專利名稱：一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及永磁同步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
無刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子對(duì)電機(jī)的激磁效果主要取決于磁鋼的激磁，高磁密的激磁可以讓電機(jī)獲得較高的磁負(fù)荷，提高電機(jī)的功率密度。目前的電機(jī)激磁技術(shù)中，要想電機(jī)獲得較高的磁負(fù)荷必須選擇高性能的稀土磁鋼材料；采用低性能永磁材料(如鐵氧體)的電機(jī)， 由于磁負(fù)荷過低，使電機(jī)的功率密度低、外形尺寸大，應(yīng)用場(chǎng)合受到很大的限制。高功率密度電機(jī)雖然已逐步被市場(chǎng)接受，但由于稀土資源緊缺，近年來稀土成本翻倍增長(zhǎng)，因此現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)已無法滿足高性價(jià)比產(chǎn)品的市場(chǎng)要求。例如中國(guó)專利CN 2097466U號(hào)公開了一種電機(jī)用永磁轉(zhuǎn)子，由永磁鐵芯、轉(zhuǎn)子軸和左右端蓋組成，永磁鐵芯由硅鋼片和長(zhǎng)條形永磁體組成，硅鋼片為整體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部帶有成對(duì)均勻布置的細(xì)槽，長(zhǎng)條形永磁體插人硅鋼片的細(xì)槽中，永磁鐵芯緊裝在轉(zhuǎn)子軸上，左右端蓋將鐵芯壓緊、固定、密封。該轉(zhuǎn)子即采用在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)鑲嵌永磁體的結(jié)構(gòu)，由于采用單一的激磁手段，因此轉(zhuǎn)子較難達(dá)到高水平的磁負(fù)荷，為此不得不采用高成本的稀土類材料。又有中國(guó)專利CN 101123386 B號(hào)公開了一種切向磁鋼永磁同步電機(jī)，包括定子鐵心、電樞繞組，切向磁化永磁體、轉(zhuǎn)了 N極導(dǎo)磁體、轉(zhuǎn)子S極導(dǎo)磁體、轉(zhuǎn)軸、傳動(dòng)端固定杯罩、 非傳動(dòng)端固定杯罩，軸承、前端蓋，后端蓋和機(jī)殼，其中電樞繞組嵌繞十定子鐵心槽內(nèi)構(gòu)成電機(jī)定子；切向磁化永磁體、轉(zhuǎn)子N極導(dǎo)磁體、轉(zhuǎn)子S極導(dǎo)磁體用傳動(dòng)端固定杯罩和非傳動(dòng)端固定杯罩緊固裝于轉(zhuǎn)軸上，構(gòu)成電機(jī)轉(zhuǎn)子；電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子安裝在機(jī)殼內(nèi)，機(jī)殼兩端分別安裝前端蓋和后端蓋，前端蓋和后端蓋分別通過軸承安裝在轉(zhuǎn)軸上，切向磁化永磁體和轉(zhuǎn)子N極導(dǎo)磁體、轉(zhuǎn)子S極導(dǎo)磁體向一端延伸或分別向兩端延伸，使其軸向長(zhǎng)度超出定子鐵心的軸向長(zhǎng)度，超出的長(zhǎng)度不超出電樞繞組外端部，延伸端位于電樞繞組端接部分之下，長(zhǎng)出部分轉(zhuǎn)子外徑比與定子鐵心對(duì)應(yīng)部分轉(zhuǎn)子外徑小。該電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)也采用內(nèi)嵌永磁體結(jié)構(gòu)，并且該轉(zhuǎn)子內(nèi)的永磁體向兩端部延伸，超出轉(zhuǎn)子鐵芯長(zhǎng)度，利用定子端部繞組的漏磁來增大氣隙磁密，但是端部漏磁的磁通量較小并且非常不穩(wěn)定，故增加部分對(duì)氣隙磁密的貢獻(xiàn)和增大永磁體以及鐵芯長(zhǎng)度的成本相比就不具有性價(jià)比。又有此類轉(zhuǎn)子在制造過程中轉(zhuǎn)子鐵芯無法一次沖壓成型，轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體需要互相貼合而成，費(fèi)時(shí)費(fèi)力進(jìn)一步增加了成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中所涉及的問題，本發(fā)明提供一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供了一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)嵌有由永磁材料制成的主激磁磁鋼，所述轉(zhuǎn)子鐵芯兩端設(shè)置有由永磁材料制成的輔激磁磁鋼， 所述輔激磁磁鋼外設(shè)有用于導(dǎo)通磁路的導(dǎo)磁板，所述主激磁磁鋼和輔激磁磁鋼在轉(zhuǎn)子鐵芯中形成的磁極數(shù)量相同且極性相同。
通常轉(zhuǎn)子鐵芯和導(dǎo)磁板均為良好的導(dǎo)磁材料，而內(nèi)嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯中的主激磁磁鋼結(jié)構(gòu)，形成內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子，為電機(jī)的主激磁；轉(zhuǎn)子鐵芯兩端設(shè)置的輔激磁磁鋼和導(dǎo)磁板形成軸向磁路回路，為電機(jī)的輔激磁。在本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中主激磁磁鋼和輔激磁磁鋼向同一導(dǎo)磁體(轉(zhuǎn)子鐵芯的一個(gè)磁極)共同激磁，聚磁于同一轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極，如此有效提高了轉(zhuǎn)子的激磁效果，同樣明顯提高了電機(jī)的磁負(fù)荷。作為一種優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)開有容納主激磁磁鋼的成對(duì)布置的沖片槽，所述成對(duì)的沖片槽以轉(zhuǎn)子鐵芯軸線為對(duì)稱中心對(duì)稱分布。作為一種優(yōu)選，所述成對(duì)布置的沖片槽的一端通過連接槽相連，所述連接槽內(nèi)以及沖片槽的另一端均設(shè)有磁橋。作為一種優(yōu)選，所述輔激磁磁鋼的截面形狀為圓形或扇形。作為一種優(yōu)選，所述輔激磁磁鋼的截面形狀為扇形且其數(shù)量為主激磁磁鋼數(shù)量的一半。作為一種優(yōu)選，所述沖片槽的截面形狀為π形或W形。作為一種優(yōu)選，所述成對(duì)布置的沖片槽的軸線所成的角度為30-70°并且相交于轉(zhuǎn)子鐵芯的對(duì)稱中心。本發(fā)明還提供了一種永磁同步電機(jī)，包括如上所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯外設(shè)有定子鐵芯，所述定子鐵芯內(nèi)嵌有定子繞組，所述轉(zhuǎn)子鐵芯和定子鐵芯之間設(shè)有氣隙。作為一種優(yōu)選，所述轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸。作為一種優(yōu)選，所述主激磁磁鋼和輔激磁磁鋼均為鐵氧體類永磁材料。綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中主激磁磁鋼和輔激磁磁鋼向同一導(dǎo)磁體(轉(zhuǎn)子鐵芯的一個(gè)磁極)共同激磁，聚磁于同一轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極，如此有效提高了轉(zhuǎn)子的激磁效果，同樣明顯提高了電機(jī)的磁負(fù)荷。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在校核動(dòng)平衡時(shí)可以在導(dǎo)磁板上相應(yīng)的添加或去除物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡。2、本發(fā)明的永磁同步電機(jī)可以獲得較大的磁負(fù)荷，因此可以采用較廉價(jià)的非稀土類永磁材料，節(jié)約了成本，性價(jià)比較高。


圖1為本實(shí)施例的示意圖； 圖2為本實(shí)施例的橫截面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖以實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖1至2所示，一種永磁同步電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯4，轉(zhuǎn)子鐵芯4內(nèi)嵌有由永磁材料制成的主激磁磁鋼3，轉(zhuǎn)子鐵芯4兩端設(shè)置有由永磁材料制成的輔激磁磁鋼6，輔激磁磁鋼6外設(shè)有用于導(dǎo)通磁路的導(dǎo)磁板5，主激磁磁鋼3和輔激磁磁鋼6在轉(zhuǎn)子鐵芯4中形成的磁極數(shù)量相同且極性相同，轉(zhuǎn)子鐵芯4內(nèi)開有容納主激磁磁鋼3的成對(duì)布置的沖片槽，沖片槽的截面形狀為η形或W形，成對(duì)的沖片槽以轉(zhuǎn)子鐵芯4軸線為對(duì)稱中心對(duì)稱分布，成對(duì)布置的沖片槽的軸線所成的角度為30-70°并且相交于轉(zhuǎn)子鐵芯4的對(duì)稱中心，成對(duì)布置的沖片槽的一端通過連接槽相連，連接槽內(nèi)以及沖片槽的另一端均設(shè)有磁橋，輔激磁磁鋼6 的截面形狀為圓形?；蛘卟捎脠D1和2中并未示出的輔激磁磁鋼6的截面形狀為扇形，且其輔激磁磁鋼6數(shù)量為主激磁磁鋼3數(shù)量的一半。轉(zhuǎn)子鐵芯4外設(shè)有定子鐵芯1，定子鐵芯內(nèi)嵌有定子繞組2，轉(zhuǎn)子鐵芯4和定子鐵芯1之間設(shè)有氣隙。轉(zhuǎn)子鐵芯4內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸，主激磁磁鋼3和輔激磁磁鋼6均為鐵氧體類永磁材料。轉(zhuǎn)子鐵芯4和導(dǎo)磁板5均為良好的導(dǎo)磁材料；主激磁磁鋼3鑲嵌在轉(zhuǎn)子鐵芯4內(nèi)部，形成內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，為電機(jī)的主激磁；輔激磁磁鋼6貼在轉(zhuǎn)子鐵芯4的兩側(cè)，并使用導(dǎo)磁板5形成軸向磁路回路，為電機(jī)的輔激磁。主激磁磁鋼3產(chǎn)生的激磁磁極和輔激磁磁鋼6在轉(zhuǎn)子鐵芯4中磁極數(shù)量相同且極性相同。如此主輔激磁可以形成電機(jī)轉(zhuǎn)子多塊磁鋼向同一導(dǎo)磁體共同激磁效果，并聚磁于轉(zhuǎn)子鐵芯4的同一磁極；如此有效提高了轉(zhuǎn)子的激磁效果，同樣明顯提高了電機(jī)的磁負(fù)荷；此外電機(jī)增加的輔助磁路的軸向尺寸低于低于定子繞組2的端部，不影響電機(jī)的空間布置。因此該發(fā)明適合于低性能永磁材料(如鐵氧體) 的替代高性能鐵氧體(如釹鐵硼)的電機(jī)方案，特別適用于無稀土材料的低成本高功率密度電機(jī)方案。以長(zhǎng)徑比為1的轉(zhuǎn)子舉例，在采用相同的磁性材料的前提下，比僅采用內(nèi)嵌永磁體磁鋼轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的聚磁鐵芯可增加磁密40%以上。本發(fā)明和已有技術(shù)相比較，其效果是積極和明顯的。本發(fā)明充分利用了轉(zhuǎn)子的軸向空間，配合η形或W形沖片槽的轉(zhuǎn)子沖片鐵芯，能有效增加轉(zhuǎn)子的聚磁效果，明顯提高電機(jī)的磁負(fù)荷及功率密度，采用本發(fā)明技術(shù)的無刷直流電機(jī)可以既避免稀土的應(yīng)用，又能滿足高功率密度的設(shè)計(jì)要求。以上說明僅僅是對(duì)本發(fā)明的解釋，使得本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能完整的實(shí)施本方案，但并不是對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀完本說明書后可以根據(jù)需要對(duì)本實(shí)施例做出沒有創(chuàng)造性貢獻(xiàn)的修改，這些都是不具有創(chuàng)造性的修改。但只要在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)都受到專利法的保護(hù)。
權(quán)利要求
1.一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯(4)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4)內(nèi)嵌有由永磁材料制成的主激磁磁鋼(3)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4)兩端設(shè)置有由永磁材料制成的輔激磁磁鋼(6)，所述輔激磁磁鋼(6)外設(shè)有用于導(dǎo)通磁路的導(dǎo)磁板(5)，所述主激磁磁鋼 (3)和輔激磁磁鋼(6)在轉(zhuǎn)子鐵芯(4)中形成的磁極數(shù)量相同且極性相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4) 內(nèi)開有容納主激磁磁鋼(3)的成對(duì)布置的沖片槽，所述成對(duì)的沖片槽以轉(zhuǎn)子鐵芯(4)軸線為對(duì)稱中心對(duì)稱分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述成對(duì)布置的沖片槽的一端通過連接槽相連，所述連接槽內(nèi)以及沖片槽的另一端均設(shè)有磁橋。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3任一所述的一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述輔激磁磁鋼(6)的截面形狀為圓形或扇形。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述輔激磁磁鋼 (6 )的截面形狀為扇形且其數(shù)量為主激磁磁鋼(3 )數(shù)量的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述沖片槽的截面形狀為η形或W形。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于所述成對(duì)布置的沖片槽的軸線所成的角度為30-70°并且相交于轉(zhuǎn)子鐵芯(4)的對(duì)稱中心。
8.—種永磁同步電機(jī)，其特征在于包括如權(quán)利要求1至7任一所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4 )外設(shè)有定子鐵芯(1)，所述定子鐵芯內(nèi)嵌有定子繞組(2 )，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4 )和定子鐵芯(1)之間設(shè)有氣隙。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種永磁同步電機(jī)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4)內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)軸ο
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種永磁同步電機(jī)，其特征在于所述主激磁磁鋼(3)和輔激磁磁鋼(6)均為鐵氧體類永磁材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)嵌有由永磁材料制成的主激磁磁鋼，轉(zhuǎn)子鐵芯兩端設(shè)置有由永磁材料制成的輔激磁磁鋼，輔激磁磁鋼外設(shè)有用于導(dǎo)通磁路的導(dǎo)磁板，主激磁磁鋼和輔激磁磁鋼在轉(zhuǎn)子鐵芯中形成的磁極數(shù)量相同且極性相同。本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中主激磁磁鋼和輔激磁磁鋼向同一導(dǎo)磁體(轉(zhuǎn)子鐵芯的一個(gè)磁極)共同激磁，聚磁于同一轉(zhuǎn)子鐵芯的磁極，如此有效提高了轉(zhuǎn)子的激磁效果，同樣明顯提高了電機(jī)的磁負(fù)荷。
文檔編號(hào)H02K21/14GK102377264SQ20111037139
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者袁沛海 申請(qǐng)人:浙江邁雷科技有限公司