[实用新型]一种大轴径内置式永磁电机的转子结构及其电机

说明书

本实用新型公开了一种大轴径内置式永磁电机的转子结构及其电机，所述转子结构包括转子铁芯；所述转子铁芯沿圆周方向均匀开设2p个半梭形的磁钢槽，其中p为极对数；所述磁钢槽圆弧面为半梭形的圆弧边，半梭形的圆弧边以近圆弧方向且距转子铁芯的圆心h的点为圆心，以长度R₁为半径，所述磁钢槽底面为所述半梭形的直边。所述磁钢槽的内部固定有半梭形永磁体，所述半梭形永磁体的圆弧面与磁钢槽圆弧面的圆心位置相同且半径相等；所述转子铁芯外表面为与所述磁钢槽圆弧面平行的偏心圆弧。采用所述大轴径内置式永磁电机的转子结构可以在不损失电机性能下，降低电机产生的振动和噪声，同时也降低了转子铁芯的径向厚度，提升了转子结构的空间利用率。

技术领域

本实用新型涉及永磁电机技术领域，特别是涉及一种大轴径内置式永磁电机的转子结构及其电机。

背景技术

永磁同步电机的空载反电势是指在电枢绕组通电电流为零情况下，空载气隙磁通在电枢绕组中产生的感应电势。气隙均匀的永磁同步电机产生的空载反电势及气隙磁密均为近似平顶波，其波形畸变率高，气隙磁场含有大量的谐波。如果转子及永磁体结构设计不合理，会产生更大的谐波含量和转矩波动，导致电机产生额外的振动和噪声，降低电机的效率和使用寿命。

对于大轴径结构的内置式永磁电机，虽然可以使用常规的永磁体内置式“一字形”结构，但仍面临着空载反电势和气隙磁密为平顶波所具有的大量谐波的缺点。因此，提高空载反电势和气隙磁密正弦度，降低气隙磁密谐波含量，对降低内置式永磁电机齿槽转矩，减少电机产生的振动和噪声，提高电机效率具有重要意义。

公开号为CN 105529852 B的说明书公开了一种内置式永磁电机转子结构，其包括转子冲片和设置于所述转子冲片内部的用于放置磁体的多个磁槽，定义所述转子结构的一对极下两个磁极极弧角度分别为第一极弧角度α和第二极弧角度θ，第一极弧角度α被其所在的磁极中心线分为α1 和α2，第二极弧角度θ被其所在的磁极中心线分为θ1和θ2，并且一对极下，至少有一极满足：θ1≠θ2或者α1≠α2，其中一对极是相邻两磁槽中的磁体形成的对极。该内置式永磁电机转子结构增大了转子径向厚度，不适用于大轴径的工况。

公开号为CN 109742879 A的说明书公开了一种永磁电机转子结构，其包括转子铁芯，转子铁芯的外边缘由2p个相同的曲面沿转子铁芯的圆周方向连接而成，曲面由多段圆弧部或多段圆弧部和多段线段部沿转子铁芯的圆周方向并以对称方式依次连接而成；其中，p为大于或等于1的正整数。该转子中永磁体的结构仍为“一字形”，故永磁体产生的磁势波形没有发生变化，同时，该转子结构也增大了转子径向厚度，不适用于大轴径的工况。

发明内容

本实用新型的目的在于提供了提供一种大轴径内置式永磁电机的转子结构，能够提高空载反电势和气隙磁密波形的正弦度，降低气隙磁密谐波，降低齿槽转矩，从而降低电机产生的振动和噪声。

一种大轴径内置式永磁电机的转子结构，包括转子铁芯；所述转子铁芯沿圆周方向均匀开设2p个半梭形的磁钢槽，其中p为极对数；所述磁钢槽圆弧面为半梭形的圆弧边，所述半梭形的圆弧边以近圆弧方向且距转子铁芯的圆心h的点为圆心，以长度R₁为半径，所述磁钢槽底面为所述半梭形的直边；

所述磁钢槽的内部固定有半梭形永磁体，所述半梭形永磁体的圆弧面与磁钢槽圆弧面的圆心位置相同且半径相等；所述转子铁芯外表面为与所述磁钢槽圆弧面平行的偏心圆弧，所述偏心圆弧的半径长度为R₂。

所述磁钢槽的宽度为半梭形的直边长度α_rπ/p，其中α_r为磁钢槽圆弧面的弧长与极距的比值。

优选地，磁钢槽圆弧面的弧长与极距的比值α_r满足0.85≤α_r≤0.99。