[发明专利]一种超高速永磁同步电机转子结构

说明书

技术领域

本发明涉及电动机技术领域，具体涉及一种超高速永磁同步电机转子结构。

背景技术

超高速永磁同步电机考虑到转子的机械强度要求，一般使用内埋式转子结构，该结构会产生磁阻转矩，转子的漏磁系数较大，使得超高速永磁同步电机整体的功率密度较低，调速特性也较差。为了提高永磁同步电机的功率密度，现有技术一般通过提升永磁体材料的性能来实现；由于永磁体是不可再生资源，且仅依靠提升永磁体材料的性能来提升电机功率密度是有限的。因此，如何提供一种功率密度高、可调速范围广的高速/超高速永磁同步电机转子，成为本领域急需攻克的技术难题。

发明内容

本发明提出一种超高速永磁同步电机转子结构，增加了转子外周部平均磁通密，进而提升了超高速永磁同步电机的功率密度，并改善了电机调速范围。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种超高速永磁同步电机转子结构，包括转子铁芯、转子轴、设置在转子铁芯体内的永磁体模组以及设置在转子铁芯圆周边缘附近的转子槽；永磁体模组包括主永磁体和辅助永磁体；其中，主永磁体成对设置，且主永磁体对中的主永磁体均沿转子铁芯径向设置、外侧端部延伸至转子铁芯圆周表面；辅助永磁体沿垂直于转子铁芯径向方向设置，且辅助永磁体的两端与主永磁体对中的两个主永磁体距离相等；对于主永磁体对中的两个主永磁体，其相同的磁极相对设置。

进一步，永磁体模组包括两对主永磁体和一个辅助永磁体，第二主永磁体对位于第一主永磁体对的两个主永磁体之间；相邻的第二主永磁体对中的主永磁体和第一主永磁体对中的主永磁体，其不同的磁极相对设置；转子槽位于第二对主永磁体之间；辅助永磁体位于第二主永磁体对之间，且靠近转子槽。

进一步，永磁体模组包括两对主永磁体和两个辅助永磁体，第二主永磁体对位于第一主永磁体对的两个永磁体之间，第二主永磁体中的主永磁体的长度短于第一主永磁体对中的主永磁体的长度；相邻的第二主永磁体对中的永磁体和第一主永磁体对中的永磁体，其不同的磁极相对设置；转子槽位于第二主永磁体对之间；第一辅助永磁体位于第一主永磁体对的两个永磁体靠近圆心的端部之间，第二辅助永磁体位于第二主永磁体对的两个永磁体靠近圆心的端部之间。

进一步，永磁体模组包括一对主永磁体和两个辅助永磁体，转子槽位于第二主永磁体对之间；第一辅助永磁体位于主永磁体对的两个永磁体靠近圆心的端部之间，第二辅助永磁体位于主永磁体对之间并靠近转子槽。

进一步，永磁体模组包括两对主永磁体和三个辅助永磁体，第二主永磁体对位于第一主永磁体对的两个主永磁体之间，第二主永磁体中的主永磁体的长度短于第一主永磁体中的主永磁体的长度；相邻的第二主永磁体对中的主永磁体和第一主永磁体对中的主永磁体，其不同的磁极相对设置；转子槽位于第二主永磁体对之间；第一辅助永磁体位于第一主永磁体对的两个主永磁体靠近圆心的端部之间，第二辅助永磁体位于第二主永磁体对的两个主永磁体靠近圆心的端部之间，第三辅助永磁体位于第二辅助永磁体与转子槽之间并靠近转子槽。

进一步，设置在主永磁体对中的两个主永磁体端部之间的辅助永磁体，其端部与主永磁体对中的两个主永磁体的端部之间，设置有隔磁材料。

进一步，设置在主永磁体对中的两个主永磁体端部之间的辅助永磁体为弧形结构，靠近转子槽设置的辅助永磁体为板型结构。

进一步，辅助永磁体为弧形结构，设置在主永磁体对中的两个主永磁体端部之间的辅助永磁体的弧线与靠近转子槽的辅助永磁体的弧线相对设置。

进一步，主永磁体对之间的转子槽包括中心转子槽和位于中心转子槽两侧的侧转子槽，中心转子槽中放置铜条组成笼型绕组。

进一步，转子铁芯设置有四个永磁体模组，沿转子铁芯圆周均匀分布，永磁体模组之间的同样设置有转子槽。

本发明与现有技术相比，其显著优点在于，本发明在转子上设置多组永磁体，改变了转子铁芯的磁阻排布，从而增大了内埋式转子结构的磁通密度，减少了转子漏磁通，提高电机功率密度，进而改善了电机调速特性。

附图说明

图1是本发明高速永磁同步电机转子第一个实施例的结构示意图；

图2是本发明高速永磁同步电机转子第二个实施例中永磁体模组的结构示意图；

图3是本发明高速永磁同步电机转子第三个实施例中永磁体模组的结构示意图；

图4是本发明高速永磁同步电机转子第四个实施例中永磁体模组的结构示意图；

图5是本发明高速永磁同步电机转子第一个实施例中永磁体模组的结构示意图；