[发明专利]一种内置式永磁同步电机

说明书

本发明公开了一种内置式永磁同步电机，转子铁芯的圆周方向均匀分布有多对磁极，任一个磁极包括沿转子铁芯的径向方向设置的一个内层永磁体组和一个外层永磁体组，内层永磁体组和外层永磁体组以该磁极的转子直轴为对称线对称设置，内层永磁体组为低矫顽力永磁材料，外层永磁体组为高矫顽力永磁材料，任一内层永磁体组和任一外层永磁体组的两端均分别设有隔磁槽，应用该装置，内层永磁体组磁极产生的齿槽转矩与外层永磁体组磁极产生的齿槽转矩相位相差180度，削弱电机的齿槽转矩。同时不会降低反电动势和气隙磁密基波幅值，增加电机的磁阻转矩，提高电机功率密度。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，更具体地说，涉及一种内置式永磁同步电机。

背景技术

近年来，随着高性能永磁材料的问世以及电力电子技术的进步，永磁电机越来越被广泛应用在各行各业。特别是内置式永磁同步电机，由于其具有体积小、功率密度大和高效率等优点，不仅被广泛应用在电动汽车行业，而且还被广泛应用在洗衣机、空调、电冰箱等家电行业。然而，齿槽转矩作为永磁电机固有特征之一，特别是内置式永磁电机，其齿槽转矩问题表现更突出，易导致输出转矩脉动，产生噪声和振动，对电机控制系统的精度造成不良影响。

目前已存在的削弱内置式永磁同步电机齿槽转矩的近似方法有：组合磁极的齿槽转矩削弱方法。该方法是在传统“一”型或“V”型磁极的基础上，将原有的永磁材料的外侧两端替换为不同的永磁材料，并通过合理组合两种永磁材料极弧宽度，改善气隙磁密波形来削弱齿槽转矩。尽管采用组合磁极的方法能达到削弱内置式永磁同步电机齿槽转矩的目的，但是该方法主要是通过改善气隙磁密正弦度，减小齿谐波来削弱齿槽转矩，所以该方法的削弱效果有待提高，由于永磁体安装时存在永磁体间的排斥力，使得加工难度增大。而且，组合磁极电机体积偏大，空载反电动势基波幅值和空载气隙磁密基波幅值均偏小，有可能达不到电机设计要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种内置式永磁同步电机，以解决现有永磁同步电机通过改善气隙磁密波形削弱齿槽转矩时、削弱效果差等问题。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种内置式永磁同步电机，包括定子铁芯、转子铁芯和转轴，所述转子铁芯的圆周方向均匀分布有多对磁极，任一个磁极包括沿所述转子铁芯的径向方向设置的一个内层永磁体组和一个外层永磁体组，所述内层永磁体组和所述外层永磁体组以该磁极的转子直轴为对称线对称设置，所述内层永磁体组为低矫顽力永磁材料，所述外层永磁体组为高矫顽力永磁材料，任一所述内层永磁体组和任一所述外层永磁体组的两端均分别设有隔磁槽，所述内层永磁体组磁极产生的齿槽转矩与所述外层永磁体组磁极产生的齿槽转矩相位相差180度。

优选地，所述内层永磁体组具体为一字型结构永磁体或V字型结构永磁体，所述一字型结构永磁体与该磁极的转子直轴垂直且对称设置，所述V字型结构永磁体包括两个沿该磁极的转子直轴对称设置的内层永磁体，两个所述内层永磁体形成的V型尖端指向所述转子铁芯的圆心，两个所述内层永磁体独立设置且无连通。

优选地，所述外层永磁体组包括一对沿该磁极的转子直轴对称设置的外层永磁体，任一所述外层永磁体具体为一字型结构永磁体或V字型结构永磁体。

优选地，所述外层永磁体为所述一字型结构永磁体时、沿该磁极的转子直轴的两侧切线方向设置。

优选地，所述隔磁槽中设有非导磁件或非导电件。

优选地，同一所述磁极中的所述内层永磁体组和所述外侧永磁体组的极性相同。