專(zhuān)利名稱(chēng)：一種反凸極永磁同步電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種永磁同步電機(jī)，特別是ー種反凸極永磁同步電機(jī)。
背景技術(shù)：
永磁同步電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、高功率密度、高效率的優(yōu)點(diǎn)，是因?yàn)橛来烹姍C(jī)的勵(lì)磁來(lái)源為永磁體，電機(jī)本身的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積相對(duì)較小，功率密度較高，功率因數(shù)高，因此，在電カ驅(qū)動(dòng)和風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。尤其是具有凸極效應(yīng)的永磁同步電機(jī)過(guò)載能力強(qiáng)，應(yīng)用更廣泛。但是，由于具有凸極效應(yīng)的常規(guī)永磁同步電機(jī)的直軸磁阻大于交軸磁阻，直軸同步電抗小于交軸同步電抗，磁阻轉(zhuǎn)矩分量在功角小于90度時(shí)為負(fù)值，最大電磁轉(zhuǎn)矩的功角大于90度，在負(fù)載運(yùn)行時(shí)永磁體存在較大的退磁危險(xiǎn)。另外，在負(fù)載運(yùn)行時(shí)交軸磁路很飽·和，鐵損耗大，電機(jī)效率不聞。

實(shí)用新型內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊簡(jiǎn)單、避免退磁危險(xiǎn)、鐵損耗小、具有反凸極效應(yīng)的永磁同步電機(jī)。技術(shù)方案為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的反凸極永磁同步電機(jī)包括轉(zhuǎn)軸、設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子鐵芯、與轉(zhuǎn)子鐵芯相配合的定子鐵芯，定子鐵芯的內(nèi)緣上均布有多個(gè)定子線槽，多個(gè)定子線槽內(nèi)均設(shè)有定子繞組，轉(zhuǎn)子鐵芯的外緣上均布有多個(gè)轉(zhuǎn)子線槽，多個(gè)轉(zhuǎn)子線槽內(nèi)均設(shè)有轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上均勻設(shè)有偶數(shù)個(gè)圍繞轉(zhuǎn)軸呈M形排列的永磁體槽，永磁體槽位于轉(zhuǎn)子鐵芯上相對(duì)于每個(gè)轉(zhuǎn)子直軸線對(duì)稱(chēng)分布，呈M形排列的永磁體槽之間的轉(zhuǎn)子鐵芯上沿轉(zhuǎn)軸方向開(kāi)設(shè)有三角形通風(fēng)孔，呈M形排列的永磁體槽內(nèi)均設(shè)有呈M形排列的永磁體。所述三角形通風(fēng)孔為對(duì)稱(chēng)分布在轉(zhuǎn)子交軸線上的等腰三角形，等腰三角形靠轉(zhuǎn)子線槽ー邊為三角形通風(fēng)孔底邊，等腰三角形的側(cè)邊為三角形通風(fēng)孔側(cè)邊。所述圍繞轉(zhuǎn)軸呈M形排列的永磁體槽與三角形通風(fēng)孔側(cè)邊之間的轉(zhuǎn)子鐵芯段為內(nèi)側(cè)隔磁磁橋，三角形通風(fēng)孔底邊與轉(zhuǎn)子線槽底邊之間的轉(zhuǎn)子鐵芯段為外側(cè)隔磁磁橋。有益效果由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型在轉(zhuǎn)子交軸線位置開(kāi)設(shè)了ー個(gè)三角形通風(fēng)孔，使交軸同步電抗ろ小于直軸同步電抗電機(jī)具有反凸極的電磁特性，避免了退磁的危險(xiǎn)，同時(shí)增加了電機(jī)的過(guò)載能力和穩(wěn)定性。由于電機(jī)在轉(zhuǎn)子交軸鐵芯中開(kāi)鑿三角形通風(fēng)孔，空氣磁導(dǎo)率低，因此交軸磁路磁阻大，磁路不易飽和，減少了鐵損耗。同時(shí)通風(fēng)孔還可以方便轉(zhuǎn)子散熱，降低轉(zhuǎn)子溫度，保護(hù)永磁體。另外永磁體槽呈M形排列，能使永磁體產(chǎn)生的氣隙磁密波更接近于正弦波，有效地減少了高次諧波含量，提高了電機(jī)效率。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、鐵損耗小、具有廣泛的實(shí)用性。

[0009]圖I是本實(shí)用新型的反凸極永磁同步電機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型的反凸極永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)圖。圖3是常規(guī)的凸極永磁同步電機(jī)的功角特性曲線圖。圖4是本實(shí) 用新型的反凸極永磁同步電機(jī)的功角特性曲線圖。圖中1_定子鐵芯；2_定子線槽；3_定子繞組；4_轉(zhuǎn)子鐵芯；5_轉(zhuǎn)子線槽；6_轉(zhuǎn)子導(dǎo)體-J-永磁體槽；8_永磁體；9_三角形通風(fēng)孔；10_轉(zhuǎn)軸；41_內(nèi)側(cè)隔磁磁橋；42_外側(cè)隔磁磁橋；71_永磁體槽底邊；91_三角形通風(fēng)孔底邊；92_三角形通風(fēng)孔側(cè)邊；d-轉(zhuǎn)子直軸線；q_轉(zhuǎn)子交軸線。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述如圖I和圖2所示，以4極反凸極永磁同步電機(jī)為例，反凸極永磁同步電機(jī)包括定子、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸10，所述定子包括定子鐵芯1，定子鐵芯I上設(shè)有多個(gè)定子線槽2，每個(gè)定子線槽2內(nèi)均設(shè)有定子繞組3，所述轉(zhuǎn)子包括設(shè)在轉(zhuǎn)軸10上的轉(zhuǎn)子鐵芯4，轉(zhuǎn)子鐵芯4的外緣上均布有多個(gè)轉(zhuǎn)子線槽5，多個(gè)轉(zhuǎn)子線槽5內(nèi)均設(shè)有轉(zhuǎn)子導(dǎo)體6，所述轉(zhuǎn)子鐵芯4上均勻設(shè)有偶數(shù)個(gè)圍繞轉(zhuǎn)軸10呈M形排列的永磁體槽7，根據(jù)需要M形排列的永磁體槽7可以是2、
4、6或8個(gè)；永磁體槽7位于轉(zhuǎn)子鐵芯4上相對(duì)于每個(gè)轉(zhuǎn)子直軸線d對(duì)稱(chēng)分布，在呈M形排列的永磁體槽7之間的轉(zhuǎn)子鐵芯4上沿轉(zhuǎn)軸10方向開(kāi)設(shè)有三角形通風(fēng)孔9，即在呈M形排列的永磁體槽7之間，每個(gè)轉(zhuǎn)子交軸線q位置沿軸向開(kāi)鑿一個(gè)三角形通風(fēng)孔9 ;呈M形排列的永磁體槽7內(nèi)均設(shè)有呈M形排列的永磁體8。所述三角形通風(fēng)孔9為對(duì)稱(chēng)分布在轉(zhuǎn)子交軸線q上的等腰三角形，等腰三角形靠轉(zhuǎn)子線槽5—邊為三角形通風(fēng)孔底邊91，三角形通風(fēng)孔底邊91靠近轉(zhuǎn)子線槽5底部并且被轉(zhuǎn)子交軸線q垂直平分；等腰三角形的側(cè)邊為三角形通風(fēng)孔側(cè)邊92。圍繞轉(zhuǎn)軸10呈M形排列永磁體槽7的永磁體槽底邊71與三角形通風(fēng)孔側(cè)邊92之間的轉(zhuǎn)子鐵芯段為內(nèi)側(cè)隔磁磁橋41，三角形通風(fēng)孔底邊91與轉(zhuǎn)子線槽5底邊之間的轉(zhuǎn)子鐵芯段為外側(cè)隔磁磁橋42。工作原理具有凸極效應(yīng)的永磁同步電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩Tail由基本轉(zhuǎn)矩分量Tailb和磁阻轉(zhuǎn)矩分量ra合成而來(lái)，其方程為
f
T = Γ，+Γ
em enm a
_7] ^ Tgmb = Tm sill θITq =Cr(—)sin(2^)式I中，〃是功角；&是基本轉(zhuǎn)矩分量的幅值是轉(zhuǎn)矩系數(shù)，Xq是交軸同步電抗，Zd是直軸同步電抗。如圖3所示，常規(guī)已有的凸極永磁同步電機(jī)的交軸磁阻小于直軸磁阻，交軸同步電抗、大于直軸同步電抗A，因此，磁阻轉(zhuǎn)矩分量在功角小于90度時(shí)為負(fù)值，最大電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的功角大于90度。當(dāng)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行功角大于90度時(shí),直軸電樞反應(yīng)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子永磁體8磁場(chǎng)方向相反，起到去磁作用，因此存在較大的退磁危險(xiǎn)。如圖4所示，本實(shí)用新型的反凸極永磁同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子交軸線q位置均設(shè)有ー個(gè)三角形通風(fēng)孔9，交軸磁阻大于直軸磁阻，交軸同步電抗、小于直軸同步電抗&，因此，磁阻轉(zhuǎn)矩分量在功角小于90度時(shí)為正值,最大電磁轉(zhuǎn)矩對(duì)應(yīng)的功角小于90度。當(dāng)電機(jī)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，直軸電樞反應(yīng)磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子永磁體磁場(chǎng)方向相同，起到助磁作用，因此沒(méi)有退磁的危險(xiǎn)，同時(shí)增加了電機(jī)的過(guò)載能力和穩(wěn)定性。另外，由于轉(zhuǎn)子交軸線q位置均有ー個(gè)三角形通風(fēng)孔9，増加了交軸磁路的磁阻，磁路不容易飽和，減少了鐵損耗。同時(shí)通風(fēng)孔的存在可以方便轉(zhuǎn)子散熱，降低轉(zhuǎn)子溫度，保護(hù)永磁體8。永磁體8在轉(zhuǎn)子直軸線d的氣隙磁密較大，遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子直軸線d的氣隙磁密較小，因此永磁體8產(chǎn)生的氣隙磁密波更接近于正弦波，有效地減少了高次諧波含量，提高了電機(jī)·效率。
權(quán)利要求1.一種反凸極永磁同步電機(jī)，包括轉(zhuǎn)軸(10)、設(shè)在轉(zhuǎn)軸(10)上的轉(zhuǎn)子鐵芯(4)、與轉(zhuǎn)子鐵芯(4)相配合的定子鐵芯(1)，定子鐵芯(I)的內(nèi)緣上均布有多個(gè)定子線槽(2)，多個(gè)定子線槽(2)內(nèi)均設(shè)有定子繞組(3)，轉(zhuǎn)子鐵芯(4)的外緣上均布有多個(gè)轉(zhuǎn)子線槽(5)，多個(gè)轉(zhuǎn)子線槽(5)內(nèi)均設(shè)有轉(zhuǎn)子導(dǎo)體(6)，其特征在于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(4)上均勻設(shè)有偶數(shù)個(gè)圍繞轉(zhuǎn)軸(10)呈M形排列的永磁體槽(7)，永磁體槽(7)位于轉(zhuǎn)子鐵芯(4)上相對(duì)于每個(gè)轉(zhuǎn)子直軸線(d)對(duì)稱(chēng)分布，呈M形排列的永磁體槽(7)之間的轉(zhuǎn)子鐵芯(4)上沿轉(zhuǎn)軸(10)方向開(kāi)設(shè)有三角形通風(fēng)孔(9)，呈M形排列的永磁體槽(7)內(nèi)均設(shè)有呈M形排列的永磁體(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反凸極永磁同步電機(jī)，其特征在于，所述三角形通風(fēng)孔(9)為對(duì)稱(chēng)分布在轉(zhuǎn)子交軸線(q)上的等腰三角形，等腰三角形靠轉(zhuǎn)子線槽(5) —邊為三角形通風(fēng)孔底邊(91)，等腰三角形的側(cè)邊為三角形通風(fēng)孔側(cè)邊(92)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的反凸極永磁同步電機(jī)，其特征在于，所述圍繞轉(zhuǎn)軸(10)呈M形排列的永磁體槽(7)與三角形通風(fēng)孔側(cè)邊(92)之間的轉(zhuǎn)子鐵芯段為內(nèi)側(cè)隔磁磁橋(41)，三角形通風(fēng)孔底邊(91)與轉(zhuǎn)子線槽(5)底邊之間的轉(zhuǎn)子鐵芯段為外側(cè)隔磁磁橋(42)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)的一種反凸極永磁同步電機(jī)，包括定子、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)軸，定子包括定子鐵芯，定子鐵芯上設(shè)有多個(gè)定子線槽，每個(gè)定子線槽內(nèi)均設(shè)有定子繞組，轉(zhuǎn)子包括設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)有多個(gè)轉(zhuǎn)子線槽，多個(gè)轉(zhuǎn)子線槽內(nèi)均設(shè)有轉(zhuǎn)子導(dǎo)體，所述轉(zhuǎn)子鐵芯上均勻設(shè)有偶數(shù)個(gè)圍繞轉(zhuǎn)軸呈M形排列的永磁體槽，永磁體槽位于轉(zhuǎn)子鐵芯上相對(duì)于每個(gè)轉(zhuǎn)子直軸線對(duì)稱(chēng)分布，呈M形排列的永磁體槽之間的轉(zhuǎn)子鐵芯上沿轉(zhuǎn)軸方向開(kāi)設(shè)有三角形通風(fēng)孔，呈M形排列的永磁體槽內(nèi)均設(shè)有呈M形排列的永磁體。電機(jī)具有反凸極的電磁特性，避免了退磁的危險(xiǎn)，改善了常規(guī)永磁同步電機(jī)的屬性，增加了電機(jī)的過(guò)載能力和穩(wěn)定性。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、具有反凸極效應(yīng)。
文檔編號(hào)H02K21/14GK202652025SQ20122027137
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月11日
發(fā)明者鄧先明, 譚國(guó)俊, 陳治國(guó), 胡堃, 甄文歡 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)