一种新型永磁电机的转子.pdf

本发明涉及永磁电机，特别涉及永磁电机的转子，具体为一种新型永磁电机的转子。解决现有永磁电机由于其转子的上述结构缺陷所带来的问题。该永磁电机的转子包括转轴，叠压配合于转轴上且其上开有磁钢槽、通风孔的转子冲片，以及插于磁钢槽内的磁钢；所述的转子冲片为U型磁路结构，即呈U形分布的三个磁钢槽构成一个磁极；每个磁极下开有两个隔磁桥孔，转子冲片与转轴采用过盈配合；磁钢与转子冲片间隙配合，每段磁钢两端缝隙采用硅橡胶灌封。磁钢槽两端开设有用于消除应力集中的圆角。本发明为研发更大功率、更高转速的永磁电机提供现实依据。

1.  一种新型永磁电机的转子，包括转轴（1），叠压配合于转轴（1）上且其上开有磁钢槽（4）、通风孔（6）的转子冲片（7），以及插于磁钢槽内的磁钢（2）；其特征在于所述的转子冲片为U型磁路结构，即呈U形分布的三个磁钢槽构成一个磁极；每个磁极下即三个呈U形分布的磁钢槽所围的范围内，开有两个隔磁桥孔（5），两个隔磁桥孔分别位于每个磁极的两侧磁钢槽的内侧及转子冲片外缘；转子冲片（7）与转轴（1）采用过盈配合；磁钢（2）与转子冲片间隙配合，每段磁钢两端缝隙采用硅橡胶灌封。

2.  根据权利要求1所述的一种新型永磁电机的转子，其特征在于磁钢槽（4）两端开设有用于消除应力集中的圆角（3）。

3.  根据权利要求1或2所述的一种新型永磁电机的转子，其特征在于通风孔（6）全部开在磁极下。

4.  根据权利要求3所述的一种新型永磁电机的转子，其特征在于每个磁极下的通风孔为五个。

5.  根据权利要求1或2所述的一种新型永磁电机的转子，其特征在于隔磁桥孔（5）为腰形。

6.  根据权利要求3所述的一种新型永磁电机的转子，其特征在于隔磁桥孔（5）为腰形。

7.  根据权利要求1或2所述的一种新型永磁电机的转子，其特征在于转子冲片（7）采用0.5mm厚硅钢片制成；磁钢（2）采用N38EH高工作温度、高磁能积的稀土永磁体。

一种新型永磁电机的转子
技术领域
本发明涉及永磁电机，特别涉及永磁电机的转子，具体为一种新型永磁电机的转子。
背景技术
由于永磁电机具有体积小、重量轻、转动惯量小、动态响应速度快、动态性能平衡等诸多优点，近年来，永磁电机的研究和推广应用受到人们普遍重视。加之，电子技术和控制技术的快速发展，永磁电机的控制技术亦已成熟并日趋完善。可以毫不夸张的说，永磁电机已广泛使用于各个领域，其市场前景十分广阔。因此，永磁电机必将成为下一代新型电机发展主流。在永磁电机设计过程中转子冲片作为永磁电机的关键零部件其创新设计尤其重要。
现有永磁电机转子冲片结构如图1所示，其结构特点如下：a.采用V型磁路结构冲片（呈V型分布的两个磁钢槽构成一个磁极）。b.磁钢槽两端基本呈平角设计。c.每极磁钢槽下未设计隔磁桥孔。d.冲片与转轴安装既采用过盈配合又采用键定位。上述的结构特点带来如下缺陷：a. 该结构转子电机的启动及调速性能差，每极下提供的磁通有限，导致电机功率密度小，恒功范围窄。b.该结构转子磁钢槽周边与磁钢接触处产生应力集中，易造成冲片局部损伤。c.该结构转子漏磁系数小，气隙中谐波含量高，磁钢利用率低，导致电机容量小。d.该结构转子叠压工艺复杂，电机安全裕量过大，导致电机不仅成本高，而且制造周期长。
发明内容
本发明解决现有永磁电机由于其转子的上述结构缺陷所带来的问题，提供一种新型永磁电机的转子。
本发明是采用如下技术方案实现的：一种新型永磁电机的转子，包括转轴，叠压配合于转轴上且其上开有磁钢槽、通风孔的转子冲片，以及插于磁钢槽内的磁钢；所述的转子冲片为U型磁路结构，即呈U形分布的三个磁钢槽构成一个磁极；每个磁极下即三个呈U形分布的磁钢槽所围的范围内，开有两个隔磁桥孔，两个隔磁桥孔分别位于每个磁极的两侧磁钢槽（构成每个磁极的三个磁钢槽分成两侧的和中间的）的内侧及转子冲片外缘；转子冲片与转轴采用过盈配合；磁钢与转子冲片间隙配合，每段磁钢两端缝隙采用硅橡胶灌封。采用U型磁路永磁结构，优化了磁路，提高了电机的启动和过载能力，有效减小了转子重量，增加了电机效率和容量。每个磁极下增加隔磁桥孔，在不影响冲片强度情况下，可减小漏磁，增大磁钢利用率，提高电机容量。冲片与转轴采用过盈配合，在保证了电机可靠性的同时，简化了转子叠压工艺，降低了成本及制造周期。每段磁钢两端缝隙采用硅橡胶灌封，不仅起到完全固定永磁体的作用，而且固化后的弹性体能够减小电机运行时磁钢承受冲击振动，保证长期可靠的有效密封。
进一步地，磁钢槽两端开设有用于消除应力集中的圆角。圆角设计消除了磁钢槽周边应力集中问题，增大电机冲片局部强度。只要明白圆角设计的目的是消除应力集中，圆角在磁钢槽两端的具体位置以及圆角的具体形状，对本领域技术人员来讲是公知的或者是容易设计得到的。
本发明所述的永磁电机的转子提高了电机的启动和过载能力，增加了电机效率和容量。最大程度上体现了永磁电机结构简单、体积小、重量轻、损耗小、效率高等优点。采用内转子U形磁路永磁结构，在满足电机特性要求下，一方面提高电机的抗去磁能力和功率密度，另一方面提高了磁钢利用率，提高电机的性能、可靠性及寿命，减少了电机成本。增加隔磁桥孔及圆角设计，很好提高了磁性能利用，同时增加了磁钢槽周边的强度，达到提高电机的可靠性目的。本发明为研发更大功率、更高转速的永磁电机提供现实依据。
附图说明
图1为现有永磁电机的转子冲片结构示意图；
图2为本发明所述的永磁电机转子结构示意图；
图中：1－转轴，2－磁钢，3－圆角，4－磁钢槽，5－隔磁桥孔，6－通风孔，7－转子冲片。
具体实施方式
一种新型永磁电机的转子，包括转轴1，叠压配合于转轴1上且其上开有磁钢槽4、通风孔6的转子冲片7，以及插于磁钢槽内的磁钢2；所述的转子冲片为U型磁路结构，即呈U形分布的三个磁钢槽构成一个磁极；每个磁极下即三个呈U形分布的磁钢槽所围的范围内，开有两个隔磁桥孔5，两个隔磁桥孔分别位于每个磁极的两侧磁钢槽（构成每个磁极的三个磁钢槽分成两侧的和中间的）的内侧及转子冲片外缘；转子冲片7与转轴1采用过盈配合；磁钢2与转子冲片间隙配合，每段磁钢两端缝隙（即与磁钢槽间的缝隙）采用硅橡胶灌封。磁钢槽4两端开设有用于消除应力集中的圆角3。具体实施时，通风孔6全部开在磁极下。每个磁极下的通风孔为五个。所述的隔磁桥孔5为腰形，以进一步提高其减小漏磁的效果。转子冲片7采用0.5mm厚硅钢片制成。磁钢2采用N38EH高工作温度、高磁能积的稀土永磁体。