[发明专利]一种具有反凸极特性的永磁同步电机转子结构

说明书

本发明公开了一种具有反凸极特性的永磁同步电机转子结构，包括转子铁心和交轴磁障，所述转子铁心内设有多个沿着径向延伸的永磁体槽，所述多个永磁体槽沿着周向间隔分布，每个所述永磁体槽内均设有永磁体，所述交轴磁障包括第一磁障和第二磁障，所述第一磁障呈弧形，且沿着周向间隔分布在所述转子铁心上，所述第二磁障呈漏斗状，且沿着周向间隔分布在所述转子铁心上。该具有反凸极特性的永磁同步电机转子结构通过在转子交轴处设置沿半径方向和沿圆周方向的磁障，使交轴电感减小，提高电机空载气隙磁密的正弦性。同时反凸极结构可以达到更宽的运行速度，扩速能力更强。

技术领域

本发明涉及永磁电机技术领域，特别涉及一种具有反凸极特性的永磁同步电机转子结构。

背景技术

永磁同步电机日益广泛应用于各个领域，但因磁场调节困难限制了其在调速范围要求高的场合的应用。传统正凸极永磁同步电机空载反电势高，高速段采用弱磁控制限制反电动势时，一旦变频器逆变失败，弱磁将失控，可能产生瞬间回馈发电现象，使变频器功率器件损坏。以上因素限制了传统正凸极永磁同步电机的发展和应用。

随着反凸极永磁同步电机的发展，其优势也逐渐凸显，与传统正凸极永磁同步电机相比主要优点包括：相同弱磁状态下，反凸极永磁同步电机直轴电感大，所需直轴电流小，当逆变器容量固定时，交轴电流更大，有利于维持永磁转矩和功率；交轴电感小，负载时电机主磁路不易饱和，过载能力强；空载时其空载反电动势低，在相同阻抗情况下具有更强的短路电流抑制能力。因此，反凸极结构电机将会在数控机床主轴系统和电动车驱动系统等调速范围要求高的场合得到广泛应用。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明实施例提出一种具有反凸极特性的永磁同步电机转子结构，该具有反凸极特性的永磁同步电机转子结构通过在转子交轴处设置沿半径方向和沿圆周方向的磁障，使交轴电感减小，提高电机空载气隙磁密的正弦性。同时反凸极结构可以达到更宽的运行速度，扩速能力更强。

根据本发明实施例的具有反凸极特性的永磁同步电机转子结构，包括转子铁心和交轴磁障。

所述转子铁心内设有多个沿着径向延伸的永磁体槽，所述多个永磁体槽沿着周向间隔分布，每个所述永磁体槽内均设有永磁体。

所述交轴磁障包括第一磁障和第二磁障，所述第一磁障呈弧形，且沿着周向间隔分布在所述转子铁心上，所述第二磁障呈漏斗状，且沿着周向间隔分布在所述转子铁心上。

在一些实施例中，还设有第三磁障，所述第三磁障位于所述永磁体外侧且与所述永磁体连接，所述第三磁障靠近永磁体部分的截面为矩形，另一部分截面为梯形，且所述梯形部分的小径端与所述矩形部分连接。

在一些实施例中，还设有支撑件，所述支撑件位于所述转子铁心的内圆处，所述支撑件截面呈厚度不均匀的多边形，所述支撑件厚截面处与所述永磁体连接。

在一些实施例中，所述支撑件薄截面处与所述转子铁心之间形成空腔，所述空腔即为所述第二磁障。

在一些实施例中，所述支撑件是抗磁材料。

在一些实施例中，所述永磁体沿径向分布且充磁方向为切向，相邻的两块永磁体充磁方向相反。

在一些实施例中，所述支撑件中心具有圆孔，所述圆孔的直径为D1。

在一些实施例中，所述多个永磁体可以分为多组，每组永磁体组包括两个关于所述转子铁心中点对称分布的两个所述永磁体，且两个所述永磁体之间的距离为D2。

在一些实施例中，所述转子铁心外圆直径为D3，且D1、D2、D3之间满足0.5*D1≤D3-D2。