[发明专利]一种抑制永磁体退磁的磁通切换永磁电机结构

说明书

本发明提出了一种抑制永磁体退磁的磁通切换永磁电机结构，包括：定子与转子。所述转子由转轴和转子铁心构成，所述定子由定子铁心、永磁体与电枢绕组构成。所述定子铁心由“U”型硅钢片铁心单元构成。所述永磁体的长度与传统磁通切换永磁电机的永磁体相比有所减少，本发明结构的永磁体两侧（靠气隙侧和靠机壳侧）宽度减少并紧贴拼装在两个铁心单元之间。所述转子铁心为凸级结构。本发明提出的抑制永磁体局部不可逆退磁的磁通切换永磁电机结构，降低了磁通切换永磁电机中空载和负载两种情况下的永磁体不可逆退磁风险；永磁体用量减少，提高了永磁体的利用率；节约了电机的制造成本的同时保持了电机的输出转矩。

技术领域

本发明涉及磁通切换永磁电机技术领域，特别是涉及一种抑制永磁体退磁的磁通切换永磁电机结构。

背景技术

随着全球变暖、化石燃料紧缺以及环境污染问题，如何更高效地利用能源成为人类发展过程中所必须面对的问题。永磁同步电机具有体积小、高功率密度、高效率、高输出转矩和运行可靠等优点，已经在许多领域内得到了广泛的应用，尤其是在汽车工业领域，永磁同步电机在新能源汽车的发展中发挥着重要的作用。

传统永磁电机大多采用表面贴装式、插入式或嵌入式等工艺将永磁体固定于转子，这样，在电机运行过程中，就会产生散热困难、过高温升导致永磁体不可逆退磁，从而限制电机出力等问题。针对这一问题，早在上个世纪50年代，就有学者对定子永磁电机开展了研究。与转子永磁电机不同，定子永磁电机将永磁体和电枢绕组都置于定子，简单的转子结构不但提高了电机运行的可靠性，而且转子旋转时，也可以起到风扇的作用，使电机散热性能得到增强。1997年磁通切换永磁电机由法国学者E. Hoang首次提出。由于其转子结构坚固、转矩密度高、易于热管理等优点，近年来获得了大量的研究关注。

然而，传统永磁电机存在局部不可逆退磁永磁体用量相对较大的问题：①电机输出转矩和输出功率下降；②负载气隙磁密波形发生畸变，转矩波动增大，电机的振动噪声增大；③永磁体利用率降低。因此，采用有效的方法提高磁通切换永磁电机的抗去磁能力具有重要的意义。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种抑制永磁体退磁的磁通切换永磁电机结构，采用新结构的磁通切换永磁电机在电机各项性能与传统结构相差无几的情况下，提高了永磁体的利用率，降低了电机的制造成本。

本发明提供一种抑制永磁体退磁的磁通切换永磁电机结构，包括定子与转子，所述转子由转子铁心和转轴构成，所述定子由永磁体、定子铁心与电枢绕组构成，所述转轴在转子铁心内，所述定子铁心由U型硅钢片铁心单元构成，所述定子铁心等角度绕转轴中心线布置，所述永磁体设置在相邻的定子铁心之间且通过电枢绕组固定，所述永磁体两侧即靠气隙侧与靠机壳侧的宽度减少并紧贴拼装在两个定子铁心的铁心单元之间。

作为本发明的改进，所述新型磁通切换永磁电机结构的永磁体靠气隙侧的宽度减少了1%~10%。

作为本发明的进一步改进，所述新型磁通切换永磁电机结构的永磁体靠气隙侧的宽度减少了5%。

作为本发明的进一步改进，所述新型磁通切换永磁电机结构的永磁体在靠气隙侧的宽度减少了5%的基础下，另一侧（靠机壳侧）的宽度减少了1%~10%。

作为本发明的进一步改进，所述新型磁通切换永磁电机结构的永磁体靠机壳侧的宽度减少了2%。

作为本发明的进一步改进，在所述新型磁通切换永磁电机结构的永磁体靠气隙侧的宽度减少了5%，靠机壳侧的宽度减少了2%的基础下，所述转子铁心的齿宽与定子铁心的齿宽比为1.65。

本发明提出的新型结构磁通切换永磁电机具有以下优点：

（1）电机的不可逆退磁风险降低。

（2）对传统磁通切换永磁电机中空载和负载两种情况下的永磁体退磁风险都起着一定的抑制作用。