[发明专利]内置式永磁同步电机的齿槽转矩削弱结构

说明书

技术领域

本发明属于内置式永磁同步电机的设计领域，具体涉及一种用于削弱内置式永磁同步电机齿槽转矩的结构。

背景技术

目前，减小永磁同步电机齿槽转矩的方式有很多，主要分三类：改变永磁磁极参数(包括改变极弧系数、永磁体尺寸、斜极、磁极偏移等)、改变定子参数(包括改变定子的槽口宽度、斜槽、开辅助槽、优化齿槽比、不等槽口宽等)、极数与定子电枢槽数的合理组合。与本设计相似的方法是在定子齿冠开辅助槽。

通常使用在定子齿冠开辅助槽的方法来削弱齿槽转矩，它的基本原理是在齿冠上开辅助槽来提高齿槽转矩最低次谐波次数来降低齿槽转矩的幅值从而达到减小齿槽转矩的目的。齿冠上开辅助槽相当于加长了气隙的有效长度，虽然它对减小齿槽转矩有利，但是也同时减小了电机的输出转矩。而本设计并没有改变气隙的有效长度故不存在这样的问题。

发明内容

本发明目的是：提出一种内置式永磁同步电机的齿槽转矩削弱结构，该结构能够削弱内置式永磁同步电机齿槽转矩，从而改善永磁电机由于齿槽效应引起的噪声，震动等问题。

本发明的技术方案是：一种内置式永磁同步电机的齿槽转矩削弱结构，包括转轴、固定套设在所述转轴外的转子、位于所述转子外围的定子，所述转子包括固定套设在所述转轴上的转子铁芯和对称固定在该转子铁芯内的若干永磁体，在每一个所述永磁体的径向外侧均设置有一个开设在所述转子铁芯上的轴向延伸的孔，这些孔以所述转轴的中轴线为中心对称分布，并且每个孔的中心均分别位于对应永磁体的中心线上。

本发明在上述技术方案的基础上，还包括以下优选方案：

所述的孔为矩形孔。

所述的孔为半圆孔。

所述的孔为椭圆孔。

所述的孔为轴向贯通所述转子铁芯的通孔。

本发明的优点是：本设计在不影响内置式永磁同步电机性能的前提下有效的削弱了齿槽转矩的幅值。开孔后电机直轴电感有微弱的降低，不影响原来的弱磁性能，交轴电感增大明显，交直轴的比值即凸极率增大，有利于弱磁扩速和提高过载能力。设计简单有效，易于生产制造。它有助于减小电机的震动、噪声和速度波动，特别是电机在轻负荷和低速运行时效果更加明显。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步介绍：

图1为本发明实施例这种内置式永磁同步电机齿槽转矩削弱结构的轴向视图；

其中：1-转轴，2-转子，21-转子铁芯，22-永磁体，3-定子。

具体实施方式

图1示出了本发明这种内置式永磁同步电机齿槽转矩削弱结构的一个具体实施例，其包括转轴1、固定套设在所述转轴外的转子2、位于所述转子2外围的定子3。其中，转子2包括固定套设在所述转轴1上的转子铁芯21和对称固定在该转子铁芯内(内置式)的若干永磁体22。工作时，定子通电产生交变磁场，在交变磁场的作用下，转子2发生转动，转轴1随转子2同步转动而向外输出扭矩做功。

本实施例的关键改进在于：在每一个所述永磁体22的径向外侧均设置有一个开设在所述转子铁芯21上的轴向延伸的孔4，即这些孔4设置在永磁体22径向外面与转子铁芯21径向外表面之间的转子轭部，如图1。这些孔4以所述转轴1的中轴线为中心对称分布，并且每个孔4的中心均分别位于对应磁极永磁体的中心线上(如图1所示)。

所述的孔4可以是矩形孔，也可以是半圆孔，还可以是椭圆孔等其他形状的孔。具体在本例中，该孔4为椭圆孔，如图1。

而且，通常情况下，所述的孔4为轴向贯通转子铁芯21的通孔。

在设计所述孔4的位置和尺寸时，需注意以下设计要点：

I、本设计采用的是在转子轭部开设孔来削弱齿槽转矩，其主要方案是在转子内部开孔来实现的，转子开孔的位置必须是在永磁体22径向外面与转子铁芯21径向外表面之间的转子轭部，即位于永磁体22的径向外侧的转子铁芯21上。开孔的位置一定要准确，要保证开孔的中心一定要在对应磁极永磁体22的中心线(或称径向对称线、径向方向的对称中心线)上，这些孔4以转轴1的中轴线为中心对称分布，否则不但达不到削弱齿槽转矩的目的还会增大其幅值。

II、保持开孔位置的严格，首先要确定到开孔的深度对齿槽转矩的影响，通过实验可知随着开孔深度的增加(孔4距离永磁体22越近，深度越大)，齿槽转矩呈现先减小后增大的趋势，通过丰富的经验选择并通过大量的仿真实验找出最佳深度。