[发明专利]一种贴片式双层磁通槽永磁同步电机

说明书

本发明公开了一种贴片式双层磁通槽永磁同步电机，包括壳体，定子和设在定子中心轴处的电机转子，所述电机转子包括中心转轴、转子铁芯、和永磁体，所述转子铁芯的外表面均匀的设有多个扇形凹槽，所述永磁体为扇形且永磁体的宽度小于扇形凹槽的宽度，所述永磁体分别设在扇形凹槽内并与转子铁芯的外径平齐，且所述永磁体分别处于各自扇形凹槽同一侧；所述转子铁芯还内设有与扇形凹槽对应数量和对应位置的均为U形结构的内层通槽和外层通槽，且所述内层通槽和外层通槽均包括直底边，以及与直底边两端分别连接的两个对称的直侧翼。本发明相对传统永磁电机的转矩密度得到明显增加，且能充分有效利用永磁转矩分量和磁阻转矩分量，提高了电机性能。

技术领域

本发明主要涉及永磁同步电机结构的优化设计。

背景技术

永磁电机具有体积小、重量轻、转动惯量小，动态响应速度快，动态平衡性能好等优点，已经得到广泛的研究和应用。目前常规的永磁电机由于定子和转子的齿和槽结构对磁路的影响，气隙磁密度分布会呈现较强的周期波浪特性，气隙磁密波含有大量高次谐波，对电机性能产生不利影响。同时，由于永磁电机通常采用id＝0控制，磁阻转矩没有得到充分利用，造成能量损耗。因此需要对永磁电机结构进行优化设计，提高电机的有效转矩密度，达到节能效果。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种贴片式双层磁通槽永磁同步电机，相对传统永磁电机的转矩密度得到明显增加，且能充分有效利用永磁转矩分量和磁阻转矩分量，提高了电机性能。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：一种贴片式双层磁通槽永磁同步电机，包括壳体，设在壳体内壁的定子和设在定子中心轴处的电机转子，所述电机转子包括中心转轴、转子铁芯、和永磁体，所述转子铁芯的外表面均匀的设有多个扇形凹槽，所述永磁体为扇形且永磁体的宽度小于扇形凹槽的宽度，所述永磁体分别设在扇形凹槽内并与转子铁芯的外径平齐，且所述永磁体分别处于各自扇形凹槽同一侧；所述转子铁芯还内设有与扇形凹槽对应数量和对应位置的均为U形结构的内层通槽和外层通槽，且所述内层通槽和外层通槽均包括直底边，以及与直底边两端分别连接的两个对称的直侧翼，且内层通槽和外层通槽的两个直底边相互平行，所述内层通槽和外层通槽设置有用于导通磁通的磁桥。

对上述技术方案进行改进，还包括前端盖和后端盖，所述前端盖和后端盖设在外壳的两端，且所述中心转轴的两端通过轴承设在前端盖和后端盖上。

进一步的，还包括两个永磁体固定筒，所述永磁体固定筒包括固定环和筒体，所述固定环设在筒体的一端，且两者为一体设计，所述筒体的内壁直径与电极转子的外包络直径一致，所述固定环的环宽大于筒体的壁厚，且固定环上设有用于与转子铁芯固接的安装孔，所述两个永磁体固定筒套接固定在再电机转子的两端。

对上述技术方案进行改进，在转子铁芯的截面并以转子铁芯的中心点为原点建立x-y二维坐标系，使y轴与内层通槽和外层通槽垂直并穿过内层通槽和外层通槽的中心点，

所述内层通槽的直侧翼中心线端部与坐标系原点的连线与y轴的夹角为a_in，且外层通槽的直侧翼中心线端部与坐标系原点的连线与y轴的夹角为a_out，且内层通槽的直侧翼中心线与y轴的夹角为a′_in，外层通槽的直侧翼中心线与y轴的夹角为a'_out，扇形凹槽两端线与y轴的夹角为a_air，且扇形凹槽底部弧线所占圆心角为θ_air，且扇形永磁体所占圆心角为θ_pm，且扇形永磁体远离扇形凹槽一侧的端线与y轴的夹角为a_pm，且

所述内层通槽的直底边和直侧翼的宽度分别为h1和q1,外层通槽的直底边和直侧翼的宽度分别为h2和q2，且他们满足h₂＜h₁，0.5h₁＜q₁＜h₁，0.5h₂＜q₂＜h₂；