[发明专利]一种高速永磁同步电机的转子结构

说明书

技术领域

本发明属于电机技术领域，具体涉及一种特别适用于极对数较少或转子外径较大的高速永磁同步电机的转子结构。

背景技术

高速永磁同步电机通常采用表面式转子磁路结构，具有工艺简单、制造成本低的优点。

高速永磁同步电机一般要求气隙磁场趋于正弦波，当极对数较小或尺寸较大时，受磁体加工制造尺寸的限制，使得转子每极下的永磁体需进行分块，并分别充磁后拼接，导致每极下的气隙磁密呈现出方波的特性，产生的反电势也趋近于方波。在正弦波的供电方式下，由于反电势与电源不匹配产生大量高次谐波，导致电流发生畸变，电机的效率变低。

如果通过削极来优化气隙磁密波形，则需要在磁体中的间隙填充结构材料，工艺较为复杂，也影响了电机转子的散热。

发明内容

本发明专利的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提出一种具有工艺简单，效率高的特别适用于极对数较少或转子外径较大的高速永磁同步电机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高速永磁同步电机的转子结构，包括转轴、端压板、护套和磁体，所述的转轴采用导磁材料，转轴中间段的外表面开设有槽，槽内安装定位键以固定磁体，所述的端压板采用不导磁材料，固定在转轴中间段两侧，所述的护套为以碳纤维为基体的复合材料，绑扎在磁体的外表面。

所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其磁体为瓦片形结构，沿转轴圆周方向按照N极和S极交替排布，相邻的N极和S极构成一对极，总的极对数。

所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其组成每极的磁体由两种不同材料的永磁体构成，位于磁极中心的为主励磁磁体，位于磁极两侧的为副励磁磁体。

所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其主励磁磁体的剩磁密度在工作温度时高于副励磁磁体。

所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其主励磁磁体的机械跨角，副励磁磁体的机械跨角满足。

所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其主励磁磁体采用整块结构或由数块拼接而成。

所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其副励磁磁体采用整块结构或由数块拼接而成。

所述的一种高速永磁同步电机的转子结构，其主励磁磁体和副励磁磁体沿轴向分为若干段。

本发明的有益效果是：通过优化表面式转子结构，采用不同材料的永磁磁体，并沿圆周方向按照一定规律排布组合，优化永磁同步电机的气隙磁场，有效削弱气隙磁密中的高次谐波，从而抑制引起电流畸变、性能下降的高次谐波电流，提高电机运行性能，同时简化转子制造工艺，降低成本，为高速永磁同步电机转子结构的优化设计提供一种解决方法，更适合于极对数较少或转子外径较大的表面式高速永磁同步电机。同传统的采用表面式转子磁路结构的高速永磁同步电机相比，本发明在转子磁路结构、气隙磁密波形、制造工艺等方面有较大程度的优化，同时可降低电机成本，适合对电机性能要求较高，又具有极对数较少和转子外径较大等特点的高速永磁同步电机。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的转子截面示意图；

图3是本发明一具体实施例的结构示意图；

图4是本发明具体施例在单一励磁和混合励磁两种情况下外加相同正弦波电压时的负载电流对比。

各附图标记为：1—转轴，2—端压板，3—护套，4—磁体，4.1—N极下的主励磁磁体，4.2—N极下的副励磁磁体，4.3—S极下的副励磁磁体，4.4—S极下的主励磁磁体，5—定位键，5.1—平键，5.2—螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。