[发明专利]一种新型转子铁心的多层结构

说明书

技术领域

本发明属于永磁同步电机领域，涉及一种新型转子铁心的多层结构。

背景技术

现在常用永磁同步电机转子铁心分表面式和内嵌式。现有表面式转子结构分为凸出式和嵌入式，永磁体提供磁通方向。凸出式转子铁心表面粘贴瓦片形磁钢，且永磁体外表面与定子铁心内圆之一般仅套以保护作用的非磁性圆筒，或在永磁磁极表面包以无纬玻璃丝带作保护层，这样是避免转速超过5000rpm时转子磁钢在离心力和电磁扭力的共同作用脱离转子铁心。内嵌式转子的相邻两永磁体之间有着磁导率很大的铁磁材料，造成转子上漏磁系数和制造成本都很大，造成平均磁钢截面积与反电势的比值偏低，但电机转速可以达到近10000rpm。

表面凸出式转子主要的弊病是磁钢和转子铁心上表面之间涂抹结构胶层，由于磁钢和转子铁心表面设计时一般只留下了0.05左右的间隙，但由于国内最好的磁钢生产商的加工精度也只能保证在±0.04mm，并且转子冲片叠压后外径尺寸公差也在+0.02-+0.05mm，这样贴粘后肯定会有局部间隙过小，导致部分结构胶稀少或缺失。

经研究，通常磁钢甩出破碎的情况发生的原因是在高速运行时先是局部磁钢由于未能粘贴牢靠与转子铁心表面，被离心力甩出一点，撞到定子铁心上，造成接触部分破碎，飞溅出的磁钢堵塞了气隙，使电机停止转动。

发明的内容

本发明克服了现有技术中的不足，其新型多层内嵌式转子冲片，可以保证电机平稳运行在8000rpm的上，其独特设计的转子多层结构，既可以最大限度保证每极磁通量的输出，又保证磁钢体积没有太大的增加。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：在设计转子时，采用双层结构，第一层由一个一字形磁钢构成，第二层磁钢采用V字结构。通过合理的设计磁钢的长度和各个磁钢之间的距离既能最大程度的输出磁通量，而且反电势波形达与正弦波相似度达到1.02-1.04。合理设计隔磁气隙，隔磁气隙由曲线或直线构成封闭图形，保证最大限度减小漏磁。本发明的新型多层内嵌式转子冲片，在保留原有的保证电机平稳运行在8000rpm的优点的基础上，其独特设计的转子多层结构，既可以最大限度保证每极磁通量的输出，又保证磁钢体积没有太大的增加。

本发明与现有技术相比，其有益效果表现如下：

采用内置式磁钢安装方式，从根本上避免了高速运行时磁钢飞脱现象的发生。但通常使用的内置式只是采用单层结构，造成磁钢用量减少，气隙磁密降低，单位体积输出功率减少，但最重要的是使反电势波形趋近方波，若要达到正弦波形又势必要减少磁钢长度，去选取适当的极弧系数，并且采用分数槽、花瓣形转子外形或斜极等方法，不仅极大地增加设计和加工难度，并且再次使气隙磁密降低20％以上，虽然降低了控制难度，但电机体积又会有20％以上的增加。而本发明采用多层结构既保证了转子单个磁极磁通量超过现有单层内置式转子铁心30％，单位体积电机输出功率提高20％以上，并且电机效率也提高了2-5百分点，使电机平均效率高达94％-96.5％。并且由于多层结构转子铁心的高效率，使定子电流相应的减少了10％左右，相应的增加了电机寿命并减少了定子绕组漆包线的用量。虽然采用多层结构转子铁心使用磁钢用量会增大40％，但由于其高效和高磁通又将电机长度减少了10％，所以从整体上估算电机体积和重量都会有5％-10％的下降。对生产商来说，同样功率等级电机使用多层结构转子铁心能降低生产成不7％-12％。并且由于本发明多层结构的转子铁心反电势正弦度非常好，相应的降低了永磁同步电机控制系统的设计难度，并降低了控制系统成本提高了整个系统的效率，对高效率的永磁同步电机的推广使用起了积极作用。

附图说明

图1是本发明的原理框图1；

图2是本发明的原理框图2。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步描述：

如图1，在设计转子时，采用双层结构，第一层由一个一字形磁钢构成，第二层磁钢采用V字结构。通过合理的设计磁钢的长度和各个磁钢之间的距离既能最大程度的输出磁通量，而且反电势波形达与正弦波相似度达到1.02-1.04。

如图2，合理设计隔磁气隙，隔磁气隙由曲线或直线构成封闭图形，保证最大限度减小漏磁。

利用本发明所述的技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述的技术效果的，均是落入本发明的保护范围。