本實用新型涉及永磁電機技術領域，尤其涉及一種電機轉(zhuǎn)子及變頻電機。

背景技術：

IPM6S4P集中繞組的變頻電機設計已經(jīng)較為成熟，相比較其他的槽極配合，比如IPM9S6P、IPm12S8P，IPM6S4P的槽極配合的電機性能略好，但是轉(zhuǎn)矩脈動、附加損耗都偏大，導致其在實際應用的數(shù)量減少很多。

如圖1所示為現(xiàn)有技術的一種電機轉(zhuǎn)子和具有該轉(zhuǎn)子的電機。其雖然在降低轉(zhuǎn)矩脈動方面有改善作用，適用于釹鐵硼磁材的高飽和度電機轉(zhuǎn)子，但同時存在漏磁較大，磁鋼的利用率較低的情況，漏磁大的話可以達到30％。針對鐵氧體或者剩磁較小的磁材場合，電機轉(zhuǎn)矩電流比偏小，出力能力有所不足。

如圖2所示，集中卷設計的永磁同步電機的槽極配合是導致電機轉(zhuǎn)矩脈動的一個很大因素，尤其是IPM6S4P類型的電機，一直存在齒槽轉(zhuǎn)矩脈動較大的難題。其同心弧段105’為圓形的設計，可以降低轉(zhuǎn)矩脈動，但是會較大的犧牲轉(zhuǎn)矩電流比，也就失去了發(fā)揮該電機性能、材料利用率的優(yōu)勢。集中卷設計的電機氣隙磁場正弦度較低，導致的轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生附加的交變鐵損和硅鋼片間的渦流損耗，不利于電機性能的開發(fā)。

變頻壓縮機實際應用中，越來越走低頻路線，空調(diào)壓縮機甚至做到了1Hz運行，接近伺服電機水平。這對電機的設計也是極大的挑戰(zhàn)，為了能夠降低控制器的驅(qū)動難度和提高驅(qū)動效率，減小脈動，增大出力能力和均勻性勢在必行。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提出一種電機轉(zhuǎn)子，通過在轉(zhuǎn)子本體的外輪廓上設置隔磁橋切角和轉(zhuǎn)子切邊，降低了轉(zhuǎn)子的漏磁，降低了電機運行時的轉(zhuǎn)矩脈動，使得電機轉(zhuǎn)矩脈動降低至小于輸出轉(zhuǎn)矩的10％，提升了磁鋼的利用率。

本實用新型的另外一個目的還提供了一種變頻電機，通過所述切邊的設置降低了電機運行時內(nèi)部的阻力，降低雜散能耗，提升了電機的性能，并與在轉(zhuǎn)子本體的外輪廓上設置隔磁橋切角和轉(zhuǎn)子切邊的結構，以及弧形磁鋼槽和磁鋼的相互配合作用，結合永磁同步電機內(nèi)插式的磁路特點優(yōu)化，達到最大限度的降低電機的轉(zhuǎn)矩脈動，同時轉(zhuǎn)矩保證了轉(zhuǎn)矩電流比不下降。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種電機轉(zhuǎn)子，包括：轉(zhuǎn)子本體，所述轉(zhuǎn)子本體上分布有轉(zhuǎn)子安裝孔和多個磁鋼槽，所述轉(zhuǎn)子本體的外輪廓包括與磁鋼槽在徑向方向上一一對應的同心弧段和連接在相鄰同心弧段之間的連接弧段，所述連接弧段至少包括一條直線線段和連接在直線線段兩端的隔磁橋切角弧線段，所述隔磁橋切角弧線段包括與磁鋼槽端部拐角相一致的隔磁橋切角和與同心弧段相平滑連接的轉(zhuǎn)子切邊。

作為本技術方案的優(yōu)選方案之一，所述磁鋼槽內(nèi)設置有磁鋼，所述磁鋼槽和磁鋼的數(shù)量均為P，則同心弧段的圓心角J＝360/P×(55％～60％)，所述連接弧段的圓心角H＝360/P～J，磁鋼的圓心角G＝為360/P×(70～80％)。

作為本技術方案的優(yōu)選方案之一，所述磁鋼槽兩側(cè)和與其對應的轉(zhuǎn)子本體的直線線段之間形成主隔磁橋；所述同心弧段的切線與主隔磁橋之間形成夾角K，所述主隔磁橋與磁鋼側(cè)片線的夾角為L，2L＞K＞L，所述連接弧段的圓心角H＞K。

作為本技術方案的優(yōu)選方案之一，所述磁鋼槽的磁瓦側(cè)片線與主隔磁橋平行，所述磁瓦側(cè)片線與對應的磁鋼槽之間形成空氣隙。

作為本技術方案的優(yōu)選方案之一，所述磁鋼槽外側(cè)和與其對應的轉(zhuǎn)子本體的隔磁橋切角形成切角隔磁橋。

作為本技術方案的優(yōu)選方案之一，所述相鄰的磁鋼槽內(nèi)側(cè)之間形成極間隔磁橋。

作為本技術方案的優(yōu)選方案之一，所述直線線段中部還沿徑向設置有向內(nèi)側(cè)延伸的伸入缺口，所述伸入缺口位于相鄰的兩個磁鋼槽中間。

作為本技術方案的優(yōu)選方案之一，所述磁鋼槽外側(cè)拐角和與其對應的伸入缺口之間形成缺口隔磁橋。

作為本技術方案的優(yōu)選方案之一，所述磁鋼槽為弧形槽，所述磁鋼槽內(nèi)放置有與磁鋼槽相適配的弧形磁鋼，所述磁鋼槽為四個，所述轉(zhuǎn)子安裝孔設置在相鄰的兩個磁鋼槽之間，所述轉(zhuǎn)子安裝孔的數(shù)量為四個。

一種變頻電機，包括所述的電機轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子外部沿徑向均勻設置有定子極靴，所述定子極靴包括與轉(zhuǎn)子主體的外輪廓相貼合的定子齒部極靴和居中連接在定子齒部極靴的定子齒部；所述定子齒部極靴的內(nèi)側(cè)面上左右對稱設置有切邊，所述兩個切邊中間連接有非切邊，所述切邊與齒中線形成夾角C，所述非切邊兩端與轉(zhuǎn)子圓心形成圓心角B，所述定子齒部極靴的兩端連線與轉(zhuǎn)子本體圓心形成圓心角A，其中B＝(1/3～1/2)×A，夾角C為95°～102°。

有益效果：通過在轉(zhuǎn)子本體的外輪廓上設置隔磁橋切角和轉(zhuǎn)子切邊，降低了轉(zhuǎn)子的漏磁，降低了電機運行時的轉(zhuǎn)矩脈動，使得電機轉(zhuǎn)矩脈動降低至小于輸出轉(zhuǎn)矩的10％，提升了磁鋼的利用率。通過所述切角隔磁橋、極間隔磁橋、缺口隔磁橋的機構，其增長了隔磁橋的長度，在有限的空間內(nèi)增大隔磁橋的有效長度，降低了轉(zhuǎn)子的漏磁，使之控制在20％以內(nèi)，提升了磁鋼的利用率。通過所述切邊的設置降低了電機運行時內(nèi)部的阻力，降低雜散能耗，提升了電機的性能，并與在轉(zhuǎn)子本體的外輪廓上設置隔磁橋切角和轉(zhuǎn)子切邊的結構，以及弧形磁鋼槽和磁鋼的相互配合作用，結合永磁同步電機內(nèi)插式的磁路特點優(yōu)化，達到最大限度的降低電機的轉(zhuǎn)矩脈動，同時轉(zhuǎn)矩保證了轉(zhuǎn)矩電流比不下降。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術的電機轉(zhuǎn)子的結構示意圖；

圖2是現(xiàn)有技術的集中卷設計的永磁同步電機的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例1提供的電機轉(zhuǎn)子的結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例1提供的變頻電機的結構示意圖；

圖5是本實用新型實施例2提供的電機轉(zhuǎn)子的結構示意圖。

圖中：

100、主隔磁橋；101、隔磁橋切角；102、切角隔磁橋；103、極間磁橋；104、缺口隔磁橋；105、同心弧段；106、伸入缺口；200、轉(zhuǎn)子切邊；300、磁鋼槽；400、轉(zhuǎn)子本體；500、轉(zhuǎn)子安裝孔；600、沉孔；700、轉(zhuǎn)子原外緣輪廓線；800、磁鋼；900、擋板；1000、定子齒部；1001、定子齒部極靴；1002、切邊；1003、非切邊；105’、同心弧段。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本實用新型的技術方案。

實施例1

本實用新型提供了一種電機轉(zhuǎn)子，如圖3所示，包括：轉(zhuǎn)子本體400，所述轉(zhuǎn)子本體400上分布有4個轉(zhuǎn)子安裝孔500和4個磁鋼槽300，所述磁鋼槽300為弧形槽，所述磁鋼槽300內(nèi)放置有與磁鋼槽300相適配的弧形磁鋼800，所述磁鋼800為鐵氧體磁鋼。所述轉(zhuǎn)子本體400的外輪廓包括與磁鋼槽300在徑向方向上一一對應的同心弧段105和連接在相鄰同心弧段105之間的連接弧段，所述連接弧段至少包括一條直線線段和連接在直線線段兩端的隔磁橋切角弧線段，所述隔磁橋切角弧線段包括與磁鋼槽300端部拐角相一致的隔磁橋切角101和與同心弧段105相平滑連接的轉(zhuǎn)子切邊200。所述磁鋼槽300兩側(cè)和與其對應的轉(zhuǎn)子本體400的直線線段之間形成主隔磁橋100。所述磁鋼槽300和磁鋼800的數(shù)量均為P，則同心弧段105的圓心角J＝360/P×(55％～60％)，所述連接弧段的圓心角H＝360/P～J，磁鋼800的圓心角G＝為360/P×(70～80％)。

通過在轉(zhuǎn)子本體400的外輪廓上設置隔磁橋切角101和轉(zhuǎn)子切邊，降低了轉(zhuǎn)子的漏磁，降低了電機運行時的轉(zhuǎn)矩脈動，使得電機轉(zhuǎn)矩脈動降低至小于輸出轉(zhuǎn)矩的10％，提升了磁鋼800的利用率。通過對同心弧段105的圓心角J、連接弧段的圓心角H、磁鋼800的圓心角G的設定，進一步的明確了轉(zhuǎn)子本體400的外輪廓設置及磁鋼槽300、磁鋼800的布局和設置，通過改善電機的磁橋設計，有限的空間內(nèi)增大磁橋的有效長度，降低轉(zhuǎn)子漏磁，漏磁控制在20％以內(nèi)，提升磁鋼800利用率。具體實施時，所述磁鋼槽300和磁鋼800的數(shù)量包含但不限于四個，也可以是任何偶數(shù)。所述轉(zhuǎn)子安裝孔500的數(shù)量包含但不限于四個，可以不少于一個的任意個，具體取決于變頻電機的具體安裝結構。且轉(zhuǎn)子安裝孔500可以安裝在轉(zhuǎn)子本體400的中心位置，也可以安裝在轉(zhuǎn)子本體400的任意對稱位置。所述轉(zhuǎn)子本體400的中心還可以直接開設有容納其他連接部件的沉孔600。

所述磁鋼槽300外側(cè)和與其對應的轉(zhuǎn)子本體400的隔磁橋切角101形成切角隔磁橋102。所述隔磁橋切角101與磁鋼槽300的上側(cè)線拐角的曲線相一致，由磁鋼槽300外側(cè)和與其對應的轉(zhuǎn)子本體400的隔磁橋切角101形成切角隔磁橋102，其增長了隔磁橋的長度，在磁極處很好的降低了漏磁，提升了磁鋼的利用率。

所述相鄰的磁鋼槽300內(nèi)側(cè)之間形成極間隔磁橋103。所述磁鋼槽300和磁鋼800均為弧形結構，這就使得相鄰的磁鋼槽300之間的間隙加長加大，以形成極間隔磁橋103，進一步的降低了轉(zhuǎn)子在運行時的漏磁，在有限的空間內(nèi)增大了隔磁橋的有限長度。

本實用新型還提供了一種變頻電機，如圖4所示，包括所述的電機轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子的上方還設置有擋板900，所述轉(zhuǎn)子本體外部沿徑向均勻設置有定子極靴，所述定子極靴包括與轉(zhuǎn)子本體的外輪廓相貼合的定子齒部極靴1001和居中連接在定子齒部極靴1001的定子齒部1000；所述定子齒部極靴1001的內(nèi)側(cè)面上左右對稱設置有切邊1002，所述兩個切邊1002中間連接有非切邊1003，所述切邊1002與齒中線形成夾角C，所述非切邊1003兩端與轉(zhuǎn)子圓心形成圓心角B，所述定子齒部極靴1001的兩端連線與轉(zhuǎn)子本體圓心形成圓心角A，其中B＝(1/3～1/2)×A，夾角C為95°～102°。

所述切邊1002的設置降低了電機運行時內(nèi)部的阻力，降低雜散能耗，提升了電機的性能，并與在轉(zhuǎn)子本體400的外輪廓上設置隔磁橋切角101和轉(zhuǎn)子切邊的結構，以及弧形磁鋼槽300和磁鋼的相互配合作用，結合永磁同步電機內(nèi)插式的磁路特點優(yōu)化，達到最大限度的降低電機的轉(zhuǎn)矩脈動，同時轉(zhuǎn)矩保證了轉(zhuǎn)矩電流比不下降。

實施例2

與實施例1不同的是，如圖5所示，所述同心弧段105的切線與主隔磁橋100之間形成夾角K，所述主隔磁橋100與磁鋼側(cè)片線的夾角L，2L＞K＞L，所述連接弧段的圓心角H＞K。所述夾角K和夾角L的角度設定，通過改變磁鋼800 的布局，且與轉(zhuǎn)子本體的外輪廓線相配合，降低了控制驅(qū)動的難度，改善了驅(qū)動器驅(qū)動效果和能效。

所述設置在磁鋼槽300內(nèi)的磁鋼800的內(nèi)側(cè)線和外側(cè)線與磁鋼槽300相貼合，所述磁鋼槽300的端面?zhèn)冗吅痛配?00的端面?zhèn)冗叢⒉毁N合，磁鋼槽300的磁瓦側(cè)片線與主隔磁橋100平行，所述磁鋼800的端面?zhèn)冗吪c磁鋼槽300的端面?zhèn)冗呏g間隔有設定形狀的間隙，使得所述磁瓦側(cè)片線與對應的磁鋼槽300之間對應的間隙形成空氣隙。所述空氣隙的設置，進一步降低了磁鋼800的漏磁，提升了磁鋼800的利用率。

所述直線線段中部還沿徑向設置有向內(nèi)側(cè)延伸的伸入缺口106，所述伸入缺口106位于相鄰的兩個磁鋼槽300中間。所述伸入缺口106可以是直線型、U型結構等，且其開口與直線線段平滑過渡，所述磁鋼槽300外側(cè)拐角和與其對應的伸入缺口106之間形成缺口隔磁橋104。

所述伸入缺口106改善了轉(zhuǎn)子外輪廓線，降低了電機運行時轉(zhuǎn)矩脈沖，降低控制驅(qū)動難度，改善驅(qū)動器驅(qū)動效果、能效，降低雜散損耗；所述伸入缺口106與磁鋼槽300外側(cè)拐角處形成的缺口隔磁橋104，在有限的空間內(nèi)增大隔磁橋的有效長度，降低了轉(zhuǎn)子的漏磁，使之控制在20％以內(nèi)，提升了磁鋼的利用率。

以實施例2為例與圖2中的現(xiàn)有電機進行比對：

通過仿真軟件對比分析同等電流驅(qū)動，同等疊高、繞線等情況下，如表格1，

表格1：同等電流下轉(zhuǎn)矩脈動和轉(zhuǎn)矩輸出

相對于圖2中的現(xiàn)有電機，實施例2中的變頻電機的輸出轉(zhuǎn)矩脈動由42.9％降低到9.14％。其中磁鋼用量下降2.26％，轉(zhuǎn)矩輸出下降1.28％，即實際轉(zhuǎn)矩輸出能力未下降，磁鋼利用率提高。

表格2為圖2中的電機與實施例2中的電機運行時轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生附加的交變鐵損的數(shù)據(jù)記錄。

表格2：鐵損對比

相對于現(xiàn)有技術，實施例2中的電機其轉(zhuǎn)子表面產(chǎn)生附加的交變鐵損和硅鋼片間的渦流損耗下降，雜散損耗下降。

綜上所述，通過在轉(zhuǎn)子本體400的外輪廓上設置隔磁橋切角101和轉(zhuǎn)子切邊，降低了轉(zhuǎn)子的漏磁，降低了電機運行時的轉(zhuǎn)矩脈動，使得電機轉(zhuǎn)矩脈動降低至小于輸出轉(zhuǎn)矩的10％，提升了磁鋼800的利用率。所述切邊1002的設置降低了電機運行時內(nèi)部的阻力，降低雜散能耗，提升了電機的性能，并與在轉(zhuǎn)子本體400的外輪廓上設置隔磁橋切角101和轉(zhuǎn)子切邊的結構，以及弧形磁鋼槽300和磁鋼的相互配合作用，結合永磁同步電機內(nèi)插式的磁路特點優(yōu)化，達到最大限度的降低電機的轉(zhuǎn)矩脈動，同時轉(zhuǎn)矩保證了轉(zhuǎn)矩電流比不下降。通過所述切角隔磁橋、極間隔磁橋、缺口隔磁橋的機構，其增長了隔磁橋的長度，在有限的空間內(nèi)增大隔磁橋的有效長度，降低了轉(zhuǎn)子的漏磁，使之控制在20％以內(nèi)，提升了磁鋼的利用率。

以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它具體實施方式，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內(nèi)。