[实用新型]一种多极稀土永磁同步电动机转子结构

说明书

技术领域

本实用新型属于电机技术领域，特别审涉及一种多极稀土永磁同步电动机转子结构，适用于低速、大扭矩稀土永磁同步电动机转子。

背景技术

目前永磁同步电动机转子的磁路结构一般可以分为三种：表面式、内置式、和爪极式。表面式转子磁路结构的制造工艺简单、成本低，适宜于矩形波永磁同步电动机。但因转子表面空间有限不宜做成多极。而对于爪极式转子结构永磁同步电动机，爪极的结构复杂，制造困难费时。又由于爪极中的脉动损耗较大，导致效率下降，性能较低。

而内置式转子磁路结构，由于永磁体位于转子内部，永磁体外表面与定子铁心内圆之间有铁磁物质制成的极靴，极靴中可以放置铸铝笼或铜条笼，起阻尼或起动作用，动、静态性能好，广泛用于要求有异步起动能力或动态性能高的永磁同步电机。内置式转子内的永磁体受到极靴的保护，其转子磁路结构的不对称性所产生的磁阻转矩也有助于提高电动机的过载能力和功率密度，而且易于“弱磁”扩速，故内置式转子磁路结构受到了广泛的应用。内置式转子磁路结构又可分为混合式、径向式和切向式三种。混合式结构虽然集中了径向式和切向式转子结构的优点，但其结构和制造工艺均较复杂，机械强度也低，成本也比较高，并且不宜做成多极。径向式结构的优点是：转子冲片机械强度高、安装永磁体后转子不易变形等，但是不宜做成多极。切向式结构的优点在于一个极距下的磁通由相临两个磁极并联提供，可得到更大的每极磁通，可提高气隙磁密，尤其在极数多情况下，这种结构的优势便显得更为突出。因此适合于极数多且要求气隙磁密高的永磁同步电机。但是切向式结构的漏磁系数大，并且需采用相应的隔磁措施，这使得电动机的制造工艺和制造成本较径向式结构有所增加。同时，电机低速运转时的齿谐波较大，一般采用斜槽的方式来抑制齿谐波的影响。由于斜槽等因素使得定子磁场有轴向分量，此分量经轴承、轴和转子冲片形成闭和回路，这就产生了轴承电压，缩短了轴承的使用寿命，也使得轴的强度降低。目前，永磁同步电动机一般采用空气隔磁磁桥的技术隔磁，漏磁系数较大，永磁材料的利用率低，使得永磁同步电动机的成本增加。同时，当电动机容量较大时，这种结构使得转子的机械强度显得不足，电动机的可靠性下降。

实用新型内容

为解决上述存在的问题，本实用新型提供一种多极稀土永磁同步电动机转子结构，它包括永磁体、非磁性材料衬套、硅钢片和转子轴，硅钢片为圆环形，在内圆周侧开有N个凹槽，在凹槽内置有永磁体；非磁性材料衬套也为圆环形，在外圆周侧相应硅钢片的凹槽位置设有N个凸台，N根据电机具体要求的转速确定，其范围为4～120内的任意偶数，非磁性材料衬套固定在转轴上，硅钢片安装在非磁性材料衬套外侧，凸台置于凹槽内。所述的非磁性材料衬套为非导磁性能和传递机械力矩功能的材料，如铝合金、或尼龙、或各种有机材料。

本实用新型机械结构简单，取消了机械设备系统中的齿轮减速机构，非磁性材料衬套把整个轴包住，在起到隔磁作用的同时，亦作为转子冲片向轴传递转矩的媒介。这样就使得漏磁系数大大减小，提高了永磁材料的利用率，节省了永磁材料的用量，降低了整个电机的成本。由于用非磁性材料作为衬套，几乎没有磁力线通过转轴及轴承，这样不仅对轴和轴承起到了保护作用，不会产生轴承电压，延长了轴承的使用寿命；而且节省了硅钢片，使得整个转子的机械结构加强，同时使得转子的生产工艺变得简单易行，使整个转子的生产成本降低。又由于非磁性材料的密度比硅钢片小，使得整个转子的质量变小，尤其适合对电机重量有要求的场合。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，

图中1.永磁体，2.衬套，3.键，4.硅钢片，5.转轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作详细描述：

实施例1：如图1所示，本实用新型包括永磁体1、非磁性材料衬套2、硅钢片4和转轴5，硅钢片4为圆环形，在内圆周侧开有N个凹槽，在凹槽内置有永磁体1；非磁性材料衬套2也为圆环形，在外圆周侧相应硅钢片4的凹槽位置设有N个凸台，本例中N＝10；非磁性材料衬套2通过键3联接固定在转轴5上，起隔磁的作用，同时起机械连接的作用，硅钢片4安装在非磁性材料衬套2外侧，凸台置于凹槽内，用以传递扭矩。

所述的非磁性材料衬套为铝合金衬套，可以铸造而成，简化了工艺，在减轻电机转子的重量同时，加强了转子的机械强度，可以把电机做成所需要的多极结构。这使得电机转速很低、输出转矩很大，且机械强度很高，适应了机械设备负载的需要。适用于电梯，潜油螺杆泵等采用电动机加减速机的方式来拖动负载的机械设备。