電機(jī)轉(zhuǎn)子及具有其的電機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)設(shè)備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種電機(jī)轉(zhuǎn)子及具有其的電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁同步磁阻電機(jī)具有高效率低成本的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，通常轉(zhuǎn)子中有磁鋼槽，并將永磁體嵌入磁鋼槽中，從而充分利用磁阻轉(zhuǎn)矩。電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩由永磁轉(zhuǎn)矩和磁阻轉(zhuǎn)矩合成，由于電機(jī)本身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，DQ軸電感差異波動(dòng)較大，導(dǎo)致其中的磁阻轉(zhuǎn)矩波動(dòng)較大，使電機(jī)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。通過(guò)變換轉(zhuǎn)子中磁鋼尺寸和位置，在很多情況下并不能有效減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)或降低電機(jī)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的主要目的在于提供一種電機(jī)轉(zhuǎn)子及具有其的電機(jī)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)大致使噪音大的問(wèn)題。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種電機(jī)轉(zhuǎn)子，電機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有磁極結(jié)構(gòu)，磁極結(jié)構(gòu)包括:多層磁鋼槽，各層磁鋼槽的兩端設(shè)置有隔磁橋；多個(gè)永磁結(jié)構(gòu)，各永磁結(jié)構(gòu)--對(duì)應(yīng)地設(shè)置在各層磁鋼槽內(nèi)，至少一個(gè)永磁結(jié)構(gòu)包括多個(gè)磁鋼，多個(gè)磁鋼分為中間磁鋼和偶數(shù)個(gè)側(cè)磁鋼，中間磁鋼的中心線與磁極中心線重合，側(cè)磁鋼對(duì)稱設(shè)置在中間磁鋼的兩側(cè)，相鄰兩個(gè)磁鋼之間設(shè)置有導(dǎo)磁橋，各層導(dǎo)磁橋的中心線不在同一直線上。
[0005]進(jìn)一步地，中間磁鋼的寬度大于各側(cè)磁鋼的寬度，沿遠(yuǎn)離中間磁鋼的方向，各側(cè)磁鋼的寬度依次減小。
[0006]進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子鐵芯包括多個(gè)沿轉(zhuǎn)子鐵芯周向均勾分布的磁極結(jié)構(gòu)，各磁極結(jié)構(gòu)至少由內(nèi)層槽和外層槽組成，外層槽位于內(nèi)層槽的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子鐵芯的軸孔的一側(cè)。
[0007]進(jìn)一步地，內(nèi)層槽為弧形槽，內(nèi)層槽內(nèi)設(shè)置有五個(gè)磁鋼，五個(gè)磁鋼構(gòu)成永磁結(jié)構(gòu)，外層槽為弧形槽，外層槽內(nèi)設(shè)置有一個(gè)磁鋼。
[0008]進(jìn)一步地，內(nèi)層槽內(nèi)設(shè)置有三個(gè)一字型磁鋼，外層槽內(nèi)設(shè)置三個(gè)弧形磁鋼。
[0009]進(jìn)一步地，內(nèi)層槽內(nèi)設(shè)置有永磁結(jié)構(gòu)，且永磁結(jié)構(gòu)包括中間磁鋼和四個(gè)側(cè)磁鋼，永磁結(jié)構(gòu)的寬度比為L(zhǎng)21:L22:L23大于5:2:1。
[0010]進(jìn)一步地，外層槽設(shè)置有永磁結(jié)構(gòu)，且永磁結(jié)構(gòu)包括中間磁鋼和兩個(gè)側(cè)磁鋼，永磁結(jié)構(gòu)的寬度比為L(zhǎng)ll:L12大于1.5:1且小于2:1。
[0011]進(jìn)一步地，相鄰兩個(gè)磁鋼之間的具有距離δ，距離δ的取值范圍為2fft ^ δ彡Wt，其中Wt為磁鋼所在的磁鋼槽的隔磁橋的端部與轉(zhuǎn)子鐵芯的外沿之間的距離。
[0012]進(jìn)一步地，相鄰兩層磁鋼槽的相鄰兩個(gè)導(dǎo)磁橋的中心線之間具有夾角Θ，夾角θ〈360/ρ，其中P為極數(shù)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種電機(jī)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)子，電機(jī)轉(zhuǎn)子為上述的電機(jī)轉(zhuǎn)子。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，電機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有磁極結(jié)構(gòu)，磁極結(jié)構(gòu)包括多層磁鋼槽和永磁結(jié)構(gòu)，各層磁鋼槽的兩端設(shè)置有隔磁橋；永磁結(jié)構(gòu)—對(duì)應(yīng)地設(shè)置在各層磁鋼槽內(nèi)，磁鋼槽內(nèi)的永磁結(jié)構(gòu)包括多個(gè)磁鋼，多個(gè)磁鋼分為中間磁鋼和偶數(shù)個(gè)側(cè)磁鋼，中間磁鋼的中心線與磁極中心線重合，側(cè)磁鋼對(duì)稱設(shè)置在中間磁鋼的兩側(cè)，相鄰兩個(gè)磁鋼之間設(shè)置有導(dǎo)磁橋，各層磁鋼槽的各導(dǎo)磁橋的中心線不在同一直線上。將永磁結(jié)構(gòu)嵌入至磁鋼槽內(nèi)能夠穩(wěn)固地固定永磁結(jié)構(gòu)，通過(guò)將現(xiàn)有技術(shù)中的一體的永磁結(jié)構(gòu)分為多個(gè)磁鋼，并在磁鋼之間設(shè)置導(dǎo)磁橋，使得電機(jī)的q軸磁力線在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部相對(duì)分散，磁力線分布更加均勻。各層磁鋼槽的各導(dǎo)磁橋的中心線不在同一直線上可以保證導(dǎo)磁橋的中心線之間存在一定錯(cuò)位，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)用至電機(jī)中后，電機(jī)定子在通電后，磁力線通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子從N極到S極時(shí)，能對(duì)層間增加磁通障礙。實(shí)現(xiàn)減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和諧波含量，進(jìn)而降低電機(jī)噪音的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0014]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0015]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2示出了圖1中的電機(jī)轉(zhuǎn)子的局部放大圖；
[0017]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的電機(jī)定子的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；以及
[0020]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子的剖視圖的局部放大圖。
[0021]其中，上述附圖包括以下附圖標(biāo)記:
[0022]10、轉(zhuǎn)子鐵芯；11、內(nèi)層槽；12、外層槽；111、隔磁橋；L11、L21、中間磁鋼；L12、L22、L23、側(cè)磁鋼；24、導(dǎo)磁橋；30、電機(jī)定子。
【具體實(shí)施方式】
[0023]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0024]如圖1至6所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，電機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯10，轉(zhuǎn)子鐵芯10上設(shè)置有磁極結(jié)構(gòu)，磁極結(jié)構(gòu)包括多層磁鋼槽和多個(gè)永磁結(jié)構(gòu)，各層磁鋼槽的兩端設(shè)置有隔磁橋111 ;各永磁結(jié)構(gòu)--對(duì)應(yīng)地設(shè)置在各層磁鋼槽內(nèi)，磁鋼槽內(nèi)的永磁結(jié)構(gòu)包括多個(gè)磁鋼，多個(gè)磁鋼分為中間磁鋼L11、L21和偶數(shù)個(gè)側(cè)磁鋼L12、L22、L23，中間磁鋼L11、L21的中心線與磁極中心線重合，側(cè)磁鋼L12、L22、L23對(duì)稱設(shè)置在中間磁鋼Lll、L21的兩側(cè)，相鄰兩個(gè)磁鋼之間設(shè)置有導(dǎo)磁橋24，各層磁鋼槽的各導(dǎo)磁橋24的中心線不在同一直線上。
[0025]將永磁結(jié)構(gòu)嵌入至磁鋼槽內(nèi)能夠穩(wěn)固地固定永磁結(jié)構(gòu)，通過(guò)將現(xiàn)有技術(shù)中的一體的永磁結(jié)構(gòu)分為多個(gè)磁鋼，并在磁鋼之間設(shè)置導(dǎo)磁橋24，使得電機(jī)的q軸磁力線在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部相對(duì)分散，磁力線分布更加均勾。各層磁鋼槽的各導(dǎo)磁橋24的中心線不在同一直線上可以保證導(dǎo)磁橋24的中心線之間存在一定錯(cuò)位，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子應(yīng)用至電機(jī)中后，電機(jī)定子在通電后，磁力線通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子從N極到S極時(shí)，能對(duì)層間增加磁通障礙。實(shí)現(xiàn)減小電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和諧波含量，進(jìn)而降低電機(jī)噪音的目的。
[0026]在本實(shí)施例中，中間磁鋼Lll、L21的寬度大于各側(cè)磁鋼L12、L22、L23的寬度，沿遠(yuǎn)離中間磁鋼L11、L21的方向，各側(cè)磁鋼L12、L22、L23的寬度依次減小且分段處趨向磁極兩端，使得電機(jī)的d軸的電感不會(huì)明顯變化，磁阻轉(zhuǎn)矩不會(huì)減小，同時(shí)氣隙磁密的分布更加正弦，減少了諧波含量，因而減少了電機(jī)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和諧波含量，進(jìn)而降低了電機(jī)噪音。
[0027]在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子鐵芯10包括多個(gè)沿轉(zhuǎn)子鐵芯10周向均勻分布的磁極結(jié)構(gòu)，各磁極結(jié)構(gòu)至少由內(nèi)層槽11和外層槽12組成，外層槽12位于內(nèi)層槽11的遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子鐵芯10的軸孔的一側(cè)。轉(zhuǎn)子鐵芯10的磁鋼槽的層數(shù)可以根據(jù)需求選定，轉(zhuǎn)子鐵芯10上的磁極結(jié)構(gòu)的個(gè)數(shù)也可根據(jù)需求選定。
[0028]在本實(shí)施例中，磁鋼槽中的至少一層設(shè)置有永磁結(jié)構(gòu)，至少一層磁鋼槽內(nèi)設(shè)置該永磁結(jié)構(gòu)采取分段結(jié)構(gòu)即可減少電機(jī)振動(dòng)。
[0029]在本實(shí)施例中，內(nèi)層槽11內(nèi)設(shè)置有永磁結(jié)構(gòu)，且永磁結(jié)構(gòu)包括中間磁鋼L21和四個(gè)側(cè)磁鋼L22、L23，永磁結(jié)構(gòu)的寬度比為L(zhǎng)21:L22:L23大于5:2:1。其中永磁結(jié)構(gòu)的寬度是指圖1中的沿轉(zhuǎn)子鐵芯10的徑向的寬度。其中，L21:L22大于5:2，L22:L23大于2:1。
[0030]優(yōu)選地，外層槽12設(shè)置有永磁結(jié)構(gòu)，且永磁結(jié)構(gòu)包括中間磁鋼Lll和2個(gè)側(cè)磁鋼L12，永磁結(jié)構(gòu)的寬度比為L(zhǎng)ll:L12大于1.5:1且小于2:1。
[0031]采用此種配置的永磁結(jié)構(gòu)，一方面，由于導(dǎo)磁橋24的存在，使得電機(jī)的q軸磁力線在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部相對(duì)分散，磁力線分布更均勻，另一方面，因?yàn)檫@樣設(shè)計(jì)分段處都趨向磁極兩端，從而使電機(jī)d軸電感不會(huì)明顯變化，磁阻轉(zhuǎn)矩不會(huì)減小，且如此配置比例，與氣隙磁密的正弦分布趨勢(shì)更為吻合，減小諧波含量例如3、5次諧波。
[0032]優(yōu)選地，各層磁鋼槽的任意相鄰兩個(gè)導(dǎo)磁橋的中心線之間具有夾角，相鄰兩層磁鋼槽的相鄰兩個(gè)導(dǎo)磁橋的中心線之間具有夾角Θ，在本實(shí)施例中，中間磁鋼L21和位于中間磁鋼L21 —側(cè)的側(cè)磁鋼L22之間的導(dǎo)磁橋的中心線與中間磁鋼Lll與側(cè)磁鋼L22之間的導(dǎo)磁橋的中心線之間具有夾角Θ，該夾角Θ的取值范圍為Θ小于360/p，其中，P為電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子極數(shù)，且Θ #0°。
[0033]優(yōu)選地，為了防止漏磁嚴(yán)重，相鄰兩個(gè)磁鋼之間的具有距離δ，距離δ的取值范圍為2Wt彡δ彡Wt，其中Wt為磁鋼所在的磁鋼槽的隔磁橋111的端部與轉(zhuǎn)子鐵芯10的外沿之間的距離。
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