專利名稱：一種永磁同步電機(jī)及其弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種永磁同步電機(jī)及其弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
隨著永磁同步電機(jī)開(kāi)發(fā)和控制技術(shù)逐漸成熟，以及永磁體在性能和產(chǎn)業(yè)化方面的不斷發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)Σ捎糜来磐诫姍C(jī)，特別是永磁同步變頻調(diào)速電機(jī)的興趣和需求越來(lái)越大。目前，永磁同步電機(jī)大量應(yīng)用于各種伺服電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域、以及石油鉆采和電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)等。永磁同步電機(jī)包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子鐵芯的各極均設(shè)有永磁體，永磁體可以內(nèi)置于轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)，即轉(zhuǎn)子鐵芯上加工出沿軸向延伸的安裝孔，將永磁體置于安裝孔內(nèi)并固定。轉(zhuǎn)子鐵芯上還設(shè)有隔磁橋，位于永磁體兩端。然而，現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)存在下述技術(shù)問(wèn)題永磁體質(zhì)量以及轉(zhuǎn)子鐵芯本身的質(zhì)量所引起的離心力均會(huì)作用于隔磁橋，隔磁橋需承受較大的壓力，影響隔磁橋的強(qiáng)度，進(jìn)而無(wú)法滿足電機(jī)的電磁性能要求，而且，傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)也存在工藝性差、永磁體安裝效率也較低等問(wèn)題。尤其當(dāng)電機(jī)功率較大，如IOOkw以上，且轉(zhuǎn)速也較高，如1000r/min以上的永磁同步電機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域,如中央空調(diào)壓縮機(jī)永磁直驅(qū)領(lǐng)域,永磁體和轉(zhuǎn)子鐵芯的離心力對(duì)隔磁橋的影響更為明顯，采用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)更難以滿足要求。因此，如何降低永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中離心力對(duì)隔磁橋造成的影響，提高強(qiáng)度，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要解決的技術(shù)問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的為提供一種永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，弧形的開(kāi)口朝向轉(zhuǎn)子鐵芯中心，可以降低轉(zhuǎn)子鐵芯離心力對(duì)隔磁橋的影響；且該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)各極中永磁體的數(shù)目至少為兩個(gè)，各永磁體之間具有加強(qiáng)筋，則轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體的離心力對(duì)隔磁橋的影響得以降低。本實(shí)用新型的另一目的是提供一種包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)。為達(dá)到本實(shí)用新型的第一目的，本實(shí)用新型提供一種永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的各極均設(shè)有永磁體和隔磁橋，各極中所述永磁體的數(shù)目至少為兩個(gè)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)有與所述永磁體數(shù)目對(duì)應(yīng)以用于安裝所述永磁體的安裝孔，各所述安裝孔之間的轉(zhuǎn)子鐵芯部分形成加強(qiáng)筋；各極內(nèi)的所述永磁體呈弧形布置，且弧形開(kāi)口朝向轉(zhuǎn)子鐵芯的中心。優(yōu)選地，各極中所述永磁體沿各級(jí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子鐵芯端面的徑向中心線對(duì)稱分布。優(yōu)選地，各極中所述永磁體的數(shù)目為三個(gè)。優(yōu)選地，各極中兩端的所述永磁體的尺寸小于所述安裝孔的尺寸，以形成兩端的
隔磁空隙。優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的極數(shù)為四極、六極或八極。該實(shí)用新型中永磁體呈弧形分布且開(kāi)口朝向轉(zhuǎn)子鐵芯的中心，則弧形內(nèi)部的轉(zhuǎn)子鐵芯產(chǎn)生的離心力對(duì)隔磁橋產(chǎn)生的影響得以降低；另，弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的每一極設(shè)有至少兩個(gè)永磁體，且永磁體之間具有加強(qiáng)筋，則隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，弧形永磁體范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子鐵芯的質(zhì)量、永磁體的質(zhì)量產(chǎn)生的離心力將由加強(qiáng)筋承受，降低了離心力對(duì)隔磁橋強(qiáng)度的影響；且加強(qiáng)筋具有隔磁效果。進(jìn)行轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)時(shí)，進(jìn)行應(yīng)力分析計(jì)算，在保證每個(gè)加強(qiáng)筋和隔磁橋所受的應(yīng)力值滿足要求的情況下，獲取最佳的加強(qiáng)筋和隔磁橋的尺寸，使得隔磁橋的強(qiáng)度、電機(jī)的電磁性能最佳，且留有一定的安全裕度，保證電機(jī)運(yùn)行的可靠性。為達(dá)到本實(shí)用新型的另一目的，本實(shí)用新型還提供一種永磁同步電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以及轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為上述任一項(xiàng)所述的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。由于上述弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有上述技術(shù)效果，具有該弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)也具有相同的技術(shù)效果O

圖I為本實(shí)用新型所提永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖，該圖僅示出轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的一極。圖中，轉(zhuǎn)軸200、轉(zhuǎn)子鐵芯100、永磁體101、隔磁橋102、加強(qiáng)筋103、安裝孔104。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的核心為提供一種永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)各極中永磁體的數(shù)目至少為兩個(gè)，且各永磁體之間具有加強(qiáng)筋，則轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體的離心力對(duì)隔磁橋的影響得以降低。本實(shí)用新型的另一核心是提供一種包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)。為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參考圖1，圖I為本實(shí)用新型所提永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖，該圖僅示出轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的一極，下述方案不受轉(zhuǎn)子極數(shù)的限制，可以適用于四極、六極、八極等電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。該實(shí)施例中永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)子鐵芯100，轉(zhuǎn)子鐵芯100貫穿電機(jī)的轉(zhuǎn)軸200，轉(zhuǎn)軸200驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子鐵芯100相對(duì)于電機(jī)的定子轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)子鐵芯100的各極均設(shè)有永磁體101和隔磁橋102。轉(zhuǎn)子鐵芯100各極中永磁體101的數(shù)目至少為兩個(gè)，圖I中轉(zhuǎn)子鐵芯100的一極中設(shè)置了三個(gè)永磁體101。轉(zhuǎn)子鐵芯100上設(shè)有與永磁體101數(shù)目對(duì)應(yīng)的安裝孔104，安裝孔104沿轉(zhuǎn)子鐵芯100的軸向延伸，各安裝孔104之間的轉(zhuǎn)子鐵芯100部分形成加強(qiáng)筋103，如圖I所示，各安裝孔104獨(dú)立設(shè)置。且各極內(nèi)永磁體101呈弧形布置，且弧形開(kāi)口朝向轉(zhuǎn)子鐵芯100的中心。圖I中永磁體101沿該極轉(zhuǎn)子鐵芯100端面的徑向中心線對(duì)稱分布，則該結(jié)構(gòu)更有利于每對(duì)極的磁體對(duì)應(yīng)，使得整個(gè)轉(zhuǎn)子中磁場(chǎng)的分布更為均勻。針對(duì)該弧形永磁體布置方式，設(shè)置三塊永磁體101便于形成弧形，且滿足磁場(chǎng)強(qiáng)度需求。各極中兩端的永磁體101的尺寸小于安裝孔104的尺寸，以形成兩端的隔磁空隙，如圖I所示。隔磁空隙可以進(jìn)一步加強(qiáng)隔磁效果，與隔磁橋102共同實(shí)現(xiàn)隔磁功能。在設(shè)置隔磁空隙時(shí)，可以在安裝孔104的孔壁上加工出缺口或楔槽內(nèi)結(jié)構(gòu)，以便固定永磁體101。、[0022]轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，弧形永磁體101范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)子鐵芯100的本身質(zhì)量、永磁體101的質(zhì)量將會(huì)產(chǎn)生離心力，由于上述實(shí)施例中各極永磁體101之間具有加強(qiáng)筋103，則產(chǎn)生的離心力將由永磁體101之間的加強(qiáng)筋103來(lái)承受，降低了離心力對(duì)隔磁橋102強(qiáng)度的影響；且加強(qiáng)筋103具有隔磁效果。另外，由于永磁體101呈弧形分布，且弧形開(kāi)口朝向轉(zhuǎn)子鐵芯100的中心，則對(duì)隔磁橋102產(chǎn)生離心力作用的轉(zhuǎn)子鐵芯100部分減少，也降低了離心力對(duì)隔磁橋102的影響。進(jìn)行轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足電機(jī)電磁性能和轉(zhuǎn)子制造工藝要求的前提下，根據(jù)電機(jī)在運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速下，可以對(duì)永磁體101、轉(zhuǎn)子鐵芯100離心力的作用進(jìn)行應(yīng)力分析計(jì)算，在保證每個(gè)加強(qiáng)筋103和隔磁橋101所受的應(yīng)力值滿足要求的情況下，獲取最佳的加強(qiáng)筋103和隔磁橋102的尺寸，以使隔磁橋103的強(qiáng)度、電機(jī)的電磁性能最佳，并留有一定的安全裕度，保證電機(jī)運(yùn)行的可靠性。此外，由于各極內(nèi)永磁體101的數(shù)目較多，各永磁體101的尺寸相對(duì)較小，將永磁體101安裝至轉(zhuǎn)子鐵芯100上時(shí)，僅需根據(jù)永磁體101在電機(jī)每個(gè)N、S極下的規(guī)定方向，利用非導(dǎo)磁材料制成的導(dǎo)向工裝將永磁體101推入，安裝完成后利用裝置軸向固定永磁體101即可。整個(gè)磁鋼安裝過(guò)程工藝性好，生產(chǎn)效率高。除了上述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提供一種永磁同步電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)、弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以及轉(zhuǎn)軸200，弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為上述任一實(shí)施例所述的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。由于上述弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有上述技術(shù)效果，具有該弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)也具有相同的技術(shù)效
果O以上對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種永磁同步電機(jī)及其弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的各極均設(shè)有永磁體和隔磁橋，其特征在于，各極中所述永磁體的數(shù)目至少為兩個(gè)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)有與所述永磁體數(shù)目對(duì)應(yīng)以用于安裝所述永磁體的安裝孔，各所述安裝孔之間的轉(zhuǎn)子鐵芯部分形成加強(qiáng)筋；各極內(nèi)的所述永磁體呈弧形布置，且弧形開(kāi)口朝向轉(zhuǎn)子鐵芯的中心。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，各極中所述永磁體沿各級(jí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子鐵芯端面的徑向中心線對(duì)稱分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，各極中所述永磁體的數(shù)目為三個(gè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一項(xiàng)所述的永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，各極中兩端的所述永磁體的尺寸小于所述安裝孔的尺寸，以形成兩端的隔磁空隙。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的永磁同步電機(jī)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的極數(shù)為四極、六極或八極。
6.一種永磁同步電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，以及轉(zhuǎn)軸，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為權(quán)利要求I至5任一項(xiàng)所述的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種永磁同步電機(jī)及其弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，公開(kāi)的弧形轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)具有轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯的各極均設(shè)有永磁體和隔磁橋，各極中所述永磁體的數(shù)目至少為兩個(gè)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)有與所述永磁體數(shù)目對(duì)應(yīng)以用于安裝所述永磁體的安裝孔，各所述安裝孔之間的轉(zhuǎn)子鐵芯部分形成加強(qiáng)筋；各極內(nèi)的所述永磁體呈弧形布置，且弧形開(kāi)口朝向轉(zhuǎn)子鐵芯的中心。該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)每極永磁體之間具有加強(qiáng)筋，則轉(zhuǎn)子鐵芯的質(zhì)量、永磁體的質(zhì)量產(chǎn)生的離心力將由加強(qiáng)筋承受，降低了離心力對(duì)隔磁橋強(qiáng)度的影響；且加強(qiáng)筋具有隔磁效果。
文檔編號(hào)H02K1/27GK202435164SQ20112053452
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者劉方年, 周黎民, 張蕾, 晏才松, 楊云峰 申請(qǐng)人:南車株洲電機(jī)有限公司