[发明专利]一种高聚磁式混合永磁转子结构

说明书

本发明涉及高转矩密度永磁电机技术领域，具体涉及一种高聚磁式混合永磁转子结构，包括高聚磁式混合永磁转子，高聚磁式混合永磁转子包括转子铁心和永磁体，转子铁心和永磁体相互配合设置；永磁体包括若干个辐向永磁体和若干个切向永磁体，若干个辐向永磁体和切向永磁体沿圆周状交替排列分布；转子铁心被切向永磁体分割为内部铁心和外部铁心。本发明转子采用辐向永磁体和切向永磁体混合磁极结构，相较于传统的辐向永磁转子结构或表贴式永磁转子结构，这种混合转子结构能够极大增强电机的聚磁效果，并有效抑制永磁体极间漏磁现象，有助于提升永磁电机的转矩密度。该结构不仅能够用于传统的非磁场调制式永磁电机，还适用于磁场调制式永磁电机。

技术领域

本发明涉及高转矩密度永磁电机技术领域，具体涉及一种高聚磁式混合永磁转子结构。

背景技术

永磁电机由于具有高效率、高功率密度和高可靠性等优点而被广泛应用于电动汽车、风力发电、航空航天、家用电器等各个领域。在风力发电等低速大转矩应用场合，采用电直驱系统可去除齿轮箱，直接消除由齿轮传动引起的噪声和故障，有助于进一步提升电机系统效率和可靠性。

目前，直驱系统对永磁电机的转矩密度提出很高的要求。若传统永磁电机直驱化，为提升其转矩密度，必须增加转子永磁体极对数，但是，永磁体极对数增多无疑加剧了永磁体极间漏磁现象，永磁体利用率大幅度降低。传统的径向充磁永磁转子结构，亦所谓的表贴式永磁转子结构，虽呈现出功率密度高、磁极结构简单、控制方式优越等优点，但该类型转子结构聚磁效果较差，永磁体利用率较低，不利于永磁电机转矩密度的提升。传统的辐向充磁永磁转子结构，亦即所谓的Spoke型永磁转子结构，虽能增加电机的聚磁效应，但其永磁体极间漏磁现象仍较为严重，同样不利于永磁电机转矩密度的提升。因此，在保持较高永磁体利用率的前提下，增强永磁转子结构的聚磁效应，减小永磁体极间漏磁，对永磁电机转矩密度提升具有十分重要的现实意义。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种高聚磁式混合永磁转子结构，能够有效抑制永磁体极间漏磁现象，通过减小永磁体极间漏磁来提升电机的转矩密度。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种高聚磁式混合永磁转子结构，包括高聚磁式混合永磁转子，所述高聚磁式混合永磁转子包括转子铁心和永磁体，所述转子铁心和永磁体相互配合设置，该高聚磁式混合永磁转子结构可用于外转子永磁电机，也可由于内转子永磁电机。

所述永磁体包括若干个辐向永磁体和若干个切向永磁体，若干个所述辐向永磁体和切向永磁体沿圆周状交替排列分布。

所述转子铁心被切向永磁体分割为内部铁心和外部铁心，所述内部铁心和外部铁心内外对应设置。

优选地，所述内部铁心靠近气隙侧的内侧对称边角处设置有凸起结构，所述外部铁心的外侧中部边缘处设置有燕尾齿结构。

优选地，所述转子铁心的夹角为θ₁，所述内部铁心的内侧半径为r₁，所述内部铁心的外侧半径为r₃，所述外部铁心的内侧半径为r₂，所述外部铁心的外侧半径为r₄；所述转子铁心的夹角θ₁为4.1°，所述内部铁心的内侧半径与内部铁心的外侧半径的关系为r₁/r₃＝0.917，所述内部铁心的内侧半径与外部铁心的外侧半径的关系为r₁/r₄＝0.0.877。

优选地，所述内部铁心的凸起结构初始位置所在圆半径为r₅，所述燕尾齿结构的外径为r₆，所述凸起结构和燕尾齿结构的倾斜角均为θ₂，且θ₂＝30°，所述凸起结构和燕尾齿结构均进行半径为r₀的圆角处理。

优选地，所述转子铁心由硅钢片叠压而成。