[发明专利]深V‑磁体空腔结构转子

说明书

技术领域

本实施例大体涉及永磁电机。

背景技术

永磁同步电机是其中轴的旋转速率与AC电源电流的频率同步的AC电机。在定子中产生旋转电场，且转子跟随定子的旋转电场。转子按照相同的速率与定子的场同步旋转。转子和定子被认为是处于同步的。

在常规转子中使用的永磁体配置来提供均匀的场强度。常常需要钕磁体（也称作稀土磁体），是因为这些永磁体的强烈的磁场强度在电机中提供增强的转矩。然而，在电机中使用稀土磁体成本较高并且增加了电机的总体价格。

发明内容

实施例的优点在于，通过利用具有不同场强度的双稳态永磁体（bi-permanent magnet），降低了电机的总体成本。内置式永磁同步电机利用双稳态永磁体（即，两种或多种不同类型的磁体材料的组合）来减少在转子中利用的稀土磁体的数量和质量。在多层结构中，在转子中利用稀土磁体和铁氧体磁体或相同材料组分的具有不同磁场强度的磁体的组合。而且，磁场强度更低的磁体（例如，铁氧体磁体）延伸的距离是在转子的圆柱状外壁与转子的圆柱状内壁之间的径向距离的至少一半，从而在转子的大部分上方产生磁场，用于增加转矩和旋转速度。

实施例预期一种用于永磁同步电机的转子。转子芯结构具有圆柱状本体。圆柱状本体包括圆柱状内壁和圆柱状外壁。第一层的空腔周向地形成在转子芯结构内。在第一层中的多对空腔形成V形构型，且围绕在第一层中的转子芯结构周向地间隔开。每个V形构型包括第一支腿空腔和第二支腿空腔。由第一支腿空腔和第二支腿空腔形成的每个V形构型的顶点朝向圆柱状内壁延伸。每个V形构型的开口端朝向圆柱状外壁延伸。第二层的空腔周向地形成在转子芯结构内。在第二层中的多对空腔形成V形构型并且围绕在第二层中的转子芯结构周向地间隔开。第二层的每个V形构型包括第一支腿空腔和第二支腿空腔。在第二层中的由第一支腿空腔和第二支腿空腔形成的每个V形构型的顶点朝向圆柱状内壁延伸。在第二层中的每个V形构型的开口端朝向圆柱状外壁延伸。第一组永磁体插入在第一层中的每个空腔内。第二组永磁体插入在第二层中的每个空腔内。第一组永磁体的磁场强度大于第二组永磁体的磁场强度。第一层的每个相应的V形空腔及相关磁体与第二层的相应的V形空腔及相关磁体配对以形成转子极。每个相应极的在第二层中的每个相应的第一支腿向外偏置并且与每个相应极的在第一层中的相关的第一支腿平行。每个相应极的在第二层中的每个相应的第二支腿向外偏置并且与每个相应极的在第二层中的相关第二支腿平行。具有永磁体设置在其中的第二层的每个相应的V形构型延伸的距离大于从圆柱状外壁到圆柱状内壁的径向距离的一半。

根据本发明，其还存在以下技术方案：

1. 一种用于永磁同步电机的转子，其包括：

转子芯结构，其具有圆柱状本体，所述圆柱状本体包括圆柱状内壁和圆柱状外壁；

第一层的空腔，其周向地形成在所述转子芯结构内，在所述第一层中的多对空腔形成V形构型并且围绕在所述第一层中的所述转子芯结构周向地间隔开，每个V形构型包括第一支腿空腔和第二支腿空腔，由所述第一支腿空腔和所述第二支腿空腔形成的每个V形构型的顶点朝向所述圆柱状内壁延伸，以及每个V形构型的开口端朝向所述圆柱状外壁延伸；

第二层的空腔，其周向地形成在所述转子芯结构内，在所述第二层中的多对空腔形成V形构型并且围绕在所述第二层中的所述转子芯结构周向地间隔开，所述第二层的每个V形构型包括第一支腿空腔和第二支腿空腔，在所述第二层中的由所述第一支腿空腔和所述第二支腿空腔形成的每个V形构型的顶点朝向所述圆柱状内壁延伸，以及在所述第二层中的每个V形构型的开口端朝向所述圆柱状外壁延伸；

第一组永磁体，其插入在所述第一层中的每个空腔内；以及

第二组永磁体，其插入在所述第二层中的每个空腔内，所述第一组永磁体的磁场强度大于所述第二组永磁体的磁场强度；

其中，所述第一层的每个相应的V形空腔及相关磁体与所述第二层的相应的V形空腔及相关磁体配对以形成转子极，其中，每个相应极的在所述第二层中的每个相应的第一支腿向外偏置并且与每个相应极的在所述第一层中的相关的第一支腿平行，以及其中，每个相应极的在所述第二层中的每个相应的第二支腿向外偏置并且与每个相应极的在所述第二层中的相关的第二支腿平行，以及其中，具有永磁体设置在其中的所述第二层的每个相应V形构型延伸的距离大于从所述圆柱状外壁到所述圆柱状内壁的径向距离的一半。

2. 根据技术方案1所述的转子，其中，具有永磁体设置在其中的所述第二层的每个相应V形构型延伸的距离大于从所述圆柱状外壁到所述圆柱状内壁的径向距离的四分之三。