电机转子和永磁同步电机的制作方法

本发明涉及电机，具体而言，涉及一种电机转子和永磁同步电机。

背景技术：

1、交替极永磁同步电机的转子磁极采用永磁体和铁块交替排布，所有永磁体的充磁方向一致，铁块被其相邻的永磁体磁化成相反极性。相比于常规的永磁同步电机，交替极永磁同步电机制造简单，成本较低，不仅具有较好的弱磁宽调速范围，而且还能够显著降低永磁体使用量。由于其主磁路的磁阻上减少了永磁体槽和永磁体引入的磁阻，有效的磁动势更高，永磁体的利用率更高，因此即使是永磁体用量减少依旧可以产生与常规永磁同步电机相同的气隙磁密。但是交替极永磁同步电机这种特殊的电机转子会导致相邻磁极下的气隙磁密严重不对称，导致转矩波动较大，随之而来的是振动、噪声等问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种电机转子和永磁同步电机，能够减少异常电磁力的产生，降低电机的输出转矩脉动。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种电机转子，包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯上开设有永磁体槽，永磁体设置于永磁体槽内，任意相邻的两个永磁体，相邻的磁极面具有不同的极性，转子铁芯上还开设有空槽，空槽和永磁体槽沿转子铁芯的周向交替间隔排布，空槽和永磁体槽从转子铁芯的轴孔向转子铁芯的外圆延伸。

3、进一步地，永磁体的数量为转子磁极数量p的一半。

4、进一步地，空槽的截面形状为矩形。

5、进一步地，空槽的截面形状为梯形，空槽沿转子铁芯的周向方向的最小宽度为a1，最大宽度为a2，a2＞a1。

6、进一步地，1.4≤a2/a1≤2。

7、进一步地，永磁体槽的两侧设置有多个从永磁体槽向转子铁芯的外圆斜向延伸的磁束阻挡槽，每一个磁极面所在侧的磁束阻挡槽的数量大于或等于3。

8、进一步地，同一个磁极内的磁束阻挡槽的最大极弧角度为α，1.05*360/p≤α≤1.2*360/p，其中p为转子磁极数量。

9、进一步地，在垂直于转子铁芯的横截面内，磁束阻挡槽的最大宽度为b，永磁体的长度为h，0.05≤b/h≤0.1。

10、进一步地，在垂直于转子铁芯的横截面内，沿着从轴孔至外圆的方向，磁束阻挡槽的宽度递减。

11、进一步地，磁束阻挡槽远离永磁体的端部与转子铁芯的外圆之间的距离沿着从轴孔至外圆的方向递增。

12、进一步地，位于永磁体槽两侧的磁束阻挡槽关于永磁体槽的径向中心线对称，位于同一侧的磁束阻挡槽相互平行。

13、进一步地，空槽的截面形状为梯形，空槽的径向外侧边为弧形，空槽的径向外侧边与转子铁芯的外圆同轴。

14、根据本发明的另一方面，提供了一种永磁同步电机，包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。

15、应用本发明的技术方案，电机转子包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯上开设有永磁体槽，永磁体设置于永磁体槽内，任意相邻的两个永磁体，相邻的磁极面具有不同的极性，转子铁芯上还开设有空槽，空槽和永磁体槽沿转子铁芯的周向交替间隔排布，空槽和永磁体槽从转子铁芯的轴孔向转子铁芯的外圆延伸。该电机转子采用永磁体和空槽交替设计的方案，解决了传统交替极电机的永磁体磁极和非永磁体磁极的直轴磁路差异较大，导致电机磁路不对称、产生异常的低阶电磁力的问题，降低电机的输出转矩脉动，空槽的设计可以使得一个磁极两侧的磁场分布更加对称，减少磁极不对称产生的电磁力；同时可以引导同一个永磁体的磁力线覆盖更大的极弧，与更多的绕组匝链配合，产生更大的永磁体磁链，获得更大转矩输出。

技术特征：

1.一种电机转子，其特征在于，包括转子铁芯(4)和永磁体(5)，所述转子铁芯(4)上开设有永磁体槽(6)，所述永磁体(5)设置于所述永磁体槽(6)内，任意相邻的两个所述永磁体(5)，相邻的磁极面具有不同的极性，所述转子铁芯(4)上还开设有空槽(7)，所述空槽(7)和所述永磁体槽(6)沿所述转子铁芯(4)的周向交替间隔排布，所述空槽(7)和所述永磁体槽(6)从所述转子铁芯(4)的轴孔(8)向所述转子铁芯(4)的外圆延伸。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述永磁体(5)的数量为转子磁极数量p的一半。

3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述空槽(7)的截面形状为矩形。

4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述空槽(7)的截面形状为梯形，所述空槽(7)沿所述转子铁芯(4)的周向方向的最小宽度为a1，最大宽度为a2，a2＞a1。

5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，1.4≤a2/a1≤2。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机转子，其特征在于，所述永磁体槽(6)的两侧设置有多个从所述永磁体槽(6)向所述转子铁芯(4)的外圆斜向延伸的磁束阻挡槽(9)，每一个所述磁极面所在侧的所述磁束阻挡槽(9)的数量大于或等于3。

7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，同一个磁极内的所述磁束阻挡槽(9)的最大极弧角度为α，1.05*360/p≤α≤1.2*360/p，其中p为转子磁极数量。

8.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，在垂直于所述转子铁芯(4)的横截面内，所述磁束阻挡槽(9)的最大宽度为b，所述永磁体(5)的长度为h，0.05≤b/h≤0.1。

9.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，在垂直于所述转子铁芯(4)的横截面内，沿着从轴孔(8)至外圆的方向，所述磁束阻挡槽(9)的宽度递减。

10.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述磁束阻挡槽(9)远离所述永磁体(5)的端部与所述转子铁芯(4)的外圆之间的距离沿着从轴孔(8)至外圆的方向递增。

11.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，位于所述永磁体槽(6)两侧的所述磁束阻挡槽(9)关于所述永磁体槽(6)的径向中心线对称，位于同一侧的所述磁束阻挡槽(9)相互平行。

12.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述空槽(7)的截面形状为梯形，所述空槽(7)的径向外侧边为弧形，所述空槽(7)的径向外侧边与所述转子铁芯(4)的外圆同轴。

13.一种永磁同步电机，包括电机转子和电机定子(1)，其特征在于，所述电机转子为权利要求1至12中任一项所述的电机转子，所述电机转子套设在所述电机定子(1)内，并与所述电机定子(1)之间形成气隙。

技术总结
本发明提供了一种电机转子和永磁同步电机。该电机转子包括转子铁芯(4)和永磁体(5)，转子铁芯(4)上开设有永磁体槽(6)，永磁体(5)设置于永磁体槽(6)内，任意相邻的两个永磁体(5)，相邻的磁极面具有不同的极性，转子铁芯(4)上还开设有空槽(7)，空槽(7)和永磁体槽(6)沿转子铁芯(4)的周向交替间隔排布，空槽(7)和永磁体槽(6)从转子铁芯(4)的轴孔(8)向转子铁芯(4)的外圆延伸。根据本发明的电机转子，能够减少异常电磁力的产生，降低电机的输出转矩脉动。

技术研发人员：李小飞,李莹,史进飞,李霞,肖勇
受保护的技术使用者：珠海格力电器股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15