[发明专利]一种非对称蝴蝶型内置式永磁同步电机

说明书

本发明涉及一种非对称蝴蝶型内置式永磁同步电机，包括双层永磁体、隔磁磁桥、隔磁磁障和转子铁芯，不同极性磁极下的永磁体隔磁磁障角度设计成不同形状，即相同极性下磁极的隔磁磁桥结构对称，不同极性下磁极的隔磁磁桥结构不对称；一个极下的隔磁磁障尺寸较小，另一个极下的隔磁磁障尺寸较大，在不增加永磁体的情况下提高磁阻转矩，降低气隙磁密谐波含量。优点：1）不同磁极下的永磁体隔磁磁障角度设计成非对称形状，类似于蝴蝶的翅膀，一个极下的隔磁磁障是短翅膀，另一个极下的隔磁磁障是长翅膀。具有磁阻转矩比重高、转矩密度高的优点。2）降低气隙磁密谐波含量，具有转矩脉动低的优点。3）加工简单，制作方便。

技术领域

本发明是一种非对称蝴蝶型内置式永磁同步电机，属于永磁同步电机技术领域。

背景技术

内置式永磁同步电机由于具有低速过载能力强，高速恒功率运行范围宽等优点在航空电力驱动领域应用越来越广泛。最典型的内置式结构为单层一字型和V形，这两种单层内置式高速永磁同步电机结构由于气隙磁密接近于梯形而非正弦形，使得气隙磁密中含有大量的低次谐波。这些低次谐波在电机低速运行时，使得转矩脉动变大，电机噪声变大。在高速弱磁运行时，使得定子铁芯损耗增加，电机效率降低。

多层内置式高速永磁同步电机相比于单层永磁体结构，具有气隙磁密谐波含量低、磁阻转矩利用率大等优点，越来越受到航空电力驱动领域的青睐。但是常规的多层结构也有它的缺点，随着永磁体层数的增加，会使得漏磁增大，转矩密度下降。由于多层结构需要多个隔磁磁桥，多个隔磁磁桥的饱和，使得气隙磁密畸变严重，导致转矩脉动变大。所以需要提出一种能够提高转矩密度、降低转矩脉动的内置式永磁同步电机结构。

发明内容

本发明提出的是一种非对称蝴蝶型内置式永磁同步电机，其目的在于针对现有永磁同步电机存在的转矩密度低、转矩脉动大等缺陷，提出了一种应用于高转矩密度、低转矩脉动双层内置式永磁同步电机转子，旨在提高磁阻转矩比重，从而提高电机的平均转矩输出。该转子亦具有转矩脉动小、铁芯损耗低等优点，实现高功率密度和低噪声的运行。

本发明的技术解决方案：一种非对称蝴蝶型内置式永磁同步电机，包括双层永磁体、隔磁磁桥、隔磁磁障和转子铁芯，不同极性磁极下的永磁体隔磁磁障角度设计成不同形状，即相同极性下磁极的隔磁磁桥本身的结构对称，不同极性下磁极的隔磁磁桥结构不相同；一个极下的隔磁磁障尺寸较小，另一个极下的隔磁磁障尺寸较大，在不增加永磁体的情况下提高磁阻转矩，降低气隙磁密谐波含量。

本发明的有益效果：

1）通过将不同磁极下的永磁体隔磁磁障角度设计成非对称形状，该结构类似于蝴蝶的翅膀，一个极下的隔磁磁障是短翅膀，另一个极下的隔磁磁障是长翅膀。非对称蝴蝶型内置式永磁同步电机具有磁阻转矩比重高、转矩密度高的优点。

2）非对称蝴蝶型内置式永磁同步电机还可以降低气隙磁密谐波含量，具有转矩脉动低的优点。

3）两层永磁体形状相同，且都为长方形。两层永磁体采用一字型结构，且形状大小相同。非对称蝴蝶型内置式永磁同步电机具有加工简单，制成方便的优点。

附图说明

附图1是非对称蝴蝶型内置式永磁同步电机的转子结构示意图。

附图2是隔磁磁障是短翅膀的转子结构示意图。

附图3是隔磁磁障是长翅膀的转子结构示意图。

图中1-1、1-2为两层永磁体；2-1、2-2、2-3、2-4为隔磁磁障；3-1、3-2、3-3、3-4、3-5、3-6、3-7、3-8为隔磁磁桥；4为转子铁芯。

具体实施方式