[发明专利]轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子及其制造方法

权利要求书

1.一种轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子，其特征在于，包括转子转轴以及沿转子转轴轴向设置的若干个钕铁硼永磁同步转子模块，相邻的两个钕铁硼永磁同步转子模块之间设置有铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块；

所述铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块包括若干个圆环形转子叠片一和若干个铁氧体永磁磁钢，若干个所述转子叠片一叠压后固定，若干个所述铁氧体永磁磁钢沿周向均匀插设于叠压后的若干个转子叠片一中；

所述钕铁硼永磁同步转子模块包括若干个圆环形转子叠片二和若干个钕铁硼永磁磁钢，若干个所述转子叠片二叠压后固定，若干个所述钕铁硼永磁磁钢沿周向均匀插设于叠压后的若干个转子叠片二中。

2.根据权利要求1所述的轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子，其特征在于，所述转子叠片一包括圆环形导磁硅钢片一以及沿导磁硅钢片一周向均匀设置的若干组磁钢槽一组，所述磁钢槽一组包括2-5层磁钢槽一，所述磁钢槽一内设有所述铁氧体永磁磁钢和空气磁障一。

3.根据权利要求2所述的轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子，其特征在于，所述转子叠片二包括圆环形导磁硅钢片二以及沿导磁硅钢片二周向均匀设置的若干个磁钢槽二，所述磁钢槽二内设有所述钕铁硼永磁磁钢和空气磁障二。

4.根据权利要求3所述的轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子，其特征在于，所述磁钢槽一与导磁硅钢片一的外圆之间设置有隔磁桥一，所述磁钢槽二与导磁硅钢片二的外圆之间设置有隔磁桥二。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子，其特征在于，所述钕铁硼永磁同步转子模块和铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块均分别与转子转轴过盈配合。

6.根据权利要求1-4任意一项所述的轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子，其特征在于，所述转子转轴的外部沿轴向设置有定位凸起，所述钕铁硼永磁同步转子模块和铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块的内侧均开设有与定位凸起配合的定位槽。

7.根据权利要求1-4任意一项所述的轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子，其特征在于，位于转子两端的钕铁硼永磁同步转子模块的端部设置有磁钢压板。

8.根据权利要求1-4任意一项所述的轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子，其特征在于，所述铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块为内置结构，所述钕铁硼永磁同步转子模块为内置结构或者表贴结构。

9.一种轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子的制造方法，用于权利要求1所述轴向模块组合式磁阻辅助永磁同步电机转子，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块的d轴一与钕铁硼永磁同步转子模块的d轴二之间的夹角，分别加工转子叠片一和转子叠片二内侧的定位槽；

所述铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块的d轴一与钕铁硼永磁同步转子模块的d轴二之间的夹角按照如下方式确定：

(1)确定铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块产生最大转矩的内功率因数角：

根据永磁同步电机的转矩表达式：

式中，T_em1为电机转矩，p为电机的极对数，ψ_pm1为铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块永磁体产生的磁链，i_s为定子电流空间矢量，β₁为i_s与铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块的d轴一的夹角，L_dpm1为铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块的直轴电感，L_qpm1为铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块的交轴电感；

其中，p、ψ_pm1、L_dpm1、L_qpm1和i_s均为已知量，对永磁同步电机的转矩表达式的β₁函数取导数，求得极大值点为β_PMA-SynRM，即铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块产生最大转矩的内功率因数角为β_PMA-SynRM度；

(2)确定钕铁硼永磁同步转子模块产生最大转矩的内功率因数角：

根据永磁同步电机的转矩表达式：

式中，T_em2为电机转矩，p为电机的极对数，ψ_pm2为钕铁硼永磁同步转子模块永磁体产生的磁链，i_s为定子电流空间矢量，β₂为i_s与钕铁硼永磁同步转子模块的d轴二的夹角，L_dpm2为钕铁硼永磁同步转子模块的直轴电感，L_qpm2为钕铁硼永磁同步转子模块的交轴电感；

其中，p、ψ_pm2、L_dpm2、L_qpm2和i_s均为已知量，对永磁同步电机的转矩表达式的β₂函数取导数，求得极大值点为β_pm，即钕铁硼永磁同步转子模块产生最大转矩的内功率因数角为β_pm度；

(3)将钕铁硼永磁同步转子模块的d轴二沿转子转轴投影到铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块，d轴二投影后与铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块的d轴一夹角为(β_PMA-SynRM-β_pm)/p度，即铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块的d轴一与钕铁硼永磁同步转子模块的d轴二之间的夹角为(β_PMA-SynRM-β_pm)/p度；

S2、将若干个转子叠片一叠压后固定，再插入铁氧体永磁磁钢，形成铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块；将若干个转子叠片二叠压后固定，再插入钕铁硼永磁磁钢，形成钕铁硼永磁同步转子模块；

S3、将钕铁硼永磁同步转子模块和铁氧体永磁辅助同步磁阻转子模块依次套装在转子转轴上。