专利名称：永磁同步电机转子的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于永磁同步电机的转子，更具体地说，涉及一种永磁体内置的 同步电机转子。
背景技术：
现有的永磁同步电机的磁极结构按照永磁体的磁化方向，可分为径向式、切 向式和混合式三种类型。径向式磁极结构是指永磁体按照转子的径向定向和充磁； 切向式磁极结构式指永磁体按照转子的切向定向和充磁；混合式磁极结构，是指永 磁体分别按转子的径向和切向置入转子铁芯中。在上述三种转子结构中，每组永磁 体均是以单块的形式嵌入于转子铁芯内或设置在转子铁芯表面的。发明人通过实验发现，对目前的转子的永磁体结构进行简单地改进，可提高电机的效率。 发明内容本发明所要解决的技术问题在于提供一种永磁同步电机转子，该永磁同步电 机转子与现有的永磁同步电机的定子配合使用时，能够提高电机的效率。本发明所采用的技术方案是 一种永磁同步电机转子，包括转子铁芯及笼形 起动绕组，在转子铁芯内开设有多条永磁体槽，在每条永磁体槽内嵌设有若干组永 磁体；在转子铁芯的外圆周面上开设有多个槽，笼形起动绕组设置在所述槽内，其 中，各组永磁体由两块永磁单体组成，两块永磁单体的形状以及极性排列方向均相 同，通过磁力相互吸合在一起。上述的永磁同步电机转子采用内置径向式磁极结构、内置切向式磁极结构及 内置混合式磁极结构中的一种。在一个优选实施方式中，在永磁同步电机转子的转子铁芯上开设有四条永磁 体槽，各永磁体槽内嵌设有一组永磁体，四组永磁体均为瓦块形状，且大小相等， 沿周向等间隔设置；其中两组相邻的永磁体以N极朝外的方式设置，其余两组永
磁体以S极朝外的方式设置；在N极朝外的永磁体与S极朝外的永磁体之间设有 隔磁槽，隔磁槽的径向高度不小于永磁体的径向厚度。本发明还提供了一种永磁同步电机转子，该永磁同步电机转子采用表面径向 式磁极结构，包括转子铁芯，在转子铁芯的表面设有多组永磁体，其中，各组永磁 体由两块永磁单体组成，两块永磁单体的形状以及极性排列方向均相同，通过磁力 相互吸合在一起。采用上述技术方案后，每组永磁体由两块永磁单体组成，产生的磁场强度更 高，磁力线更加均匀，电机的效率获得了预料不到的提高。
图1A是本发明的永磁同步电机转子的第一种实施方式的结构示意图； 图1B是本发明第一种实施方式的永磁同步电机转子与定子配合使用时的结构 示意图；图1C是本发明第一种实施方式中在每条永磁体槽内设置两组永磁体时的永磁 体排列方式示意图；图2是本发明的永磁同步电机转子的第二种实施方式的结构示意图； 图3是本发明的永磁同步电机转子的第三种实施方式的结构示意图； 图4是本发明的永磁同步电机转子的第四种实施方式的结构示意图。
具体实施方式
图1A示出了本发明的永磁同步电机转子的第一种实施方式的结构示意图。如 图所示，本发明的永磁同步电机转子包括转子铁芯1及笼形起动绕组2。在转子铁 芯l的外圆周面上开设有多个槽ll，笼形起动绕组2设置在槽11内。设置笼形起 动绕组可以利用异步起动转矩实现电机自起动，同时还可作为阻尼绕组，改善电机 的动态性能。在转子铁芯1的中间位置开设有一轴孔13，该轴孔13是用于安装连 接转子的转轴的。转轴与转子铁芯也可做成一体式结构。在本实施方式中，永磁同 步电机转子采用了内置径向式的磁极结构。在转子铁芯1上开设有四条永磁体槽 10,每条永磁体槽10内嵌设有一组永磁体3。永磁体3均为瓦块形状，分布在同一 圆周上，沿周向等间隔设置。其中有两组相邻的永磁体以N极朝外的方式设置，
其余两组永磁体以S极朝外的方式设置。在N极朝外的永磁体与S极朝外的永磁体之间设有隔磁槽12，该隔磁槽的径向高度不小于永磁体的径向厚度。在本实施方式中，隔磁槽的形状为椭圆形，利用槽内的空气起到减小永磁体漏磁的作用，也 可在槽内填入非磁性材料实现隔磁的功能。本发明最主要的改进之处在于，各组永磁体3由两块永磁单体31组成，这两块永磁单体31的形状以及极性排列方向均相 同，通过磁力相互吸合在一起。图1B示出了本实施方式的永磁同步电机转子与定 子4配合使用组成永磁同步电机时的结构示意图。定子4的结构与现有技术相同， 在此不再赘述。本发明通过将两块永磁单体彼此吸合叠放构成一组永磁体，电机的 效率获得了预料不到的提高。以本实施方式的转子结构为例，永磁体3采用牌号为 N38SH的钕铁硼材料，转子与定子之间的气隙为1.45mm，在各组永磁体的径向厚 度保持不变的条件下，各组永磁体3以单块形式嵌入在转子铁芯内时的电动机效率 为75%，而按照本实施方式的转子结构，用两块永磁单体31构成永磁体3嵌入在 转子铁芯内时的电动机效率为85%，达到了永磁直流电动机的水平。在每条永磁体槽内也可以设置两组永磁体，其排列方式如图1C所示。在每条 永磁体槽内设有沿转子纵向长度前后排列的两组永磁体3—1和3-2，两组永磁体 均由两块永磁单体组成，两块永磁单体的形状以及极性排列方向均相同，通过磁力 相互吸合在一起。在另一种变换实施例中，在每条永磁体槽内不限于设置两组永磁 体，还可以是沿转子纵向长度前后排列的三组、四组永磁体等。图2是本发明的永磁同步电机转子的第二种实施方式的结构示意图。在本实 施方式中，永磁同步电机转子采用的也是内置径向式的磁极结构。在转子铁芯1 上开设有四条永磁体槽14,每条永磁体槽14内嵌设有一组永磁体3a。四组永磁体 3a均为矩形形状，大小相同，并且，四组永磁体3a成方形形状嵌入在转子铁芯内。 其中两组相对的永磁体以N极朝外的方式设置，其余两组永磁体以S极朝外的方 式设置。各组永磁体3a由两块永磁单体31a组成，这两块永磁单体31a的大小、 形状以及极性排列方向均相同，通过磁力相互吸合在一起。在本实施方式中，各永 磁体槽14的宽度均比永磁体3a宽，永磁体3a嵌设在永磁体槽14的中部位置，在 永磁体槽14的两端与嵌设于该永磁体槽内的永磁体之间留有空隙141。空隙141 起到隔磁槽的作用。图3是本发明的永磁同步电机转子的第三种实施方式的结构示意图。在本实 施方式中，永磁同步电机转子采用的也是内置径向式的磁极结构。在转子铁芯1上开设有一条L形的永磁体槽15和一条倒L形的永磁体槽16,在永磁体槽15和 永磁体槽16内分别嵌设有两组永磁体3b。四组永磁体3b均为矩形形状，大小相 同。在同一条槽内的两组永磁体的极性排列方向，并且，L形的永磁体槽15内的 两组永磁体与倒L形的永磁体槽16内的两组永磁体的极性排列方式相反。在图3 中，L形的永磁体槽15内的两组永磁体均以S极朝外的方式设置，倒L形的永磁 体槽16内的两组永磁体均以N极朝外的方式设置。各组永磁体3b均由两块永磁 单体31b组成，这两块永磁单体31b的大小、形状以及极性排列方向均相同，通过 磁力相互吸合在一起。在本实施方式中，在永磁体槽15的两端留有空隙151，并 且在两组永磁体交界之处，即L形永磁体槽的拐角处留有空隙152;在永体磁槽 16的两端留有空隙161，并且在两块永磁体交界之处，即倒L形永磁体槽的拐角 处留有空隙162。空隙起到了隔磁槽的作用。图4是本发明的永磁同步电机转子的第四种实施方式的结构示意图。在本实 施方式中，永磁同步电机转子采用的是内置切向式的磁极结构。在转子铁芯1上开 设有四条永磁体槽17,每条永磁体槽17内嵌设有一组永磁体3c。四组永磁体3c 均为矩形形状，大小相同，并且，四组永磁体成十字形形状嵌入在转子铁芯l内。 其中两组相邻的永磁体以N极偏向于顺时针方向的方式设置，其余两组永磁体以S 极偏向于顺时针方向的方式设置。各组永磁体3c由两块永磁单体31c组成，这两 块永磁单体31c的大小、形状以及极性排列方向均相同，通过磁力相互吸合在一起。本发明的永磁同步电机转子不限于上述例举的几种转子结构，本发明还可采 用内置混合式的磁极结构以及表面径向式磁极结构。在表面径向式磁极结构中，在 转子铁芯的表面设有多组永磁体，永磁体可凸出设置在转子铁芯的表面或凹入转子 铁芯表面。这些永磁体做成瓦片形，并按转子的径向定向和充磁。此时在转子铁芯 的外圆周表面不再开槽。在本发明中，各组永磁体由两块永磁单体组成，两块永磁 单体的形状以及极性排列方向均相同，通过磁力相互吸合在一起。本发明的每组永磁体由两块永磁单体组成，比相同径向厚度、采用单个整块 形式的永磁体的磁场强度高10%左右。虽然本发明的描述结合了特定的实施例，但是本领域普通技术人员应该理 解本发明并不限于在此描述的实施例，并可以进行各种修改和变化而不背离本
发明的精神和范围。
权利要求
1. 一种永磁同步电机转子，包括转子铁芯及笼形起动绕组，在所述转子铁芯内开设有多条永磁体槽，在每条永磁体槽内嵌设有若干组永磁体；在转子铁芯的外圆周面上开设有多个槽，所述笼形起动绕组设置在所述槽内，其特征在于各组永磁体由两块永磁单体组成，所述两块永磁单体的形状以及极性排列方向均相同，通过磁力相互吸合在一起。
2. 如权利要求1所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述永磁同步电机 转子采用内置径向式磁极结构。
3. 如权利要求2所述的永磁同步电机转子，其特征在于，在所述永磁同步电 机转子的转子铁芯上开设有四条永磁体槽，各所述永磁体槽内嵌设有一组永磁体， 所述四组永磁体均为瓦块形状，且大小相等，沿周向等间隔设置；其中两组相邻的 永磁体以N极朝外的方式设置，其余两组永磁体以S极朝外的方式设置；在所述 N极朝外的永磁体与所述S极朝外的永磁体之间设有隔磁槽，所述隔磁槽的径向高 度不小于永磁体的径向厚度。
4. 如权利要求3所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述隔磁槽为椭圆形。
5. 如权利要求2所述的永磁同步电机转子，其特征在于，在所述永磁同步电 机转子的转子铁芯上开设有四条永磁体槽，各所述永磁体槽内嵌设有一组永磁体， 所述四组永磁体均为矩形形状，大小相同，并且，所述四组永磁体成方形形状嵌入 在转子铁芯内；其中两组相对的永磁体以N极朝外的方式设置，其余两组永磁体 以S极朝外的方式设置；各所述永磁体槽的宽度大于永磁体的宽度，各永磁体槽 的两端与嵌设于该永磁体槽内的永磁体之间留有空隙。
6. 如权利要求l所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述永磁同步电机 转子采用内置切向式磁极结构。
7. 如权利要求6所述的永磁同步电机转子，其特征在于，在所述永磁同步电 机转子的转子铁芯上开设有四条永磁体槽，各所述永磁体槽内嵌设有一组永磁体， 所述四组永磁体均为矩形形状，大小相同，并且，所述四组永磁体成十字形形状嵌 入在转子铁芯内；其中两组相邻的永磁体以N极偏向于顺时针方向的方式设置， 其余两组永磁体以S极偏向于顺时针方向的方式设置。
8. 如权利要求1所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述永磁同步电机 转子采用内置混合式磁极结构。
9. 如权利要求1所述的永磁同步电机转子，其特征在于，在所述转子铁芯的 中间位置开设有一轴孔。
10. —种永磁同步电机转子，所述永磁同步电机转子采用表面径向式磁极结 构，包括转子铁芯，在所述转子铁芯的表面设有多组永磁体，其特征在于各组永 磁体由两块永磁单体组成，所述两块永磁单体的形状以及极性排列方向均相同，通 过磁力相互吸合在一起。
全文摘要
本发明公开了一种永磁同步电机转子，在该永磁同步电机转子的转子铁芯上设有多组永磁体。各组永磁体由两块永磁单体组成，两块永磁单体的形状以及极性排列方向均相同，通过磁力相互吸合在一起。采用本发明的永磁同步电机转子与现有的永磁同步电机的定子配合使用时，能够提高电机的效率。
文档编号H02K21/12GK101399474SQ20071004670
公开日2009年4月1日 申请日期2007年9月29日 优先权日2007年9月29日
发明者崔炳如 申请人:崔炳如