[实用新型]分段斜极式永磁同步电机转子

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种永磁同步电机转子。

背景技术

永磁电机与传统励磁电机相比具有结构简单、损耗小、功率因数高、效率高、功率密度高、起动力矩大、温升低、轻量化等显著特点。随着稀土永磁材料（特别是钕铁硼永磁材料）磁性能的不断提高和完善以及价格的逐步降低，永磁电机研究开发逐步成熟，使永磁电机在国防、工农业生产和日常生活等方面获得了越来越广泛的应用。

永磁电机是依靠安装在转子上的永久磁铁产生磁场的电机，其定子结构与普通同/异步电机基本相同，即由硅钢片叠压构成的定子铁心和嵌在定子铁心槽内的定子线圈组成，并通以三相交流电从而在定子线圈内产生旋转磁场。永磁电机转子主要由转子铁心和永磁体构成，这是永磁电机与其他类型电机的主要区别，转子磁路结构是永磁电机的关键技术所在。转子采用的磁路结构不同，则电动机的运行性能、控制策略、制造工艺和使用场合也不同。

与其他类型的电机不同，永磁同步电机的主磁场由固定在转子上按一定规律分布的永磁体产生，为提高永磁体的利用效率，制造结构紧凑的电机，往往气隙较小，因此气隙磁密分布受定子槽的影响较大。这对电机运行而言引来了齿槽转矩，使输出转矩不平稳；对电机供电而言造成反电势谐波加重，导致功率因素降低。

为了削弱齿槽效应的影响，电机制造时常采用定子斜槽形式，但定子斜槽会导致定子槽有效面积减少，影响绕组线圈嵌线。而且在大功率永磁同步电机制造中，定子绕组常采用成型绕组，成型绕组在定子斜槽中嵌装难度高，不宜大规模生产。另一种削弱齿槽效应的方法是采用转子斜极，考虑到转子连续斜极时转子冲片、永磁体的加工难度，因此采用转子分段错位的方法等效转子斜极。

分段斜极的效果受转子分段数、分段斜极角的影响，除此之外由于转子分段连接时旋转错位相连，还存在分段连接端部轴向漏磁的问题。中国专利申请201110330939.0号披露了一种分段斜极的永磁电机转子，转子铁心采用同一种转子冲片组成，在轴向分为长度相等的两段，两段转子铁心叠压后各自对应永磁体的磁极中心线之间有夹角θ₃。这种永磁电机转子由于分段连接面上没有限制分段端部轴向漏磁的措施，无法避免漏磁，导致永磁体利用率差。

此外，由于高速列车牵引电机具有速度高、功率大的特点，致使电机转子需承受极大的离心力作用。《分段式永磁同步电机转子结构》实用新型专利中所述的在轴向上间隔添加隔板的方法虽然使得所述转子结构能承受极大离心力，且能确保电机的有效轴长，但由于隔板所在的平面没有硅钢片等导磁材料，造成了该部分永磁体所提供的磁场需要经过磁阻近似与空气的隔板，因此所述结构的转子降低了永磁体的利用率。

实用新型内容

为克服现有的分段斜极永磁电机转子无法避免漏磁，导致永磁体利用率低的缺点，本实用新型提供了一种既能削弱齿槽效应，又能避免发生分段端部轴向漏磁，永磁体利用率高的分段斜极式永磁同步电机转子。

分段斜极式永磁同步电机转子，包括转轴和沿转轴的轴向均匀分布的多个转子单元，每个转子单元均包括沿转轴周向均匀分布的永磁体和导磁部，相邻转子单元的永磁体的磁极中心线之间有磁极夹角θ；

其特征在于：永磁体和导磁部间隔分布，导磁部之间相互独立；

磁极夹角θ=360°/[N*LCM(Z₁,2p)]；其中，N为转子分段数，Z₁为定子槽数，p为电机极对数，LCM(Z₁,2p)为Z₁和2p的最小公倍数。

进一步，相邻的转子单元之间设有由非导磁材料制成的单元隔板，转子单元和单元隔板上均设有将所有转子单元和单元隔板轴向锁紧的拉紧螺栓。单元隔板隔断相邻转子单元之间的磁力线。

进一步，每个转子单元均设有导磁片，永磁体的靠近转轴的内侧设有内侧导磁片，永磁体的远离转轴的外侧设有外侧导磁片，内侧导磁片和外侧导磁片设置于永磁体的充磁方向上。

进一步，转子单元的导磁部包括套接于转轴的铁心部和与永磁体一一对应的极靴部，永磁体的内端面贴紧铁心部，永磁体的外端面贴紧极靴部，极靴部与铁心部之间相互独立，相邻的极靴部之间相互独立。所谓的极靴部与铁心部之间相互独立是指极靴部与铁心部之间有间隔，即极靴部与铁心部之间未连通。相邻的极靴部之间相互独立是指相邻的极靴部之间未连通，每个极靴部是独立的部件。

铁心部和极靴部分别由多片硅钢片叠片叠合而成，转子隔板和单元隔板均由多片隔板叠片叠合而成。

铁心部设有允许转轴贯穿的轴孔，铁心部与转轴键连接，铁心部上开设键槽，转轴上设有平键。