[发明专利]转子组件和永磁电机

说明书

技术领域

本发明属于电机设备技术领域，具体涉及一种转子组件和永磁电机。

背景技术

传统永磁电机，例如8极永磁电机，其具有8组永磁体，围绕转子中心沿旋转方向布置，并且相邻的永磁体具有不同的磁化方向。从一块永磁体N极出发的磁力线经过定子铁芯到达相邻永磁体的S极。一条磁力线在回路中至少穿过两个永磁体，因此，永磁体利用不充分，并且因此导致电机成本较高。

现有技术中提出了一种交替极永磁电机，仍以8极电机为例，其上仅有4个永磁极，并且相邻的永磁体具有相同的磁化方向长度。有永磁体安装槽的称为永磁极，两个永磁体安装槽之间的软磁材料被永磁极磁化成与具有与永磁极相反的极性，因此称为交替极永磁电机。

尽管这种电机可以显著降低永磁体使用量，从而大幅降低电机成本，但是由于相邻磁极材料的差异，如果按照常规电机进行设计，那么在交替极上无法形成较大的气隙磁密，导致电机出力不足，并且由于相邻磁极下的气隙磁密的不对称在电机运行过程中产生了很大的转矩脉动。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种转子组件和永磁电机，能够形成较大的气隙磁密，增加电机出力，并且显著降低电机运行过程中的转矩波动。

为了解决上述问题，本发明提供一种转子组件，包括转子铁芯，转子铁芯上沿周向间隔设置有多个安装槽，安装槽内设置有永磁体，各永磁体面向转子外周缘的极性为同一极性，相邻的安装槽被软磁材料间隔开，安装槽的两端与其周向方向上相邻的软磁材料之间均具有第一空气槽，安装槽靠近转子铁芯外周缘的一侧设置有两个第二空气槽，一个第二空气槽设置在安装槽的第一端，另一个第二空气槽设置在安装槽的第二端，且两个空气槽相向延伸。

优选地，第一空气槽从转子铁芯的外缘向内侧延伸；或，第一空气槽位于转子铁芯的外周缘内侧。

优选地，第二空气槽从转子铁芯的外缘向内侧延伸，第二空气槽与第一空气槽连通且与安装槽相隔开；或，第二空气槽位于转子铁芯外周缘内侧，且与安装槽在端部连通；或，第二空气槽位于转子铁芯外周缘内侧，且与安装槽在隔开。

优选地，安装槽为一字型或V字形。

优选地，位于相邻的两个安装槽之间的软磁材料形成交替极，同一交替极的周向两端的两个第一空气槽与转子铁芯的中心连线形成的最小夹角为b，同一安装槽对应的两个第二空气槽与转子铁芯的中心连线所形成的最小夹角为a，0.8≤b/a≤1.1。

优选地，永磁体的磁化方向的厚度为t，第一空气槽的深度为d，深度为从第一空气槽的最靠近转子转轴中心的位置到转子铁芯外周缘的径向距离，其中，0.5t≤d≤2t。

优选地，第二空气槽具有沿径向方向上的宽度w1，第二空气槽靠近安装槽一侧的边缘与转子铁芯的外周缘之间的距离为w2，其中0.9≤w1/w2≤1.1。

优选地，同一安装槽内的永磁体靠近第二空气槽一侧的两个最外端与转子中心连线形成夹角c，其中0.7≤a/c≤1。

优选地，第二空气槽内填充有非导磁材料。

优选地，各安装槽内的永磁体数量大于或等于1。

优选地，永磁体内含有稀土元素。

根据本发明的另一方面，提供了一种永磁电机，包括转子组件，该转子组件为上述的转子组件。

优选地，永磁电机还包括定子，定子套设在转子组件外，定子的内周侧具有沿着定子的周向排布的齿，转子组件设置在齿围成的圆形空隙内，并可以相对齿不接触地旋转。

本发明提供的转子组件，包括转子铁芯，转子铁芯上沿周向间隔设置有多个安装槽，安装槽内设置有永磁体，各永磁体面向转子外周缘的极性为同一极性，相邻的安装槽被软磁材料间隔开，安装槽的两端与其周向方向上相邻的软磁材料之间均具有第一空气槽，安装槽靠近转子铁芯外周缘的一侧设置有两个第二空气槽，一个第二空气槽设置在安装槽的第一端，另一个第二空气槽设置在安装槽的第二端，且两个空气槽相向延伸。由于永磁体安装槽靠近转子铁芯外周缘的一侧两端开有第二空气槽，此第二空气槽一方面改变了永磁极面向气隙时的磁通面宽度，另一方面在永磁极的两端形成了空气槽，通过调整交替极面向气隙的磁通面宽度与永磁极面向气隙的磁通面宽度使二者达到最佳配合，不仅可以提升电机的输出转矩，提升性能，而且可以改善相邻磁极磁密波形的不对称，降低转矩波动，增加电机出力，提高电机工作性能。

附图说明

图1是本发明第一实施例的转子组件的结构示意图；

图2是本发明第二实施例的转子组件的结构示意图；

图3是本发明第三实施例的转子组件的结构示意图；