[发明专利]具有弓形永磁体的空心杯结构电机

说明书

本公开涉及电机技术领域，尤其涉及一种具有弓形永磁体的空心杯结构电机。本公开提供的具有弓形永磁体的空心杯结构电机包括：机壳、空心杯定子、外转子铁心、多个永磁体、内转子铁心和转子轴；沿所述转子轴的径向截面，所述永磁体包括弧形边，一字型边和两侧边，所述弧形边的对边为所述一字型边，所述弧形边和所述一字型边的两端分别与所述侧边连接，所述弧形边与所述外转子铁心的内廓抵接，所述内转子铁心的外廓与所述一字型边之间形成电机气隙，改善了电机气隙磁密波形，减小气隙磁场中谐波含量，使气隙磁场接近正弦波，从而改善了空心杯型电机反电动势波形，降低了转矩脉动，提升了电机性能。

技术领域

本公开涉及电机技术领域，尤其涉及一种具有弓形永磁体的空心杯结构电机。

背景技术

空心杯型永磁电机多应用与高转速场合，需要较高的调速精度，因此多具有正弦波相电流驱动控制，正弦波相电流需要与正弦波相反电动势相互作用，以减小电磁转矩脉动。而传统的空心杯型永磁电机，其反电动势波形中3、5、7次谐波含量较大，使电机产生电磁转矩脉动，影响电机性能与效率。空心杯型永磁电机反电动势波形谐波含量较大的主要原因是电机气隙磁场波形的正弦型较差，混入了较多的奇次谐波，使电机的气隙磁场接近梯形，因此反电动势波形的谐波含量较大。由此看来，优化电机结构，降低气隙磁场波形谐波含量，使气隙磁场波形接近正弦波是至关重要的。

传统的空心杯电机由于其气隙径向厚度均一，导致径向气隙磁阻一致，影响气隙磁场分布，使得气隙磁场谐波含量较大，正弦性较差，影响电机性能。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种具有弓形永磁体的空心杯结构电机。

本公开提供了一种具有弓形永磁体的空心杯结构电机，包括：机壳、空心杯定子、外转子铁心、多个永磁体、内转子铁心和转子轴；

所述外转子铁心、所述内转子铁心和所述转子轴由外向内依次同轴设置，且所述外转子铁心和所述内转子铁心均与所述转子轴固定连接，所述外转子铁心的径向内侧设有所述多个永磁体，多个所述永磁体沿所述外转子铁心的径向内侧依次设置，相邻两个所述永磁体的极性相反，相邻两个所述永磁体的侧面相抵接，所述内转子铁心的外侧与所述永磁体之间形成电机气隙，所述空心杯定子设置于所述电机气隙内并与机壳固定连接；

其中，沿所述转子轴的径向截面，所述永磁体包括弧形边，一字型边和两侧边，所述弧形边的对边为所述一字型边，所述弧形边和所述一字型边的两端分别与所述侧边连接，所述弧形边与所述外转子铁心的内廓抵接，所述内转子铁心的外廓与所述一字型边之间形成电机气隙。

进一步的，沿所述转子轴的径向截面，所述内转子铁心的外廓呈圆形。

进一步的，沿所述转子轴的径向截面，所述外转子铁心的外侧与所述转子轴固定连接；

所述外转子铁心的内侧与所述多个永磁体的外侧固定连接；

所述内转子铁心的内侧与所述转子轴的外侧固定连接。

进一步的，沿所述转子轴的径向截面，所述外转子铁心呈形状为圆环形；多个所述永磁体的内廓呈正多边形，多个所述永磁体的外廓呈圆形，所述内转子铁心的内廓和外廓均呈圆形。

进一步的：所述永磁体的两侧边间夹角α_p满足：

其中，p为电机极对数。

进一步的：所述弧形边与所述一字型边径向的最大距离H_max满足：R_w[1-cos(α_p/2)]≤H_max≤1.5R_w[1-cos(α_p/2)]；

其中，R_w为所述外转子铁心的内径。