[发明专利]低涡流损耗的永磁电机转子

说明书

技术领域

本发明涉及永磁电机转子结构，尤其是在一种低涡流损耗的永磁电机转子结构。

背景技术

随着技术的发展，钕铁硼永磁材料的性能提升和电机加工制造精度的提高，使得电机的效率逐步提高。但是，在产业技术的实践过程中发现，特别是对于一些分数槽绕组的永磁电机结构中，由于谐波磁场作用到电机的转子上，在永磁体、前转子压板及后转子压板构成的回路中感应出电流，产生损耗。并因为永磁体体积较大，使得转子上的永磁体中产生涡流，大大降低了电机的效率。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之，提供一种低涡流损耗的永磁电机转子，以期能减少永磁体的涡流损耗，提高电机的效率。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明低涡流损耗的永磁电机转子，是在转子轴上通过键连接固定设置转子铁芯、各永磁体与转子铁心配合设置，并有前转子压板和后转子压板分别固定设置在所述转子铁芯的前端面和后端面上；其结构特点是：设置所述各永磁体的表面具有绝缘层，使得在各永磁体之间、在各永磁体与转子铁心之间，在各永磁体与前转子压板之间，以及在各永磁体与后转子压板之间形成相互绝缘。

本发明低涡流损耗的永磁电机转子的结构特点也在于：所述各永磁体沿轴向分段设置为各永磁体段，并在所述各永磁体段之间形成有绝缘层。

本发明低涡流损耗的永磁电机转子的结构特点还在于：所述永磁体与转子铁心的配合设置包括，所述永磁体以内嵌式与转子铁心配合设置，以及所述永磁体以外贴式与转子铁心配合设置。

与已有技术相比，本发明有益效果体现在：

通过三维电磁场有限元仿真和实验样机的验证，采用本发明转子结构可以使分数槽永磁同步电机的最高效率由93%左右提升到95.5%左右，对于节能和提升电机的功率密度有非常重大的意义。

附图说明

图1为本发明的永磁电机转子结构示意图；

图2为图1的A-A视图；

图3为本发明中永磁体剖视结构示意图；

图4为本发明永磁体立体结构示意图；

图中标号：1转子轴、2前转子压板、3后转子压板、4永磁体、5转子铁芯。

具体实施方式

参见图1、图2，本实施例是以内嵌式″V″字型永磁极永磁电机转子结构为例，在转子轴1上通过键连接固定设置转子铁芯5、各永磁体4与转子铁心5配合设置，并有前转子压板2和后转子压板3分别固定设置在转子铁芯5的前端面和后端面上；设置各永磁体4的表面具有绝缘层，使得在各永磁体之间、在各永磁体与转子铁心之间，在各永磁体与前转子压板之间，以及在各永磁体与后转子压板之间形成相互绝缘，前转子压板和后转子压板是采用隔磁材料。

具体实施中，如图3和图4所示，各永磁体4是沿轴向分段设置为各永磁体段，并在各永磁体段之间形成有绝缘层。分段设置的各永磁体段体积较小，这使得转子上的永磁体中所产生的涡流较小，大大提升了电机的效率。

图1和图2所示为永磁体4是以内嵌式与转子铁心5配合设置，与本实施例同样的结构设置也可以应用在永磁体4以外贴式与转子铁心5配合设置的结构形式中。

具体实施中，在各永磁段的表面采用绝缘处理工艺，如塑封环氧处理，整个铁芯利用前转子压板和后转子压板夹紧并作隔磁处理。这一结构形式使得永磁体、转子铁芯、前转子压板，以及后转子压板各构件之间无法构成导电回路，在转子中出现谐波磁场的时候，回路中不感应出电流，无损耗产生。

通过电磁场的有限元分析，对于外径为170mm的已有技术中的常规永磁同步电机，采用十二极十八槽的磁场方案，由于涡流损耗的存在，在额定24KW额定功率下，转子损耗高达630瓦。而采用本发明改进结构，将永磁体分为四段，并在各永磁体段的表面形成绝缘层，则转子损耗为123瓦，降低为原来的1/5左右；实际样机对比可知，同样的条件下，本发明使电机效率提升2～2.5%，效果显著。