本實用新型涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說涉及一種永磁同步電機。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中的永磁電機由于具有“聚磁”效果，能夠產(chǎn)生更高的氣隙磁密，使得電機具有較大的轉(zhuǎn)矩/電流比和轉(zhuǎn)矩/體積比，永磁電機越來越多地應(yīng)用于伺服系統(tǒng)、電力牽引、辦公自動化、家用電器等場合。但是也存在一些問題，如現(xiàn)有技術(shù)的永磁電機(切向磁化永磁體結(jié)構(gòu))由于轉(zhuǎn)子極數(shù)較多，將外部磁場施加在轉(zhuǎn)子上，對轉(zhuǎn)子永磁體進行充磁時，充磁磁場很難進入轉(zhuǎn)子靠近轉(zhuǎn)軸的部分，永磁體靠近轉(zhuǎn)軸的部分無法充磁達到飽和狀態(tài)，因此容易導(dǎo)致出現(xiàn)電機性能下降、永磁體失磁以及電機無法運轉(zhuǎn)的問題。另外一方面，在高導(dǎo)磁性材料制成的電動機中，因定子與轉(zhuǎn)子的幾何學(xué)位置關(guān)系產(chǎn)生的齒槽效應(yīng)轉(zhuǎn)矩較大，振動較大。另外，定子繞組中感應(yīng)的電壓，形成含有很多高次諧波的失真波形，導(dǎo)致噪聲增大外，還因鐵損增大而導(dǎo)致效率降低。而且，在對定子供給三相正弦交流進行驅(qū)動時，由于作為轉(zhuǎn)矩起有效作用的僅是基波分量，高頻分量形成轉(zhuǎn)矩波動，由于該轉(zhuǎn)矩波動而使振動及噪聲增大。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型一個目的是提供一種永磁同步電機，其可以了降低永磁體的漏磁，使永磁體內(nèi)部的磁密飽和，避免了由于永磁體不飽和導(dǎo)致的電機性能下降，也避免了永磁體失磁而出現(xiàn)電機無法運轉(zhuǎn)的問題出現(xiàn)。同時改善永磁同步電機的齒槽轉(zhuǎn)矩，降低永磁同步電機的振動及噪音。

為了實現(xiàn)根據(jù)本實用新型的這些目的和其它優(yōu)點，提供了一種永磁同步電機，其特征在于，包括：定子；

轉(zhuǎn)子，其位于定子內(nèi)腔中，所述轉(zhuǎn)子與定子間留有間隙；其中，所述轉(zhuǎn)子包括：轉(zhuǎn)子鐵芯；轉(zhuǎn)軸，其位于轉(zhuǎn)子鐵芯中部；多組轉(zhuǎn)子槽，其沿轉(zhuǎn)子鐵芯的周向間隔分布，每組轉(zhuǎn)子槽包括兩個沿轉(zhuǎn)子鐵芯徑向分布的第一轉(zhuǎn)子槽和沿轉(zhuǎn)軸外周壁周向分布的第二轉(zhuǎn)子槽，所述第二轉(zhuǎn)子槽位于兩個第一轉(zhuǎn)子槽之間且靠近轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)軸的一側(cè)；多組永磁體，每組永磁體包括分別位于兩個第一轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的第一永磁體、位于第二轉(zhuǎn)子槽內(nèi)的第二永磁體，其中，第二永磁體與第二轉(zhuǎn)子槽靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的槽底之間具有間隙。

優(yōu)選的是，所述的永磁同步電機，所述第二轉(zhuǎn)子槽靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的槽底兩側(cè)設(shè)置有第一凸起、第二凸起，所述第二永磁體抵頂在所述第一凸起和第二凸起上，所述第二永磁體、第一凸起、第二凸起、第二轉(zhuǎn)子槽靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的槽底之間形成所述間隙。

優(yōu)選的是，所述的永磁同步電機，所述第二轉(zhuǎn)子槽靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的槽底位于所述第一凸起、第二凸起之間的部分呈圓弧面，所述圓弧面朝所述轉(zhuǎn)軸凹入。

優(yōu)選的是，所述的永磁同步電機，所述第二永磁體與第二轉(zhuǎn)子槽靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的槽底之間的距離為L1；所述多組轉(zhuǎn)子槽中相鄰兩個第二轉(zhuǎn)子槽的兩個相鄰的側(cè)面靠近轉(zhuǎn)軸的端部之間的距離為L2，其中L1與L2之間的比值大于或等于0.5小于1。

優(yōu)選的是，所述的永磁同步電機，所述多組轉(zhuǎn)子槽中每組轉(zhuǎn)子槽與所述轉(zhuǎn)子鐵芯外周壁之間設(shè)置有兩個貫穿的縫隙孔。

優(yōu)選的是，所述的永磁同步電機，所述兩個貫穿的縫隙孔關(guān)于所述轉(zhuǎn)子鐵芯的徑向?qū)ΨQ。

優(yōu)選的是，所述的永磁同步電機，所述每組永磁體中兩個第一永磁體的相同極性相對，所述第二永磁體朝向定子一側(cè)具有與所述兩個第一永磁體相對一側(cè)相同的極性。

優(yōu)選的是，所述的永磁同步電機，每個所述縫隙孔的寬度為0.5～1mm。

本實用新型至少包括以下有益效果：

1.本實用新型中，第二永磁體與第二轉(zhuǎn)子槽靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的槽底之間設(shè)置有一定間距的間隙，使得磁通更難通過靠近轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子鐵芯部分也就是硅鋼片閉合，這樣減少了第二永磁體的漏磁，使第二永磁體內(nèi)部的磁密飽和，避免了由于永磁體不飽和導(dǎo)致的電機性能下降，也避免了永磁體失磁而出現(xiàn)電機無法運轉(zhuǎn)的問題出現(xiàn)。

2.在每組轉(zhuǎn)子槽與轉(zhuǎn)子鐵芯外周壁之間設(shè)置有兩個貫穿的縫隙孔，可以明顯改善永磁同步電機的齒槽轉(zhuǎn)矩，削弱永磁同步電機中氣隙磁密及反電動勢中的諧波含量，降低永磁同步電機的振動及噪音。

本實用新型的其它優(yōu)點、目標(biāo)和特征將部分通過下面的說明體現(xiàn)，部分還將通過對本發(fā)明的研究和實踐而為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。

附圖說明

圖1為本實用新型永磁同步電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為另一實施列中永磁同步電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為L1/L2比值與磁鏈關(guān)系圖；

圖4為本實用新型的永磁同步電機與傳統(tǒng)的電機的齒槽轉(zhuǎn)矩隨電角度的變化曲線圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步的詳細說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。

應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的諸如“具有”、“包含”以及“包括”術(shù)語并不配出一個或多個其它元件或其組合的存在或添加。

如圖1所示，一種永磁同步電機，其包括定子1；轉(zhuǎn)子2，其位于定子1內(nèi)腔中，轉(zhuǎn)子1與定子2間留有間隙，間隙的大小對感應(yīng)電機的運行性能影響極大，間隙大，則由電網(wǎng)供給的勵磁電流滯后的無功電流大，使電機的功率因素變差，但是間隙過小時，將使裝配困難，運行不可靠，高次諧波磁場增強，從而使附加損耗增加以及使啟動特性變差，一般間隙為0.25～1.5mm之間。其中，轉(zhuǎn)子2包括：轉(zhuǎn)子鐵芯21；轉(zhuǎn)軸22，其位于轉(zhuǎn)子鐵芯21中部；多組轉(zhuǎn)子槽，其沿轉(zhuǎn)子鐵芯21的周向間隔分布，如可以為四組或六組，圖1中為四組，每組轉(zhuǎn)子槽沿轉(zhuǎn)子鐵芯21的周向均勻分布，每組轉(zhuǎn)子槽包括兩個沿轉(zhuǎn)子鐵芯21徑向分布的第一轉(zhuǎn)子槽31和沿轉(zhuǎn)軸22外周壁周向均勻間隔分布的第二轉(zhuǎn)子槽32，第二轉(zhuǎn)子槽32位于兩個第一轉(zhuǎn)子槽31之間且靠近轉(zhuǎn)子鐵芯轉(zhuǎn)軸22的一側(cè)；多組永磁體，每組永磁體包括分別位于兩個第一轉(zhuǎn)子槽31內(nèi)的第一永磁體41、位于第二轉(zhuǎn)子槽32內(nèi)的第二永磁體42，其中，第二永磁體42與第二轉(zhuǎn)子槽32靠近轉(zhuǎn)軸22一側(cè)的槽底之間具有間隙。兩個第一永磁體41的相同極性相對，第二永磁體42朝向定子1一側(cè)具有與兩個第一永磁體41相對一側(cè)相同的極性，如同為N極或S極。在現(xiàn)有的磁同步電機中，一般永磁體靠近轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)與永磁體槽之間是直接接觸的，將外部磁場施加在轉(zhuǎn)子上，對轉(zhuǎn)子永磁體進行充磁時，充磁磁場很難進入轉(zhuǎn)子靠近轉(zhuǎn)軸的部分，永磁體靠近轉(zhuǎn)軸的部分無法充磁達到飽和，為此本實用新型中將第二永磁體42與第二轉(zhuǎn)子槽32靠近轉(zhuǎn)軸22一側(cè)的槽底之間設(shè)置有間隙，使得磁通更難通過靠近轉(zhuǎn)軸22的轉(zhuǎn)子鐵芯21部分也就是硅鋼片閉合，這樣減少了永磁體的漏磁，使永磁體內(nèi)部的磁密飽和，避免了由于永磁體不飽和導(dǎo)致的電機性能下降，也避免了永磁體失磁而出現(xiàn)電機無法運轉(zhuǎn)的問題出現(xiàn)。

進一步地，第二永磁體42與第二轉(zhuǎn)子槽32靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的槽底之間的距離為L1；多組轉(zhuǎn)子槽中相鄰兩個第二轉(zhuǎn)子槽32的兩個相鄰的側(cè)面靠近轉(zhuǎn)軸22的端部之間的距離為L2，其中L1與L2之間的比值大于或等于0.5小于1。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)L1與L2之間的比值對永磁體的飽和程度有很大影響，就是對電機永磁體在定子的感應(yīng)磁鏈有較大的影響，通過將永磁體設(shè)置成L1/L2≥0.5，可以使得電機獲得更大的定子磁鏈，提高電機的效率。但是L1/L2之間的比值并不是越高越好，如圖3所示為的磁鏈關(guān)系圖中可以看出L1/L2在大于1以后，永磁體飽和，磁通不再增加，即定子磁通基本不再增加，甚至因永磁體的尺寸變小，單片磁通減小，定子磁通減小，為保證永磁體的利用率，降低成本，因此將L1與L2比值設(shè)置成小于1。

在另一實施例中，如圖2所示，第二轉(zhuǎn)子槽32靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的槽底兩側(cè)設(shè)置有第一凸起321、第二凸起322，第二永磁體42抵頂在第一凸起321和第二凸起322上，第二永磁體42、第一凸起321、第二凸起322、第二轉(zhuǎn)子槽32靠近轉(zhuǎn)軸一側(cè)的槽底之間形成所述間隙；通過設(shè)置凸起可以更好地固定第二永磁體42，永磁轉(zhuǎn)子在充磁時進入底部永磁體的磁力線不會發(fā)生明顯減少，提高永磁體的充磁飽和度。第二轉(zhuǎn)子槽32靠近轉(zhuǎn)軸22一側(cè)的槽底位于第一凸起321、第二凸起322之間的部分呈圓弧面323，圓弧面朝轉(zhuǎn)軸22凹入；通過將槽底設(shè)計成向轉(zhuǎn)軸22凹入的圓弧面，可以減少充磁時磁力線通過兩相鄰的極間隔磁位置形成通路，增加進入永磁體的磁力線，使得轉(zhuǎn)子永磁體充磁更加飽和，增大永磁體在定子的感應(yīng)磁通，提高電機效率，保障電機的可靠性。

進一步地，多組轉(zhuǎn)子槽中每組轉(zhuǎn)子槽與轉(zhuǎn)子鐵芯21外周壁之間設(shè)置有兩個貫穿的縫隙孔51。這里縫隙孔51指的是狹長的孔，即寬度與長度的尺寸相差較大的孔；兩個貫穿的縫隙孔51關(guān)于轉(zhuǎn)子鐵芯22的徑向?qū)ΨQ，即兩個縫隙孔關(guān)于轉(zhuǎn)子鐵芯的中心的直線對稱。每個所述縫隙孔的寬度為0.5～1mm，以保證電機的效率。如圖3所示，圖中的曲線a為采用本實用新型實施例的轉(zhuǎn)子的永磁同步電機的齒槽轉(zhuǎn)矩隨電角度的變化曲線，曲線b為傳統(tǒng)的電機的齒槽轉(zhuǎn)矩隨電角度的變化曲線。從圖4中可以看出，采用根據(jù)本實用的永磁同步電機相對于傳統(tǒng)的電機，齒槽轉(zhuǎn)矩得到了明顯的改善，齒槽轉(zhuǎn)矩幅值降低了50％以上。因此通過設(shè)置縫隙孔51，可以明顯改善永磁同步電機的齒槽轉(zhuǎn)矩，削弱永磁同步電機中氣隙磁密及反電動勢中的諧波含量，降低永磁同步電機的振動及噪音。實際過程中可以進一步設(shè)置兩個縫隙孔51呈“八”字型，每個縫隙孔51與第一轉(zhuǎn)子槽31之間的夾角為30～60度，由此，可以進一步改善永磁同步電機的齒槽轉(zhuǎn)矩，降低永磁同步電機的振動。