[发明专利]一种永磁电机的永磁部件

说明书

本专利提供一种可以增大输出扭矩、降低反电势的永磁电机的永磁部件，它至少具有在径向上位于不同位置的两层永磁体层，其中靠近电机绕组侧的至少一个永磁体层即近绕组永磁体层具有至少一对近绕组永磁体，每对近绕组永磁体中的两块近绕组永磁体的磁极中线相交于该近绕组永磁体层远离电机绕组的一侧。本专利中，每对近绕组永磁体形成的近磁场与远离电机绕组侧的至少一个永磁体层即远绕组永磁体层中的永磁体形成的远磁场合成了永磁部件的合成磁场，合成磁场的d轴磁场强度峰值小于远磁场d轴磁场强度峰值，合成磁场的q轴磁场强度小于远磁场的q轴磁场强度，因此可以在相同的输入电流情况下获得更高的转矩，和或具有更低的反电势。

技术领域

本专利涉及永磁电机，具体地说，是永磁电机的永磁部件即转子或者定子。

背景技术

永磁电机具有效率高，控制简单，功率密度大等特点，正在被广泛应用。常规的永磁电机具有永磁体的永磁部件如转子磁场的分布大多都是以正弦规律设计，以便获得平稳的扭矩和减少谐波等不利因素。由于正弦曲线90°和270°位置的磁场最强，所以，对应着这种电机其反电势的规律也是正弦曲线，具有较高的反电势。对于电机来说，高电压和强磁场有利于提高电机的效率和提高电机的功率密度，但是，高的磁场强度会产生高的反电势，对于电机控制器的功率器件而言，反电势峰值过高会损坏功率器件，因此，现有的永磁电机限制了电机的功率密度。这就需要一种既能够提高电机的扭矩(同时提高功率密度)，又有较低的反电势的电机结构。

具有永磁体的永磁部件是永磁电机的关键部件，其磁场的设计，决定着电机的转子的扭矩输出能力和反电势的大小。

例如，参见图1所示的转子等示意图，转轴9上设置冲片1，在冲片1上具有在径向上位于不同位置的两层永磁体层，其中靠近定子上的电机绕组2侧的永磁体层为近绕组永磁体层3，近绕组永磁体层3在周向上具有多对近绕组永磁体，每对近绕组永磁体都有两块成v形排列的近绕组永磁体 4、5。远离定子上的电机绕组2侧的永磁体层为远绕组永磁体层6，每对远绕组永磁体都有两块成 v形排列的远绕组永磁体7、8。一对近绕组永磁体中的两块近绕组永磁体4、5和一对远绕组永磁体中的两块远绕组永磁体7、8均关于同一个对称轴对称。近绕组永磁体4的磁极中线(通过永磁体两个磁极的直线)41与近绕组永磁体5的磁极中线51的交点A位于对称轴上，且交点A在近绕组永磁体层3靠近电机绕组的一侧。远绕组永磁体7的磁极中线71与远绕组永磁体8的磁极中线81的交点B也位于对称轴上，且交点B也在远绕组永磁体层6靠近电机绕组的一侧。

这样，一对近绕组永磁体4、5形成的近磁场与一对远绕组永磁体7、8形成的远磁场合成了转子的合成磁场，其合成磁场的d轴磁场强度峰值较大，而q轴磁场强度较小，也就是说，常规的两层双v结构的永磁体层，两层永磁体层中的每对永磁体的夹角都小于180度，使磁场向对称中心聚集，形成磁场强度尖峰，其磁场强度分布规律曲线参见图1中的c曲线，因此，现有的永磁电机具有更高的反电势，且输出扭矩较小。

发明内容

本专利的目的在于提供一种可以增大输出扭矩、降低反电势的永磁电机的永磁部件。

本专利所述的永磁电机的永磁部件，至少具有在径向上位于不同位置的两层永磁体层，其中靠近电机绕组侧的至少一个永磁体层即近绕组永磁体层具有至少一对近绕组永磁体，每对近绕组永磁体中的两块近绕组永磁体的磁极中线相交于该近绕组永磁体层远离电机绕组的一侧。

本专利中，每对近绕组永磁体形成的近磁场与远离电机绕组侧的至少一个永磁体层即远绕组永磁体层中的永磁体形成的远磁场合成了永磁部件的合成磁场，合成磁场的d轴磁场强度峰值小于远磁场d轴磁场强度峰值，合成磁场的q轴磁场强度小于远磁场的q轴磁场强度，因此可以在相同的输入电流情况下获得更高的转矩，和或具有更低的反电势。

上述的永磁电机的永磁部件，永磁部件为转子，电机绕组位于环绕转子的定子上。

上述的永磁电机的永磁部件，永磁部件为定子，电机绕组位于转子上。