[发明专利]一种永磁体为三角梯形的永磁同步电机转子结构

说明书

技术领域

本发明涉属于电机技术领域，具体及一种永磁体为三角梯形的永磁同步电机转子结构。

背景技术

随着永磁同步电机设计开发和控制技术的逐渐成熟和完备，以及永磁体在性能和产业化方面的不断发展，永磁同步电机以其既具有直流电机良好的调速特性，又具有交流电机结构简单、维修方便、运行稳定、性能可靠的优点而在各个领域的需求越来越大，发展前景越来越好。目前，永磁同步电机大量应用于各种伺服电机、风力发电领域、电动汽车驱动领域以及数控机床电主轴电机。

然而现阶段的永磁同步电机，尤其是分数槽永磁同步电机，其交流绕组反电动势的谐波含量比较大，尤其是内嵌式集中绕组的永磁同步电机，反电动势谐波含量大会导致电机涡流损耗增加，温升增加，电机效率下降，对电机性能有较为严重的影响。永磁同步电机绕组反电动势谐波含量大的主要原因是电机的气隙磁密的波形正弦性差，混入了较多的偶次谐波，使电机的气隙磁密呈现为梯形波，因而绕组的反电动势的谐波含量会比较大。在凸极感应电机的设计中，设计人员往往采用不均匀气隙的方法来得到正弦的气隙磁密波形，然而这种方法对于永磁同步电机来说并不适用，所以寻找一种适用于永磁同步电机的改善气隙磁密波形的方法就显得尤为重要了。

根据磁路欧姆定理可得磁通Φ等于磁势F除以磁阻R_m，在电机的相同磁极下，磁路基本相同，磁阻也基本相同，所以磁势大的地方就会产生较大的磁通，也就会在气隙中产生较大的磁密。根据这一原理只要合理控制永磁体产生的磁势就可以控制空载气隙磁密的波形。而永磁体的磁势与永磁体充磁方向上的长度成正比，所以合理设计永磁体充磁方向上的长度就可以控制气隙磁密的波形，达到改善气隙磁密波形的目的。

因此，如何改善气隙磁场波形和反电动势波形是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种永磁体为三角梯形的永磁同步电机转子结构，解决分数槽集中绕组永磁同步电机的气隙磁密波形正弦性差的问题。

技术方案

一种永磁体为三角梯形的永磁同步电机转子结构，包括转子铁心2、永磁体3、隔磁桥4、隔磁气隙6和转轴5；其特征在于所述永磁体3一边为三角梯形，一边为一字型的三角梯形磁钢，三角梯形的开口朝着转子铁心的中心且三角梯形的中心与转子铁心2的轴心重合。

所述永磁体3弓形的充磁方向的厚度最大值H_max和最小值H_min满足关系式：其中：α_p为电机的极弧系数。

所述永磁体3弓形的充磁方向的厚度最小值H_min为电机设计的路算永磁体厚度的0.6～1倍。

所述永磁体3两端的隔磁气隙6的宽度为永磁体最小厚度的1～1.5倍，隔磁气隙的长度保证电机设计的隔磁桥厚度要求。

所述隔磁桥厚度为1～2毫米。

有益效果

本发明提出的一种永磁体为三角梯形的永磁同步电机转子结构，转子结构中各极永磁体为三角梯形，永磁体充磁方向厚度的最大值出现在一个磁极的中间，最小值出现在该磁极永磁体的两边，其永磁体充磁方向的厚度由中间充磁方向厚度最厚的地方线性的过渡到两边充磁方向厚度最薄的地方，过渡过程是线性过渡，气隙磁场波形得以改善。

本发明改善反电动势波形，降低转矩脉动，降低振动及噪声，降低电机的涡流损耗，提高电机的效率，同时能降低电机转子以及永磁体的温升，提高电机运行的稳定性，提高电机的综合性能。其工艺性好，其对加工仪器的要求低，容易实现。且由于其磁极为三角梯形形状，使得电机在转动过称中磁极的径向位置绝对固定，不会发生滑动或偏移，磁场稳定，从而使得电机性能更加稳定。

附图说明

图1：本发明的永磁体为三角梯形的永磁同步电机转子结构示意图

1为定子铁心，2为转子铁心，3为永磁体，4为隔磁桥，5为转轴，6为隔磁气隙。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明的目的是针对永磁同步电机，尤其针对分数槽集中绕组永磁同步电机，提供一种能优化气隙磁密波形永磁同步电机的的转子结构。