[发明专利]电动机转子及内置式永磁电动机

说明书

技术领域

本发明涉及电动机领域，具体而言，涉及一种电动机转子及内置式永磁电动机。

背景技术

内置永磁同步电动机(IPM)因为永久磁铁埋在转子铁芯内，转子的牢固性增强并且减小永磁体内部的涡流损耗。永磁体内置式永磁同步电动机d轴、q轴方向之间电感存在差异，除了可以利用电机的永磁转矩之外还可以利用电机的磁阻转矩，得以提高电机的效率。因此其应用越来越广泛，内置永磁同步电动机电磁转矩由永磁转矩与磁阻转矩构成，其电磁转矩公式如下：

T=p(L_d-L_q)i_di_q+pψ_PMi_q

式子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磁链，L_d、L_q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、q轴方向上的分量。通过增加第二项中间的Ψ_PM以及通过提高电机d、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。

永磁辅助式同步磁阻电机作为永磁同步电机和同步磁阻电机的结合体，最大限度的利用了电机的磁阻转矩，并采用永磁转矩进行辅助，综合了两种电机的优点，其电机效率和功率因数都较高，因此越来越得到重视。

图1展示了现有技术中转子包含一层永磁体的内置式永磁同步电机（IPM），转子1’包含由电磁钢板叠压而成的转子铁芯2’，转子铁芯2’上均匀分布了四个永磁体槽3’，永磁体槽3’中放置永磁体4’，电机主要利用永磁体4’与定子绕组磁场作用产生的永磁转矩进行工作。

图2展示了现有技术中转子包含两层永磁体的永磁辅助式同步磁阻电机，转子1’包含由电磁钢板叠压而成的转子铁芯2’，转子铁芯2’上均匀分布了四组对应的第1层永磁体槽3a’和第2层永磁体槽3b’，两层永磁体槽中分别放置了外永磁体4a’和内永磁体4b’，电机主要利用永磁体与定子绕组磁场作用产生的永磁转矩和转子由于d、q轴方向电感差所产生的磁阻转矩进行工作。

现有技术中的电机仍然存在着稀土永磁体使用量大造成成本较高以及效率仍较低的技术问题。

发明内容

本发明旨在提供一种电动机转子及内置式永磁电动机，以解决现有技术中的电机永磁体使用量大，效率较低的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电动机转子，包括铁芯，铁芯上设置沿周向设置的多组永磁体磁极，每组永磁体磁极包括多层永磁体槽，在每一组永磁体磁极中，部分永磁体槽中嵌入永磁体，其他永磁体槽中设置能导通磁通的磁桥。

进一步地，每组永磁体磁极包括两层永磁体槽，在每一组永磁体磁极中，外层的永磁体槽中嵌入永磁体，内层的永磁体槽中设置磁桥。

进一步地，每组永磁体磁极包括三层永磁体槽，在每一组永磁体磁极中，最外层的永磁体槽中嵌入永磁体，内层的两个永磁体槽中设置磁桥。

进一步地，在一个永磁体槽中，磁桥设置为多个。

进一步地，磁桥设置为三个。

进一步地，在一组永磁体磁极中，一个永磁体槽中的磁桥的总宽度L与一个永磁体槽中的永磁体的宽度T的数值关系为：

进一步地，磁桥在永磁体槽中以永磁体槽的中线对称分布。

进一步地，具有磁桥的永磁体槽中，在电动机转子旋转方向上游侧的磁桥的宽度大于旋转方向下游侧的磁桥的宽度。

进一步地，永磁体槽的宽度由中间向电动机转子旋转方向下游侧的磁桥位置逐渐变窄。

进一步地，在一组永磁体磁极中，具有磁桥的永磁体槽的对称中心线相对于具有永磁体的永磁体槽向转子旋转下游侧偏移。

进一步地，永磁体槽的横截面形状为直线形、U形、弧形或V形。

根据本发明的另一方面，提供了一种内置式永磁电动机，包括转子和定子，转子是上述的电动机转子。

进一步地，转子的相邻内层永磁体槽末端外表面之间的距离W大于定子的齿宽S。

应用本发明的技术方案，通过在不设置永磁体的永磁体槽中设置磁通的磁桥，得以在使用较少量稀土永磁体情况下，使永磁辅助式同步磁阻电动机的永磁转矩与磁阻转矩的合成转矩到达较大水平，进而提高了电机的效率。

附图说明