[发明专利]一种表面-内置式永磁电机转子

说明书

一种表面‑内置式永磁电机转子。含表面永磁体、内置永磁体、转子铁芯、转轴和隔磁磁桥。内置永磁体采用三段式“U”型结构，作为主磁极，厚度较厚，嵌放在转子铁芯内部。表面磁体采用偏心磁极结构，作为辅助磁极，厚度较薄，均匀固定在转子铁芯表面，并与内置永磁体组成一一对应排列的磁极，每个磁极有并联与串联的两种磁路结构。本发明的优点在于充分利用表面式磁极的偏心磁极结构改善气隙磁场，表面磁极对内置磁极有聚磁效应，可减小内置磁极的漏磁，同时，置磁极结构够可以放置更多永磁体提高气隙磁密，每一个内置“U”型磁体的两端都设有隔磁磁桥，内置永磁体所处空腔两端为隔磁磁桥，能够避免表面永磁体由于电枢电流的去磁效应而去磁。

技术领域

本发明属于永磁电机技术领域，特别涉及一种表面-内置式永磁电机转子。

背景技术

永磁同步电机具备体积小、质量轻、转矩密度大、效率和功率因素高等优点，广泛应用于工业以及航空航天等领域。目前，永磁电机由其转子磁路结构的不同大致可分为两类：表面式永磁同步电机和内置式永磁同步电机。表面式永磁同步电机的转子永磁体通常呈瓦片形，并位于转子铁芯的外表面上。表面式永磁同步电机具有转矩脉动小、响应速度快的优点，但由于永磁体与气隙直接相邻，易受电枢反应去磁磁场作用而去磁。内置式永磁同步电机的转子永磁体位于转子铁芯内部，这种结构可充分利用转子磁路的不对称性所产生的磁阻转矩，提高电动机的过载能和功率密度，也更适合弱磁调速。同时，由于内置永磁体不直接与气隙相邻，电枢反应的去磁磁场对内置永磁体的去磁作用较表面式永磁同步电机明显减弱，但转子漏磁又明显较表面式永磁同步电机严重，导致永磁体利用率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种表面-内置式永磁电机转子。使用本发明的表面-内置式永磁电机转子的永磁电机，同时具有表面永磁电机和内置永磁电机的优点而克服其不足。

为了达到上述目的，本发明是按以下技术方案实施的：

一种表面-内置式永磁电机转子，包括表面永磁体、内置永磁体、转子铁芯、转轴和隔磁磁桥。所述内置永磁体采用三段式“U”型结构，作为主磁极，厚度较厚，嵌放在转子铁芯内部，所述表面磁体采用偏心磁极结构，作为辅助磁极，厚度较薄，均匀固定在转子铁芯表面，并与内置永磁体组成一一对应排列的磁极，每个磁极有并联与串联的两种磁路结构。

所述内置永磁体采用三段式“U”型结构，由两侧各一段的永磁体和底侧永磁体构成，三段永磁体构成并联磁极结构，每一个内置“U”型磁极与其对应位置上的表面磁极构成串联磁极结构，形成一个由并联与串联的两种磁路结构组合的混合磁极，均匀排列在以转轴为中心的圆周上。

每一个内置“U”型磁体的两端都设有隔磁磁桥。隔磁磁桥位于内置永磁体所处铁芯内部的空腔两端。

所述并联与串联的两种磁路结构组合的混合磁极，含A、C串并联磁路磁极和B、D串并联磁路磁极；

A、C串并联磁路由内置永磁体的中间段永磁体与表面永磁体产生，磁通路径为：内置永磁体—转子铁芯—表面永磁体—气隙—定子铁芯—气隙—表面永磁体—转子铁芯—内置永磁体。

B、D串并联磁路由内置永磁体的两侧段永磁体与表面永磁体产生，磁通路径为：内置永磁体—转子铁芯—内置永磁体—转子铁芯—表面永磁体—气隙—定子铁芯—气隙—表面永磁体—转子铁芯—内置永磁体。

表面永磁体为径向充磁方式，内置永磁体为平行充磁方式.

每一个混合磁极与之相邻的两个混合磁极的一半构成串联磁极结构。

本发明的优点是：

1、由于表面-内置式永磁同步电机的特殊结构，充分利用表面式磁极的偏心磁极结构改善气隙磁场，使气隙磁场波形的正弦性更好，表面磁极对内置磁极有聚磁效应，可减小内置磁极的漏磁。