[发明专利]基于面包形永磁体的转子结构、调整方法、设备、介质及永磁电机

说明书

本申请提供基于面包形永磁体的转子结构、调整方法、设备、介质及永磁电机，包括：转轴、转子铁芯、转子保护套及多个永磁体；所述转轴的外围面连接所述转子铁芯的内围面；所述多个永磁体均匀布设于所述转子铁芯的外表面；各所述永磁体的外弧面与转子铁芯的未布设部分的外弧面构成一外围面，该外围面与所述转子护套的内围面相契合；所述永磁体为面包形永磁体，所述面包形永磁体的各项参数可调，调整方式包括按照电机性能最优化来相应调整永磁体的各项尺寸参数。相比于普通的表贴式或者面包式永磁体，本发明中永磁体的尺寸参数可以调整，其可以根据不同的优化目标进行设计，从而有效提高电机的性能。

技术领域

本申请涉及电机技术领域，特别是涉及基于面包形永磁体的转子结构、调整方法、设备、介质及永磁电机。

背景技术

目前，高速永磁电机常用的转子可以分为两大类：内嵌式转子和表贴式转子。内嵌式转子的漏磁现象较为严重，表贴式转子有更好的磁性能，但是需要转子护套。此外，当正弦磁动势波形接近正弦波时，可以有效减小电机的谐波畸变率、齿槽转矩以及电机运行过程中的振动现象。因此，如何提升高速永磁电机各方面的性能成为本领域亟需解决的技术问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供基于面包形永磁体的转子结构、调整方法、设备、介质及永磁电机，用于解决现有技术中永磁体尺寸无法优化且电机性能不佳等技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种基于面包形永磁体的转子结构，包括：转轴、转子铁芯、转子保护套及多个永磁体；所述转轴的外围面连接所述转子铁芯的内围面；所述多个永磁体均匀布设于所述转子铁芯的外表面；各所述永磁体的外弧面与转子铁芯的未布设部分的外弧面构成一外围面，该外围面与所述转子护套的内围面相契合；所述永磁体为面包形永磁体，所述面包形永磁体的各项参数可调，调整方式包括按照电机性能最优化来相应调整永磁体的各项尺寸参数。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述按照电机性能最优化来相应调整永磁体的各项尺寸参数，调整策略包括如下任一种：按照气隙处磁通密度最大化来相应调整所述永磁体的各项尺寸参数；按照齿槽转矩最小化来相应调整所述永磁体的各项尺寸参数；按照齿槽转矩谐波畸变率最小化来相应调整所述永磁体的各项尺寸参数；其中，所述永磁体的各项尺寸参数包括极弧系数、外圆半径、内圆半径和偏心距。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述按照电机性能最优化来相应调整永磁体的各项尺寸参数的方式包括：以其中一个电机性能的最优化作为目标函数，并以其它电机性能作为约束函数。

于本申请的第一方面的一些实施例中，当目标函数是最大化气隙处磁通密度时，约束函数设定为齿槽转矩或者谐波畸变率；当目标函数是最小化齿槽转矩时，约束函数设定为气隙处磁通密度或谐波畸变率；当目标函数是最小化谐波畸变率时，约束函数设定为气隙处磁通密度或齿槽转矩。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述约束函数中引入的电机相关性能还包括：额定功率、额定电压、额定电流、负载转矩、过载转矩、输出效率、功率因数、启动转矩、启动电流中的任一种或多种的组合。

于本申请的第一方面的一些实施例中，所述永磁体的外圆圆心与内圆圆心重合，以使所述永磁体的外圆半径与转子铁芯的外圆半径一致；通过所述永磁体的内圆半径对永磁体进行偏心削极，以使永磁体呈中间厚且两边薄的面包形形状。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种适用于高速永磁电机转子结构的永磁体尺寸参数调整方法，包括：获取高速永磁电机中永磁体的各项尺寸参数的初始值；选取若干个电机性能，以其中一个电机性能的最优化作为目标函数，并以其它电机性能作为约束函数，求取目标函数最优时对应的永磁体各项尺寸参数。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第三方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述适用于高速永磁电机转子结构的永磁体尺寸参数调整方法。