复合磁体时工序复杂、成本高的问题。
[0005]为实现上述目的，本公开提供一种电机转子，包括铁芯、从所述铁芯的端面凹入的安装槽以及嵌入到所述安装槽中的磁体，所述安装槽沿从所述铁芯的中部到外周面的方向延伸，所述磁体包括沿所述安装槽的延伸方向间隔设置且充磁方向垂直于所述安装槽的延伸方向的第一磁体和第二磁体，其中，所述第一磁体固定在所述第二磁体的径向外侧，且所述第一磁体的矫顽力大于所述第二磁体的矫顽力。
[0006]可选地，所述第一磁体与所述第二磁体的矫顽力比例1.2:1
‑
2.6:1。
[0007]可选地，所述第一磁体为矫顽力大小在19kOe至43kOe烧结钕铁硼磁体，第二磁体122为矫顽力大小在12kOe至25kOe的烧结钕铁硼磁体。
[0008]可选地，所述第一磁体的长度小于所述第二磁体的长度。
[0009]可选地，所述第一磁体的剩磁小于所述第二磁体的剩磁。
[0010]可选地，所述第一磁体与所述第二磁体的长度比例为1:3
‑
1:8。
[0011]可选地，所述第一磁体和所述第二磁体的相邻面之间互成夹角。
[0012]可选地，所述第一磁体和所述第二磁体的相邻面之间的夹角为2
°‑
20
°
。
[0013]可选地，所述第一磁体和所述第二磁体之间的最小间隙大于等于0.1mm。
[0014]可选地，所述第一磁体和所述第二磁体的高度不大于所述安装槽的深度。
[0015]可选地，所述安装槽中设置有限位部，以将所述第一磁体和所述第二磁体固定在预设位置。
[0016]可选地，所述安装槽的至少一个端部形成为空置的防退磁槽，所述限位部包括设置在所述防退磁槽中的止挡所述第一磁体或所述第二磁体的凸起。
[0017]可选地，所述电机转子包括在同一圆周方向上间隔设置的多对安装槽，其中，每对安装槽形成为由两个所述安装槽形成的开口朝外的V型构造，所述电机转子包括沿周向间隔设置的多组所述V型构造。
[0018]根据本公开的第二个方面，还提供一种IPM电机，包括环形的定子以及可转动地设置在所述定子的内侧的转子，其中，所述转子为以上所述的电机转子。
[0019]通过上述技术方案，磁体失磁风险高的部位使用高矫顽力的第一磁体，而失磁风险低的部分使用低矫顽力的第二磁体，这种组合既能够有效抵抗电机工作时产生的退磁场，也因为较少地使用重稀土而具有较低的成本。由于第一磁体和第二磁体间隔设置，只需要将二者分别固定到安装槽中即可，不需要考虑成本更高的将二者通过复杂的粘接工艺结合为一体，降低了成本。也因为此，从根本上杜绝了结合为一体的两种磁体所带来的问题，即，一方面，复合磁体在粘合过程中产生形位偏差，进而需要磨削才能使复合磁体达到要求精度尺寸，导致磁体的磨削量增加，增加制造成本；另一方面，粘结复合磁体在工作中因为温度升高而容易导致粘结剂软化粘结强度下降发生磁体脱离。此外，第一磁体和第二磁体的间隔设置避免了相接触时带来的涡流汇聚于该位置而导致温升明显、失磁严重的问题。因而，在相同使用条件下本公开实施例的第一磁体的矫顽力可以低于复合磁体中边角磁体矫顽力，进而降低了成本。
[0020]本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0021]附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
[0022]图1是根据本公开的示例性实施方式提供的IPM电机的示意图；
[0023]图2是图1中A部分的局部放大图；
[0024]图3是图1中B部分的局部放大图。
[0025]附图标记说明
[0026]100
‑
电机转子，110
‑
铁芯，111
‑
安装槽，112
‑
防退磁槽，120
‑
磁体，121
‑
第一磁体，
122
‑
第二磁体，200
‑
电机定子，210
‑
线圈。
具体实施方式
[0027]以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
[0028]在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内”“外”是针对相应零部件的本身轮廓而言的，“轴向”“径向”“周本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机转子，包括铁芯(110)、从所述铁芯(110)的端面凹入的安装槽(111)以及嵌入到所述安装槽(111)中的磁体(120)，其特征在于，所述安装槽(111)沿从所述铁芯(110)的中部到外周面的方向延伸，所述磁体(120)包括沿所述安装槽(111)的延伸方向间隔设置且充磁方向垂直于所述安装槽的延伸方向的第一磁体(121)和第二磁体(122)，其中，所述第一磁体(121)固定在所述第二磁体(122)的径向外侧，且所述第一磁体(121)的矫顽力大于所述第二磁体(122)的矫顽力。2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一磁体(121)与所述第二磁体(122)的矫顽力比例1.2:1
‑
2.6:1。3.根据权利要求1或2所述的电机转子，其特征在于，所述第一磁体(121)为矫顽力大小在19kOe至43kOe烧结钕铁硼磁体，第二磁体122为矫顽力大小在12kOe至25kOe的烧结钕铁硼磁体。4.根据权利要求1或2所述的电机转子，其特征在于，所述第一磁体(121)的长度小于所述第二磁体(122)的长度。5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述第一磁体(121)的剩磁小于所述第二磁体(122)的剩磁。6.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述第一磁体(121)与所述第二磁体(122)的长度比例为1:3
‑
1:8。7.根据权利要求1或6所述的电机转子，其特征在于，所述第一磁体(121)和所述第二磁体(122)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：何叶青，王进东，史学伟，白山，饶晓雷，胡伯平，
申请(专利权)人：北京中科三环高技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：