一種永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子及永磁電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及電機(jī)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子及永磁電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的轉(zhuǎn)子外緣一般為整圓，定子與轉(zhuǎn)子之間等氣隙。內(nèi)嵌式 結(jié)構(gòu)的永磁體均勻分布嵌入轉(zhuǎn)子接近外表面的位置，雖然可W克服運(yùn)行過程中可靠性能差 等缺點(diǎn)，但是電壓波形崎變率和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)較大，運(yùn)行不夠平穩(wěn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種改善電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子。
[0004] 為達(dá)此目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[0005] -種永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵忍和沿所述轉(zhuǎn)子鐵忍周向均勻分布的多個(gè)永磁 體，其特征在于:所述轉(zhuǎn)子鐵忍在與每個(gè)永磁體相對(duì)的外緣包括一個(gè)外緣段，所述外緣段包 括中間弧段和位于中間弧段兩側(cè)的側(cè)弧段，在遠(yuǎn)離所述外弧段的中線的方向上所述側(cè)弧段 朝接近轉(zhuǎn)子鐵忍的中屯、方向延伸。
[0006] 優(yōu)選的，在前述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中，所述側(cè)弧段為兩個(gè)，分別位于所述中間弧段的 兩側(cè)，所述兩個(gè)側(cè)弧段相對(duì)于所述中間弧段的中線相互對(duì)稱。
[0007] 優(yōu)選的，在前述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中，所述中間弧段的圓屯、與所述轉(zhuǎn)子鐵忍的中屯、 同屯、或不同屯、。
[0008] 優(yōu)選的，在前述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中，所述永磁體在所述轉(zhuǎn)子鐵忍上沿徑向或者切 向均勻分布。
[0009] 優(yōu)選的，在前述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中，所述側(cè)弧段的圓屯、偏離所述中間弧段的中線 設(shè)置，且所述側(cè)弧段的圓屯、和其對(duì)應(yīng)的側(cè)弧段位于所述中間弧段的中線的同一側(cè)。
[0010] 優(yōu)選的，在前述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中，所述側(cè)弧段的半徑由W下公示得到：
[0012] 其中，rl為所述中間弧段的半徑，dl為所述側(cè)弧段的圓屯、到所述中間弧段的中線 的垂直距離，d2為所述側(cè)弧段的圓屯、在所述中間弧段的中線所在的方向上至所述中間弧段 的圓屯、的距離，hi為所述中間弧段的寬度。
[0013] 優(yōu)選的，在前述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子中，相鄰永磁體磁極交替分布。
[0014] -種永磁電機(jī)，包括前述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 1、通過將外緣段設(shè)置為多段的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在將定、轉(zhuǎn)子之間的氣隙長度呈正弦分 布，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)小，使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)。
[0017] 2、電機(jī)的反電勢波形正弦度增高，諧波含量減小，噪音降低，可靠性好。
【附圖說明】
[0018] 通過W下參照附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的描述，本發(fā)明的上述W及其它目的、特征和 優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：
[0019] 圖1是本申請(qǐng)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是本申請(qǐng)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的局部示意圖。
[0021] 圖3是本申請(qǐng)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0022] 圖4是本申請(qǐng)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的另一實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖5是本申請(qǐng)的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子的配合示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024] W下基于實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，但是本發(fā)明并不僅僅限于運(yùn)些實(shí)施例。在下 文對(duì)本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有 運(yùn)些細(xì)節(jié)部分的描述也可W完全理解本發(fā)明。為了避免混淆本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，公知的方法、過 程、流程、元件并沒有詳細(xì)敘述。
[00巧]實(shí)施方式一
[00%]實(shí)施方式一設(shè)及一種永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，具體如圖1-5中所示，電機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵忍 1和永磁體，永磁體沿轉(zhuǎn)子鐵忍1的周向嵌設(shè)在該轉(zhuǎn)子鐵忍上。永磁體在轉(zhuǎn)子鐵忍1上的布置 方式有切向布置和徑向布置兩種方式。在圖1-3中，永磁體采用的是切向布置的方式，多個(gè) 永磁體21沿圓周相對(duì)于轉(zhuǎn)子鐵忍的中屯、沿切向均勻布置在轉(zhuǎn)子鐵忍1上。還有一種方式如 圖4、5中所示，多個(gè)永磁體22相對(duì)于轉(zhuǎn)子鐵忍的中屯、沿徑向均勻布置在轉(zhuǎn)子鐵忍1上。如圖 1-3中所示，所述轉(zhuǎn)子鐵忍1在與每個(gè)永磁體21相對(duì)的外緣包括一個(gè)外緣段，所述外緣段包 括中間弧段Al和位于中間弧段兩側(cè)的側(cè)弧段，在遠(yuǎn)離所述外弧段的中線的方向上所述側(cè)弧 段朝接近轉(zhuǎn)子鐵忍的中屯、方向延伸，多個(gè)外緣段相對(duì)于轉(zhuǎn)子鐵忍的中屯、呈中屯、對(duì)稱分布。 中間弧段Al位于外緣段的中間，優(yōu)選的，外緣段整體相對(duì)于中間弧段Al的中線13對(duì)稱。在中 間弧段的一側(cè)的側(cè)弧段的數(shù)量可W為一段或者多段。通過運(yùn)樣設(shè)置，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子與定子3配 合時(shí)，可使定子3、轉(zhuǎn)子之間的氣隙長度呈大致正弦分布，如圖5中所示，使電機(jī)反電勢波形 正弦度增高，減小諧波含量，有效的降低電機(jī)噪音，減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)行更加平 穩(wěn)。
[0027]優(yōu)選的，側(cè)弧段為兩個(gè)，包括第一側(cè)弧段A2和第二側(cè)弧段A3,分別設(shè)置在中間弧段 Al的兩側(cè)，兩個(gè)側(cè)弧段A2、A3相對(duì)于所述中間弧段Al的中線13相互對(duì)稱。
[002引優(yōu)選的，中間弧段的圓屯、Ol與轉(zhuǎn)子鐵忍的中屯、同屯、或者不同屯、，本實(shí)施例中，中間 弧段的圓屯、Ol與轉(zhuǎn)子鐵忍的中屯、同屯、，但并不限于此，中間弧段的圓屯、Ol與轉(zhuǎn)子鐵忍的中 屯、也可W不同屯、，此時(shí)，中間弧段Al的半徑rl小于轉(zhuǎn)子鐵忍的半徑。
[0029]作為一種較優(yōu)的實(shí)施方式，側(cè)弧段的圓屯、偏離所述中間弧段的中線設(shè)置，且所述 側(cè)弧段的圓屯、和其對(duì)應(yīng)的側(cè)弧段位于所述中間弧段的中線的同一側(cè)。如圖1中所示，第一側(cè) 弧段A2的圓屯、偏離所述中間弧段的中線設(shè)置，并且其與第一側(cè)弧段A2位于中間弧段的中線 的同一側(cè)。其中第一側(cè)弧段A2的圓屯、〇2相對(duì)于中間弧段Al的圓屯、〇1具有偏屯、距離dl、d2，具 體的，第一側(cè)弧段A2的圓屯、〇2到所述中間弧段Al的中線13的垂直距離為dl，第一側(cè)弧段A2 的圓屯、〇2在所述中間弧段Al的中線13所在的方向上至所述中間弧段Al的圓屯、Ol的距離為 d2,如圖1中所示。第二側(cè)弧段A3的圓屯、和第一側(cè)弧段A2的圓屯、〇2相對(duì)于所述中間弧段Al的 中線13中屯、對(duì)稱。中間弧段Al的半徑為rl，中間弧段的寬度，也就是中間弧段與側(cè)弧段的交 點(diǎn)11、12之間的距離為hi,如圖2中所示。
[0030]通過預(yù)先設(shè)定dl、d2、rl和hi的值，可W通過下述公式（1)計(jì)算側(cè)弧段的半徑公 式(1)具體為：
[0032] 當(dāng)計(jì)算出側(cè)弧段的半徑r2后，根據(jù)預(yù)設(shè)的dl、d2、rl和hi的值，即可得到滿足磁場 要求的電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵忍的形狀。
[0033] 優(yōu)選的，中間弧段的寬度hi的數(shù)值可W通過下述公式計(jì)算得到： 其 中h2為磁瓦的寬度，從圖中觀察，具體為外弧段兩端點(diǎn)之間的距離。
[0034] 下面將本實(shí)施例中的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)方法的流程進(jìn)行介紹，本設(shè)計(jì)方法包括 W下步驟：
[0035] 第一步:根據(jù)技術(shù)要求指標(biāo)設(shè)計(jì)選取適宜的定子鐵忍，其內(nèi)徑為r3，確定最小氣隙 長度，為8,即可確定轉(zhuǎn)子鐵忍最大外徑，也就是中間弧段Al的半徑rl，其中rl=r3-S;
[0036] 第二步:確定電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵忍的中間弧段Al半徑rl后，選取適當(dāng)?shù)膫?cè)弧段的圓屯、相 對(duì)于中間弧段Al的圓屯、Ol的偏屯、距離dl、d2W及中間弧段的寬度hi值。優(yōu)選的，中間弧段的 寬度hi可近似取磁瓦寬度112的^
n為外緣段具有的弧段的個(gè)數(shù)，本實(shí)施方式中采用的是 二段圓弧，n取值為3;
[0037] 第=步:根據(jù)公式(1)設(shè)計(jì)出側(cè)弧段半徑r2;
[0038] 第四步：將永磁體21或者22按N、S極性相間依次內(nèi)嵌在轉(zhuǎn)子鐵忍1上形成轉(zhuǎn)子單 yn O
[0039] 此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且 附圖不一定是按比例繪制的。
[0040] 同時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，示例實(shí)施例被提供，W使本公開是全面的，并將其范圍充分傳達(dá) 給本領(lǐng)域技術(shù)人員。很多特定細(xì)節(jié)(例如特定部件、設(shè)備和方法的示例)被給出W提供對(duì)本 公開的全面理解。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白，不需要采用特定細(xì)節(jié)，示例實(shí)施例可W W很多不 同的形式被實(shí)施，并且示例實(shí)施例不應(yīng)被理解為限制本公開的范圍。在一些示例實(shí)施例中， 眾所周知的設(shè)備結(jié)構(gòu)W及眾所周知的技術(shù)沒有詳細(xì)描述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵忍和沿所述轉(zhuǎn)子鐵忍周向均勻分布的多個(gè)永磁體， 其特征在于:所述轉(zhuǎn)子鐵忍在與每個(gè)永磁體相對(duì)的外緣包括一個(gè)外緣段，所述外緣段包括 中間弧段和位于中間弧段兩側(cè)的側(cè)弧段，在遠(yuǎn)離所述外弧段的中線的方向上所述側(cè)弧段朝 接近轉(zhuǎn)子鐵忍的中屯、方向延伸。2. 如權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述側(cè)弧段為兩個(gè)，分別位于所述 中間弧段的兩側(cè)，所述兩個(gè)側(cè)弧段相對(duì)于所述中間弧段的中線相互對(duì)稱。3. 如權(quán)利要求2所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述中間弧段的圓屯、與所述轉(zhuǎn)子鐵 忍的中屯、同屯、或不同屯、。4. 如權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述永磁體在所述轉(zhuǎn)子鐵忍上沿徑 向或者切向均勻分布。5. 如權(quán)利要求2所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述側(cè)弧段的圓屯、偏離所述中間弧 段的中線設(shè)置，且所述側(cè)弧段的圓屯、和其對(duì)應(yīng)的側(cè)弧段位于所述中間弧段的中線的同一 側(cè)。6. 如權(quán)利要求5所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述側(cè)弧段的半徑r2由W下公示得 到：其中，rl為所述中間弧段的半徑，dl為所述側(cè)弧段的圓屯、到所述中間弧段的中線的垂 直距離，d2為所述側(cè)弧段的圓屯、在所述中間弧段的中線所在的方向上至所述中間弧段的圓 屯、的距離，hi為所述中間弧段的寬度。7. 如權(quán)利要求1所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于:相鄰永磁體磁極交替分布。8. -種永磁電機(jī)，其特征在于:包括如權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子。
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子及永磁電機(jī)，主要目的在于提升電機(jī)的平穩(wěn)性。該永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯周向均勻分布的多個(gè)永磁體，所述轉(zhuǎn)子鐵芯在與每個(gè)永磁體相對(duì)的外緣包括一個(gè)外緣段，所述外緣段包括中間弧段和位于中間弧段兩側(cè)的側(cè)弧段，在遠(yuǎn)離所述外弧段的中線的方向上所述側(cè)弧段朝接近轉(zhuǎn)子鐵芯的中心方向延伸。通過將外緣段設(shè)為包括多段弧段，可減少轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，使電機(jī)運(yùn)行更平穩(wěn)。
【IPC分類】H02K1/27
【公開號(hào)】CN105576867
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610089911
【發(fā)明人】王慶凱, 許金鑫, 焦雷, 謝芳, 鐘成堡
【申請(qǐng)人】珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2016年2月17日