永磁轉(zhuǎn)子及永磁電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電機技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種永磁轉(zhuǎn)子及永磁電機。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中的永磁電機(切向磁化永磁體結(jié)構(gòu))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。
[0003]然而現(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。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型實施例中提供一種永磁轉(zhuǎn)子及永磁電機，以解決現(xiàn)有技術(shù)中由于永磁體靠近轉(zhuǎn)軸的部分無法充磁達到飽和狀態(tài)，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。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種永磁轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯以及位于轉(zhuǎn)子鐵芯中部的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)子鐵芯上安裝有沿著轉(zhuǎn)子鐵芯徑向分布的多個安裝槽，安裝槽中設(shè)置有永磁體，永磁體與安裝槽靠近轉(zhuǎn)軸的槽底之間具有空氣隙。
[0006]進一步地，永磁體與安裝槽靠近轉(zhuǎn)軸的槽底之間的距離為第一距離，相鄰兩個安裝槽之間的間隔磁距離為第二距離，第一距離與第二距離之間的比值大于或者等于0.5。
[0007]進一步地，第一距離與第二距離之間的比值小于等于1.1。
[0008]進一步地，安裝槽在槽底處形成有第一臺階和第二臺階，第一臺階和第二臺階分別位于安裝槽的兩側(cè)，永磁體直接抵頂在第一臺階和第二臺階上，第一臺階和第二臺階之間形成空氣隙，第一臺階與第二臺階之間的距離大于永磁體厚度的二分之一。
[0009]進一步地，槽底位于第一臺階與第二臺階之間的部分呈圓弧面，圓弧面朝向轉(zhuǎn)軸凹入。
[0010]進一步地，安裝槽在槽底處形成有第三臺階，第三臺階位于安裝槽的中部，永磁體直接抵頂在第三臺階上，第三臺階與安裝槽的兩側(cè)之間形成空氣隙，第三臺階的寬度小于永磁體的厚度的二分之一。
[0011]進一步地，第三臺階具有兩個弧形面以及連接兩個弧形面的平面，兩個弧形面分別朝向安裝槽的兩側(cè)，平面與第三臺階抵頂，平面的寬度小于永磁體厚度的0.25倍。
[0012]進一步地，第三臺階的寬度由位于槽底的一端至平面的一端逐漸減小，第三臺階位于槽底的一端的寬度小于永磁體厚度的二分之一。
[0013]進一步地，安裝槽在槽底處形成有兩個第四臺階，兩個第四臺階分別位于安裝槽的兩側(cè)，永磁體與第四臺階之間的距離為第四距離，第四距離與相鄰兩個永磁體之間的間隔磁距離的比值大于或者等于0.5，安裝槽在兩個第四臺階之間的距離大于永磁體厚度的二分之一。
[0014]進一步地，安裝槽在第四臺階與永磁體之間的位置處設(shè)置有固定臺階，永磁體與固定臺階抵頂設(shè)置。
[0015]進一步地，永磁體為偶數(shù)個，并且永磁體的數(shù)量大于或者等于4個。
[0016]進一步地，相鄰兩個永磁體的相同極性相對設(shè)置。
[0017]根據(jù)本實用新型的另一個方面，提供了一種永磁電機，包括永磁轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子為上述的永磁轉(zhuǎn)子。
[0018]應(yīng)用本實用新型的技術(shù)方案，本實用新型中的永磁轉(zhuǎn)子中，將永磁體靠近轉(zhuǎn)軸的一端與安裝槽靠近轉(zhuǎn)軸的槽底之間形成有空氣隙，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)。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型第一實施例的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實用新型第二實施例的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖3是本實用新型第三實施例的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本實用新型第四實施例的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5是本實用新型第五實施例的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖6是本實用新型第六實施例的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖7是本實用新型第七實施例的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖8是本實用新型第八實施例的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖9是本實用新型第九實施例的永磁轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖10是本實用新型第一實施例的永磁轉(zhuǎn)子的B/A比值與磁鏈關(guān)系圖。
[0029]附圖標記說明:
[0030]1、轉(zhuǎn)子鐵芯;20、轉(zhuǎn)軸;30、安裝槽;40、永磁體;50、空氣隙；31、第一臺階;32、第二臺階;33、第三臺階;34、第四臺階;35、固定臺階;331、弧形面;332、平面。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
[0032]參見圖1所示，根據(jù)本實用新型的第一實施例，提供了永磁轉(zhuǎn)子，永磁轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯10以及位于轉(zhuǎn)子鐵芯10中部的轉(zhuǎn)軸20，轉(zhuǎn)子鐵芯10上安裝有沿著轉(zhuǎn)子鐵芯10徑向分布的多個安裝槽30，安裝槽30中設(shè)置有永磁體40，永磁體40與安裝槽30靠近轉(zhuǎn)軸20的槽底之間具有空氣隙50。
[0033]在現(xiàn)有的切向永磁同步電機中，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，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，由外部磁場施加在轉(zhuǎn)子上的磁通，一部分經(jīng)永磁體N極-靠近轉(zhuǎn)軸的娃鋼片-永磁體S極閉合，屬于外部磁場未對永磁體充磁的漏磁，使永磁體內(nèi)部磁密不飽和，為此本實用新型中的永磁轉(zhuǎn)子中，將永磁體靠近轉(zhuǎn)軸的一端與安裝槽靠近轉(zhuǎn)軸的槽底之間形成有空氣隙，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)。
[0034]本實施例中，永磁體40為偶數(shù)個，并且永磁體40的數(shù)量大于或者等于4個。相鄰兩個永磁體40的相同極性相對設(shè)置。
[0035]永磁體40與安裝槽30靠近轉(zhuǎn)軸20的槽底之間的距離為第一距離B，相鄰兩個安裝槽30之間的間隔磁距離為第二距離A，第一距離B與第二距離A之間的比值大于或者等于
0.5。第一距離也就是空氣隙的高度距離，第一距離B與第二距離A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B/A2 0.5，可以使得電機獲得更大的定子磁鏈，提高電機的效率。
[0036]由圖10的磁鏈關(guān)系圖中可以看出，第二距離與第一距離的比值B/A并不是越高越好，B/A在大于1.1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，將永磁體設(shè)置成1.1 > B/A。即第一距離B與第二距離A之間的比值小于等于1.1。
[0037]由圖1可以看出，本實施例的空氣隙的橫截面為矩形，也就是說永磁體40靠近轉(zhuǎn)軸的一端與安裝槽30的槽底直接形成了空氣隙。并且，相鄰兩個永磁體40之間的間隔磁距離是相鄰兩個安裝槽30的側(cè)邊之間的距離值。
[0038]本實用新型還提供了永磁轉(zhuǎn)子的第二實施例，參見圖2，本實施例中永磁轉(zhuǎn)子與第一實施例的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別僅在于永磁體40的結(jié)構(gòu)，可以由圖2中看出，永磁體40的厚度由靠近轉(zhuǎn)軸的一端朝向永磁轉(zhuǎn)子的外側(cè)逐漸增大，但是這種結(jié)構(gòu)中第一距離與第二距離之間的比例關(guān)系與第一實施例的相同。
[0039]本實用新型還提供了永磁轉(zhuǎn)子的第三實施例，參見圖3，本實施例中永磁轉(zhuǎn)子與第一實施例的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別僅在于安裝槽的結(jié)構(gòu)，本實施例中，安裝槽30在槽底處形成有第一臺階31和第二臺階32，第一臺階31和第二臺階32分別位于安裝槽30的兩側(cè)，永磁體40直接抵頂在第一臺階31和第二臺階32上，第一臺階31和第二臺階32之間形成空氣隙50，第一臺階31與第二臺階32之間的距離C大于永磁體40厚度H的二分之一。通過設(shè)置臺階可以更好地固定永磁體40，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。
[0040]本實用新型還提供了永磁轉(zhuǎn)子的第四實施例，參見圖4，本實施例中永磁轉(zhuǎn)子與第三實施例的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別僅在于安裝槽的結(jié)構(gòu)，本實施例中，安裝槽30在槽底處形成有第一臺階31和第二臺階32，第一臺階31和第二