[发明专利]一种含非对称磁极的永磁电机转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机设计领域，特别是一种含非对称磁极的永磁电机转子。

背景技术

近些年，由于永磁电机具有高转矩密度、高效率，被广泛应用于家电、电动汽车、风力发电和航空航天等场合。高能量密度的稀土永磁材料在永磁电机的设计和产品化中备受青睐。

传统的永磁电机使用大量价格较高的稀土永磁材料，是其生产成本较高的主要原因。为了解决这一问题，发明专利200710010915.0提供了交替极永磁电机，永磁体的数量仅为传统永磁电机的一半，降低了电机的总成本。

但是，交替极永磁电机的转轴端部会有单极性漏磁，使得电机的转轴发生磁化，这将对整个电机系统的可靠性和安全性产生影响。

发明专利201611011019.1提出采用转子分段的方法，在转子和转轴内部提供漏磁路径，削弱了转轴端部的磁化。

然而，仍存在着如下不足：

1.会使得气隙中产生轴向漏磁，降低了电机的转矩输出能力。

2.交替极永磁电机在q＝0.5(q为每极每相槽数)时，其反电势中含有大量偶次谐波，这会增加电机的转矩脉动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种含非对称磁极的永磁电机转子，该含非对称磁极的永磁电机转子能在降低电机成本和保证转矩输出能力的同时，削弱转轴端部的漏磁及其磁化，并降低转矩脉动。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种含非对称磁极的永磁电机转子，包括转子铁心和永磁体。

转子铁心为导磁材料。

转子铁心的圆周外表面或内表面沿周向均匀布设有2i个铁心凸极，其中，i＝p/3，p为电机极对数，且p为3的倍数。

相邻两个铁心凸极之间的转子铁心的圆周外表面或内表面均设置有两个永磁体槽，每个永磁体槽内各嵌套一个永磁体。

每个永磁体的圆心角均小于或等于对应永磁体槽的圆心角。

位于相邻两个铁心凸极之间的两个永磁体的充磁方向相反，且位于同一个铁心凸极两侧的两个永磁体的充磁方向相同。

每个永磁体的圆心角均小于对应永磁体槽的圆心角，每个永磁体与相邻铁心凸极之间均设置有周向隔磁槽。

周向隔磁槽的系数其中θ_b为周向隔磁槽的圆心角，θ_m为永磁体的圆心角，k_c取值范围在0-0.2之间。

永磁体的极弧系数α_p＝θ_mp/π，其中θ_m为永磁体的圆心角；p为电机极对数，且p为3的倍数；α_p取值范围在0.6-1.0之间。

永磁体的充磁方式为径向充磁或平行充磁。

还包括转轴，转子铁心同轴固定套装在转轴外周，2i个铁心凸极均匀布设在转子铁心的圆周外表面。

还包括固定轴，定子同轴固定套装在固定轴的外周，两者形成为一体结构；固定轴两端分别从定子两端伸出，并且固定轴的两个伸出端各套装一个轴承；转子铁心同轴套设在定子外周，并且转子铁心通过支撑体同轴安装在轴承上；2i个铁心凸极均匀布设在转子铁心的圆周内表面。

本发明采用上述结构后，由于位于相邻两个铁心凸极之间的两个永磁体的充磁方向相反，因而，转轴端部就不会产生单极性漏磁，转轴端部也就不会被磁化。更为重要的是，本发明反电势的谐波含量比传统的表贴式永磁电机和交替极永磁电机少，故转矩脉动较小。另外，本电机即可电动运行，也可发电运行。本发明既可以用于内转子电机，也可以用于外转子电机。

附图说明

图1显示了本发明实施例1中一种含非对称磁极的永磁电机转子的结构示意图。

图2显示了本发明实施例2中一种含非对称磁极的永磁电机转子的结构示意图。

图3显示了实施例1中转轴端部40mm处的磁密对比示意图。

图4显示了实施例1中反电势与转子位置的波形对比示意图。

图5显示了实施例1中反电势与谐波阶次关系的对比示意图。

图6显示了实施例1中电磁转矩对比示意图。

其中有：

1.转子铁心；11.永磁体槽；12.铁心凸极；13.周向隔磁槽；

2.永磁体；3.转轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1永磁电机转子为内转子