[实用新型]一种永磁助磁式同步磁阻电机

说明书

本实用新型涉及一种永磁助磁式同步磁阻电机，包括定子铁芯、转子铁芯、转轴，所述定子铁芯上绕有三相对称绕组；所述转子铁芯位于定子铁芯内部，两者之间留有气隙，并且在转子铁芯上冲有多层磁障，所述定子铁芯和转子铁芯都由非取向性硅钢片叠压而成，所述磁障部分由取向性硅钢片和永磁体填充，其余部分空置或填充非导磁材料；填充在磁障中的取向性硅钢片的轧制方向与转子铁芯d轴相平行。该电机采取取向性硅钢片和低成本永磁体相结合的方法，利用取向性硅钢片在不同方向上磁导率的不同，有效提升了所述电机的凸极差；同时在磁障中添加了低成本永磁体，并且使其形成聚磁结构，显著提升其功率密度。

技术领域

本实用新型涉及同步磁阻电机技术领域，特别是涉及一种永磁助磁式同步磁阻电机。

背景技术

永磁助磁式同步磁阻电机与直流电机相比，省去了换向机构和电刷，简化了结构，降低了运行成本，增加了运行的可靠性。与感应电机相比，永磁助磁式同步磁阻电机省去了转子铁芯上的鼠笼条或绕组，避免了转子铁芯上的损耗，使得电机的效率得到了提高。与永磁同步电机相比，永磁助磁式同步磁阻电机在转子铁芯上用价格低廉的铁氧体永磁体代替价格昂贵的稀土永磁体，更大程度上利用磁阻转矩，在保证转矩密度的前提下降低了电机成本。因此全球能源危机的背景下，永磁助磁式同步磁阻电机因其功率密度较高，结构简单，成本较低，使用寿命长等优点得到了广泛关注。

传统的同步磁阻电机在转子铁芯上冲出多层磁障，磁障方向与转子铁芯的d轴方向相平行，d轴即是磁通容易通过的低磁阻方向，q轴是磁通较难通过的高磁阻方向，两者之间相差90度电角度。同步磁阻电机利用磁通流通路径中磁阻最小原理产生磁阻性质的转矩，并且所述磁阻转矩与d,q轴电感差值(以下称为凸极差)正相关。但是传统的同步磁阻电机凸极差有一定的限度，即磁阻转矩增加到一定值后很难再增加，同时因为定子绕组需要产生较大的分量进行励磁，使得电机功率密度较低。本实用新型提出了一种新型永磁助磁式同步磁阻电机，比较传统同步磁阻电机，凸极差得到了一定提高，同时永磁体提供一部分励磁，使得功率因数得到了改善。

专利CN107046336A提出了一种同步磁阻电机模型，其所提出电机模型转子由铁磁材料制成并且在其上冲出多层槽，槽由各向异性材料或空气完全填充。该结构在一定程度上增加了同步磁阻电机的磁阻转矩，但该结构与每个槽都由各向异性材料和空气共同填充相比，其凸极差会有一定程度的下降。同时由于转子上没有励磁源，使得该专利所提出的电机模型功率因数较低。专利CN105703502A提出了一种同步磁阻电机转子结构，该结构转子铁芯由转子冲片叠压而成，并且其上冲出多层栅格，部分栅格中放置永磁体，其余部分空置或填充环氧树脂等非导磁非导电材料。该结构具有加工简单，高速下机械强度高等特点。但是该结构和传统同步磁阻电机相比，凸极差没有显著的增加，即磁阻转矩没有大的提升，只是由于在转子栅格中加入了稀土永磁体使得该电机的永磁转矩得到了一定的提升，但是稀土永磁体价格昂贵，这就使得其所发明的电机成本大幅度提升。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：传统同步磁阻电机凸极差有一定的限度，因此磁阻转矩达到一定值后很难再增加，会出现转矩密度在负载增加的情况下难以进一步提高的问题；同时由于转子铁芯上没有励磁源，定子绕组需要产生较大的分量进行励磁，使得电机功率因数较低；针对以上问题，本实用新型提供一种新型永磁助磁式同步磁阻电机，通过在空气磁障中部分放置取向性硅钢片和价格低廉的永磁体，其余部分空置或放置非导磁材料，可以在很大程度上提升了同步磁阻电机的凸极差，提高其转矩密度，并且永磁体采用聚磁结构，能有效减少定子电流的励磁分量，使得所实用新型的电机功率因数得到了很大程度的提升。

本实用新型解决所述技术问题采用的技术方案是：一种永磁助磁式同步磁阻电机，包括定子铁芯、转子铁芯、转轴，所述定子铁芯上绕有三相对称绕组；所述转子铁芯位于定子铁芯内部，两者之间留有气隙，并且在转子铁芯上冲有多层磁障，其特征在于；