[发明专利]一种外转子同步磁阻电机转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机转子，尤其涉及一种外转子同步磁阻电机转子。

背景技术

同步磁阻电机是一种依靠磁阻转矩运行的电机，磁阻转矩根源于交直轴磁阻不等的转子结构，交直轴磁阻差异越大则磁阻转矩越大。相较于感应电机该类电机无转子侧绕组,可获得更高的效率,并且还有更好的调速特性。相交于永磁电机，该电机无永磁体，成本更低，并且无永磁体退磁的风险。因此该类电机在电梯、家电、车辆驱动等行业种崭露头角。

   专利号为CN103098346A、CN1881757B、CN101443982A、CN101039059A等专利皆提供了一种磁阻电机转子结构和实施方法，但它们都是内转子结构，不适用于外转子电机。实用新型专利CN202798407U，介绍了一种外转子结构。其转子由导磁材料及其上的镂空槽组成。虽能实现基本功能，但具有如下缺陷。1.该结构具备磁桥，即在转子靠近气隙侧，有导磁材料将各导磁通道互相连接，这种结构将弱化交直轴磁阻差异，从而降低磁阻转矩，不适用需要大功率密度的应用场合；2.该转子结构靠近气隙侧的两个镂空槽之间靠细薄结构连接存在力学上的薄弱环节，其强度和刚度较差，不适合在大转矩或大离心力的场合应用。3.该申请未阐明各导磁通道和不导磁通道厚度、宽度、分布方式的内在规律，不利于实际设计应用。这些缺陷构成了其工程应用的局限性。

发明内容

本发明提供了一种提高了磁阻转矩、适用于大功率密度场合和大转矩场合、加工制造方便的外转子同步磁阻电机转子。

为达到发明目的本发明采用的技术方案是：

一种外转子同步磁阻电机转子，其特征在于：包括一转子轭，所述转子轭上安装有沿圆周均匀分布的偶数个磁极单元，所述磁极单元包括安装架，所述安装架内安装有数个沿径向方向依次排列的磁道，相邻的所述磁道之间设有间隙。 这样设置保证了沿交轴方向的磁场必须通过间隙，从而获得很大的磁阻，直轴电感小；沿直轴方向的磁路，平行的通过磁道，导磁性良好，直轴电感小。  

进一步，所述磁道的宽度沿径向方向从离转子轭距离近的到离转子轭距离远的依次减小，所有磁道的宽度和为                                               ，其中t_s为电机定子的平均齿宽，α_p为计算极弧系数，在0.637至0.8之间，K为调整系数，在0.7~1.3之间，P为电机的极对数，Z₁为电机定子的槽数。这样设置保证了定子和转子的饱和程度基本相当。

进一步，所述磁道的最末端均处于同一圆的圆周上。保证磁道和电机定子构成的气隙在径向方向厚薄均匀。

进一步，相邻的所述磁道之间的间隙宽度沿径向方向从离转子轭距离近的到离转子轭距离远的依次减小或依次增加。通过这种不等间距设置的方法，抑制转子齿槽效应，从而降低转矩波动和电机的振动和噪声。

进一步，相邻的所述磁道之间的间隙内填充有空气或不导磁材料，保证相邻磁道之间无导磁磁桥，即无漏磁磁路，从而获得较低的交轴电感。

进一步，所述磁道在电机工作时的磁密小于2.0特斯拉。保证在磁道中不出现过饱和现象，避免 直轴电感随电流增加而快速降低。

进一步，所述磁道和安装架沿其对称中线对称设置，其横截面形状为U型或半圆型。横截面形状还可以是其它能够完成弯曲的形状。这样设置能保证磁路转向平缓。

进一步，所述磁道通过压板压装在安装架上，相邻的所述磁道之间通过不导磁的隔板连接，以保证压紧力通过隔板依次传递，并且每个隔板都能提供两个摩擦面，能提高磁道承受转矩的能力。

进一步，所述磁道沿安装架轴向分段设置。分段数应以压板的力学性能以及磁道所需的压紧力决定，若磁道沿轴向方向长度过长，不分段设置会导致压力不够，压板变形过大，分段能避免这种现象。

进一步，所述转子轭是一沿轴向具有厚度的转子轭，其内表面为圆柱面或平面。 以便保证磁极单元安装方便。

本发明的有益效果：

（1）本发明是一无磁桥结构，各磁道之间无相互联接的导磁部分，易于提高交直轴电感差异性，从而提高了磁阻转矩，适用于需要大功率密度的应用场合。

（2）本发明无应力集中的薄弱环节，作为承载主体的各磁道的刚度和强度都能得到保障，适合在大转矩或大离心力的场合应用。

（3）加工制造方便，单个磁极单元单独加工完成后，再若干个拼装，每个磁极单元结构简单、无复杂曲面，单个零件加工方便，无需复杂工艺手段，适合工程应用。