[发明专利]一种转子导体非均匀分布永磁同步电机的转子结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种电机转子结构，尤其是一种转子导体非均匀分布永磁同步电机的转子结构。 

背景技术

国民经济的发展、科学技术的进步和人民生活水平的提高，都对电机的性能提出了新的更高的要求，而高性能的稀土永磁材料的问世和不断完善为永磁电机的设计和制造提供了极大的便利。永磁电机结构简单，运行可靠，体积小，质量轻，损耗小，效率高，在工农业生产、航天航空、国防和日常生活中必将得到广泛的应用。由于在永磁电机中进行机电能量转换的气隙磁场是由永磁体产生的，该气隙磁场的空间分布将对电机的转矩、高次谐波、震动与发热产生决定性的影响，而目前使用的永磁电机存在气隙磁场基波含量低、高次谐波含量高的问题，对气隙磁场的改进在一般情况下需要对电机转子内的永磁体结构进行改进，这将给电机转子的制造带来一定的困难，异形永磁体不仅难以制造，永磁体本身的性能也将受到影响。 

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服已有技术中的不足之处，提供一种具有紧凑结构，能够提高气隙磁场基波含量、降低高次谐波含量的转子导体非均匀分布的永磁同步电机转子结构。 

技术方案：本发明转子导体非均匀分布永磁同步电机的转子结构，包括由转轴，设在转轴上的转子铁心，围绕转子铁心外径上开设的4×n×p个转子线槽，转子线槽中的转子绕组，设在转子铁心上的永磁体槽和设在永磁体槽中的永磁体构成的电机转子，所述电机转子的磁极数目为2×p个，围绕转子铁心外径上开设的多个转子线槽按电机转子的磁极数目划分为2×p组，所述每组转子线槽分别位于一个转子磁极所占的转子铁心中，所述的每组转子线槽与相邻的线槽间隔的夹角从小到大，再从大到小，近似正弦规律分布；按转子磁极的两个边界线进行划分，两个边界线是正交轴线和负交轴线，通过电机转子直轴线将每组转子线槽分为对称的两个部分，在 转子直轴线与正交轴线内的转子线槽与该正交轴线形成夹角，以该正交轴线为起点，对该部分中的转子线槽进行编号，由i表示，其中i为正整数，1≤i≤n，第i个转子线槽与该正交轴线所形成的夹角由公式： 

θi=Σ1iθo×ti2×(Σa=1nta+1)]]>确定， 

式中：θ₀为一个转子磁极所占空间的机械角度； 

t_i为每组转子线槽中的第i个转子线槽所占空间机械角度的比例因子。 

有益效果：由于本发明将转子线槽非均匀分布，其转子气隙磁密波形图如附图5所示，电机气隙磁场磁通密度的分布接近正弦形波，所得到的转子气隙磁密谐波含量如附图7所示，基次谐波增高，高次谐波降低。而已有技术转子线槽均匀分布的转子气隙磁密波形如附图4所示，电机气隙磁场的磁通密度分布接近方波，所得到的转子气隙磁密谐波含量如附图6所示，基次谐波较低，高次谐波较高。图4与图5中的横坐标为气隙空间位置，纵坐标为气隙磁密值；图6与图7的横坐标为谐波次数，纵坐标为谐波含量。由于本发明中的气隙磁场基波含量有了明显的提高，增加了电机的过载能力，提高了电机的效率；对电机运行不利的高次谐波得到了抑制，不但减轻了电机的转矩脉动与发热，而且减少了机电能量转换过程中的损失，大大延长了电机的使用寿命，减少了检修与维护的次数，有利于永磁同步电机的运行。另外永磁体采用便于保护永磁体的内埋式结构，并采用稀土永磁体制造，稀土永磁体的稳定性好、矫顽力高、磁能积大。其结构简单，可靠性高，永磁体和转子铁心易于加工，在本技术领域内具有广泛的实用性。