[实用新型]一种永磁同步无刷电机的磁路结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及永磁同步无刷电机磁钢结构的技术领域，具体来说，是一种永磁同步无刷电机的磁路结构。

背景技术

随着永磁同步无刷电机的应用越来越广泛，对永磁同步无刷电机的体积、成本、性能等要求也越来越高。如果单纯采用铁氧体永磁同步材料，电机体积大，成本高，如果单纯采用钕铁硼永磁同步材料，虽然电机体积变小，但是由于钕铁硼永磁同步材料价格高昂，同样会造成电机成本很高。并且无论单纯采用哪一种永磁同步材料，都很难做到永磁同步材料在圆周方向达到需要的气隙磁场波形。

发明内容

本实用新型目的是旨在提供一种设计合理、结构简单、气隙磁场波形好、性能好、成本低的永磁同步无刷电机的磁路结构。

为实现上述技术目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种永磁同步无刷电机的磁路结构，包括转子冲片，磁钢，所述转子冲片上开有第一磁钢槽，所述第一磁钢槽旁边还开有第二磁钢槽，所述第一磁钢槽的宽度和深度均大于第二磁钢槽，所述第一磁钢槽和第二磁钢槽均包含多个，所述第二磁钢槽的数量大于等于第一磁钢槽的数量，所述磁钢由提供主磁场的钕铁硼磁钢和提供辅助磁场的铁氧体磁钢两部分组成，所述钕铁硼磁钢的数量等于第一磁钢槽的数量，所述铁氧体磁钢的数量等于第二磁钢槽的数量，所述钕铁硼磁钢的尺寸大于铁氧体磁钢的尺寸。

根据转子的结构不同，所述第一磁钢槽和第二磁钢槽的排列方式不同，且所述第一磁钢槽和第二磁钢槽的数量由转子的结构和电机的极数共同确定，八极电机中包含8个第一磁钢槽，六极电机包括6个第一磁钢槽，以此类推；表面式转子中，所述第一磁钢槽和第二磁钢的数量比为1:2，径向式转子中，所述第一磁钢槽和第二磁钢槽的数量比为1:2，切向式转子中，所述第一磁钢槽和第二磁钢槽的数量比为1:1。

采用此种技术方案是由于传统的永磁同步无刷电机每极下只有一块磁钢，造成了磁钢所产生的磁场的波形不好的问题，为了解决该技术问题，现将每极下的磁钢分成钕铁硼磁钢和铁氧体磁钢两个部分，通过调整钕铁硼磁钢和铁氧体磁钢的相对位置，能够有效改善每极下磁场波形，提高了磁钢的利用率，降低了转子的制造成本。

具体实现方式如下：首先，根据磁钢的尺寸形状及电机的极数，在转子冲片的表面上设计出放钕铁硼磁钢和铁氧体磁钢的的第一磁钢槽、第二磁钢槽，由于钕铁硼磁钢的尺寸大于铁氧体磁钢的尺寸，故需限定第一磁钢槽的宽度和深度均大于第二磁钢槽，并且在转子冲片的每极下，第一磁钢槽和第二磁钢槽的排列方式相同。然后，在第一磁钢槽内装配钕铁硼磁钢，为电机提供主磁场，在第二磁钢槽内装配铁氧体磁钢，为电机提供辅助磁场，并改善磁场波形。

采用此种技术方案的另一个优点在于：传统的永磁无刷电机往往单纯采用钕铁硼永磁材料或者是铁氧体永磁材料，都会造成电机成本过高的问题，在本技术方案当中，将磁钢分成了提供主磁场的钕铁硼磁钢和提供辅助磁场的铁氧体磁钢两个部分。此种设计，一方面优化了每极下的磁场波形，使得电机运行平稳，噪音振动降低，另一方面，由于使用价格低的铁氧体永磁材料替代了价格高的钕铁硼永磁材料，并且减小了铁氧体磁钢的厚度，使得电机的成本大幅度的降低。

为了实现转子整体性能的进一步优化，还需要对转子的结构进行改进，具体的技术方案如下所述：转子冲片设计时，在满足电机性能的情况下设计出插槽样棒的定位孔及铸铝用的铝笼条孔，转子冲片采用冲床一次性冲制完成，冲片冲好后，按照设计的铸铝笼形状尺寸进行铸铝，铸铝时为了保证叠加起来的转子冲片能够保持整齐，将两根槽样棒穿过若干个转子冲片上的定位孔进行固定，铸铝完成后将槽样棒取出，通过上述过程，多个转子冲片被铸铝后形成的铸铝笼固定为一个整体从而形成转子铁芯。

铸铝笼由三个部分构成，分别为：转子冲片内的铝笼条，铝笼条两端的铝端环和铝端环外端面上的平衡柱。

铝笼条的作用是：通过连接两端的铝端环，对中间的转子冲片进行固定，并且能够起到充当阻尼绕组，减少电机转矩脉动的作用；

铝端环的作用是：对转子冲片和磁钢压板进行固定；

铝平衡柱的作用是：在转子进行动平衡时加装平衡块。

铸铝笼的设计使得转子达到了笼形异步电动机铸铝转子的强度、牢固性及动平衡的方便性，并且还能够像笼形异步电机一样对转轴进行冷压穿轴，穿轴后进行贴磁钢的工序，磁钢贴好后将铝制的磁钢压板过盈热装在铸铝笼铝端环外圆上，对磁钢进行轴向的固定，最后通过铸铝笼上的平衡柱对整个转子采用加重法进行动平衡。