[实用新型]永磁辅助同步磁阻电机及其转子

说明书

技术领域

本实用新型涉及电机领域，更具体地，涉及一种永磁辅助同步磁阻电机及其转子。

背景技术

内置式永磁同步电机(IPM)是一种在转子内侧放置一层永磁体，主要利用永磁转矩、磁阻转矩为辅助的电机，其主要通过提高永磁体的性能来提高电机性能，常见的做法是内置稀土类永磁体。但是，稀土是不可再生资源，其价格昂贵，因此内置式永磁同步电机更广泛的应用受限。

为了节约稀有金属资源，减轻环境负担，结合同步磁阻电机与IPM电机二者的优势，开发使用少量稀土或者不用稀土的永磁辅助同步磁阻电机是大势所趋。永磁辅助同步磁阻电机的电磁转矩由磁阻转矩与永磁转矩构成，其电磁转矩公式如下：

T＝p(L_d-L_q)i_di_q+pψ_PMi_q

上式中第一项为磁阻转矩，第二项为永磁转矩。其中p为电机极对数，Ψ_PM为转子永磁体在定子绕组上产生的磁链，Ld、Lq分别为d轴和q轴电感，i_d、i_q是定子电流空间矢量在d轴、q轴方向上的分量。其中，d轴方向为转子磁场的方向，是由连接各永磁体中心和转子中心的方向加以确定的；q轴方向是由连接相邻极间的分界和转子中心的方向加以确定的。通过增加第二项中的Ψ_PM以及通过提高电机d轴、q轴电感差值(提高q轴电感或减小d轴电感)都可以实现电机输出转矩的提高。

但是，现有的内置式永磁同步电机中，磁阻转矩利用率很低，内置式永磁同步电机转矩的主要构成部分为永磁转矩，这就导致采用低磁性能永磁体的内置式永磁同步电机的单位电流产生的电磁转矩较小，电机工作电流大，进而增大了内置式永磁同步电机退磁的风险。

为了解决上述问题，现有技术的内置式永磁同步电机中通常采用以下方法来保证电机具有足够的抗退磁能力，如：采用高矫顽力的永磁材料、增大永磁体使用量等。这些方法虽能在一定程度上提升内置式永磁同步电机的抗退磁能力，但同时也带来了内置式永磁同步电机制造成本的增长。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种缓解弧形永磁体中间内表面退磁问题，防止永磁体在永磁体槽内发生滑动并提高永磁体利用率的永磁辅助同步磁阻电机及其转子。

本实用新型提供了一种永磁辅助同步磁阻电机的转子，包括：转子铁心，在所述转子铁心上以所述转子的轴心为圆心按圆周方向均匀分布多个永磁体槽组，每个永磁体槽组包括至少两层永磁体槽，所述永磁体槽将所述转子铁心分隔为多个铁心层，所述转子铁心在每个所述永磁体槽的两端具有连接相邻两个铁心层的磁桥；多个永磁体组，每个永磁体组包括分别配合地嵌入在相应的永磁体槽组的永磁体槽中的至少两层永磁体，每个永磁体组内的各永磁体为同一极性，相邻的两个永磁体组极性相反；其中所述永磁体槽为宽度从中间至两端逐渐减小的弧形槽，所述永磁体的内弧和外弧的弯曲曲率一致。

进一步地，所述永磁体为烧结钕铁硼永磁体。

进一步地，所述转子铁心采用软磁材料通过铸造形成一个整体。

进一步地，所述永磁体槽组的最外层的永磁体槽两端的磁桥厚度最小，最内层永磁体槽两端的磁桥厚度最大，且由外至内各层永磁体槽两端的磁桥厚度依次递增。

进一步地，所述永磁体槽组具有三层永磁体槽，三层永磁体槽的磁桥厚度满足如下条件：2Lb≥Lc≥1.2Lb，且2La≥Lb≥1.1La，其中La、Lb和Lc分别为外层、中间层和内层的永磁体槽两端的磁桥厚度。

进一步地，所述永磁体槽组具有两层永磁体槽，两层永磁体槽的磁桥厚度满足如下条件：2La≥Lb≥1.1La，其中La、Lb分别为外层和内层的永磁体槽两端的磁桥厚度。

本实用新型还提供了一种永磁辅助同步磁阻电机，包括定子和由所述定子环绕的可转动的转子，其中所述转子为前述的永磁辅助同步磁阻电机的转子。

根据本实用新型的永磁辅助同步磁阻电机及其转子，将永磁体内弧和外弧的弧度进行设计，可以有效缓解弧形永磁体容易在永磁体中间内表面退磁的问题，且中间厚两端薄的永磁体在永磁体槽内不会发生滑动，因而不会造成因永磁体不对称而加大电机的噪声和振动的现象，同时可以提高永磁体利用率。进一步地，对转子的永磁体槽两端的各磁桥厚度进行设计，加强了转子的机械强度。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：