專利名稱：永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子及其制造方法和電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)領(lǐng)域，特別是一種永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子及其制造方法以及具有該電機(jī)轉(zhuǎn)子的電機(jī)。
背景技術(shù)：
永磁輔助同步磁阻電機(jī)作為永磁同步電機(jī)和同步磁阻電機(jī)的結(jié)合體，綜合了兩種電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，具有較高的磁阻轉(zhuǎn)矩利用率，在永磁轉(zhuǎn)矩的輔助下，電機(jī)可實(shí)現(xiàn)高效化，因此越來越得到重視?，F(xiàn)有技術(shù)的永磁輔助同步磁阻電機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)由軟磁性材料構(gòu)成的鐵芯、繞組 線圈和永磁體等構(gòu)成，其中鐵芯采用帶狀硅鋼片高沖疊壓的方式制成，受工藝精度的影響，采用這種方法制成的鐵芯存在沖片毛刺大、沖片絕緣電阻值小、沖裁后沖片齒部變薄或鐵芯疊壓系數(shù)及定、轉(zhuǎn)子鐵芯整齊度不滿足要求等問題，嚴(yán)重影響著電機(jī)的性能發(fā)揮，特別是當(dāng)電機(jī)鐵芯沖片結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜時(shí)，這種技術(shù)的弊端就更為突顯；另外，現(xiàn)有技術(shù)的永磁輔助同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯也有采用軸向疊片的制作方法，但由于工藝復(fù)雜，難以實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子及其制造方法以及具有該電機(jī)轉(zhuǎn)子的電機(jī)，以克服現(xiàn)有技術(shù)中轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)影響電機(jī)性能且難以加工的問題。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)設(shè)置多組磁極單元；永磁體，置于磁極單元中；每組磁極單元包括多層徑向布置的用于容納永磁體的永磁體槽；多層永磁體槽之間設(shè)置有導(dǎo)磁體，導(dǎo)磁體與轉(zhuǎn)子鐵芯采用的材料不同。進(jìn)一步地，導(dǎo)磁體采用層疊硅鋼片制成，轉(zhuǎn)子鐵芯采用壓粉鐵芯一體成型。進(jìn)一步地，永磁體的端部與永磁體槽的端部之間具有間隙。進(jìn)一步地，所述間隙大于或者等于永磁體槽端部與轉(zhuǎn)子外徑的最短間距的I. 5倍。進(jìn)一步地，間隙中填充非導(dǎo)磁材料。進(jìn)一步地，非導(dǎo)磁材料為樹脂。進(jìn)一步地，永磁體槽的外側(cè)邊緣設(shè)置有孔，孔中設(shè)置與電機(jī)轉(zhuǎn)子的上下?lián)醢暹B接的加強(qiáng)桿。進(jìn)一步地，永磁體槽為兩層，分別為內(nèi)層永磁體槽和外層永磁體槽，永磁體分別為內(nèi)層永磁體和外層永磁體。進(jìn)一步地，永磁體槽為弧形、U形、V形和多段式矩形中任一的截面形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法包括鐵芯成型步驟，將壓粉鐵芯一體成型為轉(zhuǎn)子鐵芯，在成型的轉(zhuǎn)子鐵芯中留有隔磁空間；導(dǎo)磁通道設(shè)置步驟，在隔磁空間安裝采用軟磁材料制成的導(dǎo)磁體，導(dǎo)磁體與轉(zhuǎn)子鐵芯之間形成永磁體槽；永磁體安裝步驟，在永磁體槽中安裝永磁體。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電機(jī)，具有電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，電機(jī)定子的鐵芯采用層疊硅鋼片制成，電機(jī)轉(zhuǎn)子為前述的電機(jī)轉(zhuǎn)子。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是，通過結(jié)合使用不同的材料制作鐵芯的不同部分，可根據(jù)不同需求配置鐵芯，降低了加工難度，提高了永磁輔助同步磁阻電機(jī)的整體效率。


構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(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。在附圖中圖I示出了具有本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的磁輔助式同步磁 阻電機(jī)的剖面圖；圖2a示出了本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的第一實(shí)施例的剖面圖；圖2b示出了本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的第二實(shí)施例的剖面圖；圖2c示出了本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的第三實(shí)施例的剖面圖；圖2d示出了本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的第四實(shí)施例的剖面圖；圖3a示出了本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯的局部剖面圖；以及圖3b示出了本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)子的局部剖面圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。圖I中示出了本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)的剖面圖，該電機(jī)包括轉(zhuǎn)子2和位于轉(zhuǎn)子2外面并與轉(zhuǎn)子2具有一定間隙g的定子3。其中的定子3包括沿圓周方向設(shè)有多個(gè)槽32和多個(gè)齒33的定子鐵芯31和置于槽32中的繞組(圖中未示出)。其中，轉(zhuǎn)子2包括內(nèi)設(shè)有多組磁極單元的轉(zhuǎn)子鐵芯21，所有磁極單元在轉(zhuǎn)子圓周方向排列成N極和S極交替的形式，每組磁極單元包括兩層用于內(nèi)置永磁體的永磁體槽5，兩層永磁體槽5相對(duì)轉(zhuǎn)子中心的徑向方向由內(nèi)向外分別為內(nèi)層永磁體槽和外層永磁體槽，相應(yīng)地永磁體分為內(nèi)層永磁體42和外層永磁體41。為了提高電機(jī)的抗退磁能力，內(nèi)、外永磁體的端部421、422、411、412分別與同層永磁體槽端部51、52間保持一定的距離，通常該距離大于或等于永磁體槽端部與轉(zhuǎn)子外徑的最短間距的I. 5倍。此外，為增大電機(jī)的d、q軸電感差，提高電機(jī)產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩的能力，需要將內(nèi)外層永磁體間距設(shè)計(jì)在一定的范圍內(nèi)，對(duì)于每極每相槽數(shù)小于I的情況，該間距為L(zhǎng)大于1/12的定子齒靴寬度w,最優(yōu)的為w/12彡L彡w/3。圖2示出了本發(fā)明的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的其他實(shí)施例的剖面圖。圖2a示出了轉(zhuǎn)子鐵芯21中的永磁體槽5為三段矩形連接組合而成的類似U形的形狀，內(nèi)層永磁體42和外層永磁體41為一塊截面為矩形的磁體，置于永磁體槽的中部。圖2b示出了轉(zhuǎn)子鐵芯21中的永磁體槽5為三段矩形連接組合而成的類似V形的形狀，內(nèi)層永磁體42和外層永磁體41分為兩塊截面為矩形的磁體，分別置于永磁體槽5的兩端部。圖2c示出了轉(zhuǎn)子鐵芯21中的永磁體槽5為弧形，內(nèi)層永磁體42和外層永磁體41均為一塊截面為弧形的磁體，置于永磁體槽5的中部。圖2d示出了轉(zhuǎn)子鐵芯21中的內(nèi)永磁體槽為三段矩形連接組合而成的類似U形的形狀，外永磁體槽為弧形，內(nèi)層永磁體42為兩塊截面為矩形的磁體，分別置于內(nèi)永磁體槽的兩端部，(圖2d中畫錯(cuò)了)外層永磁體41為一塊截面為弧形的磁體，置于外永磁體槽的中部。作為布置的可選擇方案，永磁體的層數(shù)可以與永磁體槽一樣，也可以小于永磁體槽的層數(shù)，各層永磁體的形狀也不一定與同層永磁體槽的形狀一致。在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的任意時(shí)刻，磁通密度較高的區(qū)域主要為部分定子齒和轉(zhuǎn)子內(nèi)外永磁體間距L部分，電機(jī)鐵損的主要構(gòu)成部分為定子鐵損，其占整個(gè)電機(jī)鐵損的70%以上，因此從降低電機(jī)損耗和便于定子熱套方面考慮，該電機(jī)定子鐵芯應(yīng)采用導(dǎo)磁率和磁通密度均較高的層疊硅鋼片。另一方面，對(duì)于轉(zhuǎn)子來說，內(nèi)外永磁體層間距即L區(qū)域在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中總是處于高磁通密度狀態(tài)，因此，其構(gòu)成了轉(zhuǎn)子鐵損的主要部分，為減低電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵損，這 部分可采用導(dǎo)磁率和磁通密度較高的軟磁材料。圖3分別示出采用本發(fā)明技術(shù)的轉(zhuǎn)子鐵芯剖面圖及轉(zhuǎn)子剖面圖。其中圖3a為采用壓粉鐵芯一體成型的轉(zhuǎn)子鐵芯21，其包括軸孔R(shí)、隔磁區(qū)間7和用于放置加強(qiáng)桿的孔6。圖3b為采用本發(fā)明技術(shù)的電機(jī)轉(zhuǎn)子剖面圖，其中在隔磁區(qū)間7內(nèi)放置了內(nèi)外永磁體41、42及采用高導(dǎo)磁率和高磁通密度材料制成的內(nèi)外永磁間的導(dǎo)磁通道8，在永磁體41與42的兩端部與隔磁區(qū)間7兩端部的間隙部分填充了非導(dǎo)磁材料(如樹脂等)用于防止永磁體在隔磁區(qū)間7發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)；另一方面，為防止在電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)外層永磁體的離心力導(dǎo)致轉(zhuǎn)子外緣發(fā)生變形等情況，在孔6中放置了加強(qiáng)桿(圖中未示出)，其與轉(zhuǎn)子上下?lián)醢鍢?gòu)成一體以加強(qiáng)轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度，保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的電機(jī)轉(zhuǎn)子，具有如下有益效果本發(fā)明中采用壓粉鐵芯和高沖疊壓硅鋼片相結(jié)合的技術(shù)制作定、轉(zhuǎn)子鐵芯，即在長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)磁通密度較高狀態(tài)的定子和內(nèi)外永磁體層間導(dǎo)磁通道中使用了導(dǎo)磁率和磁通密度均高的層疊硅鋼片，而在其他處于磁通密度較低的如轉(zhuǎn)子內(nèi)部等采用將磁性粉固結(jié)而成的壓粉鐵芯，提高了電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體槽層數(shù)較多情況下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)自由度，在不影響電機(jī)性能的情況下保證電機(jī)高效化的可行性。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括 轉(zhuǎn)子鐵芯(21)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(21)內(nèi)設(shè)置多組磁極單元； 永磁體，置于所述磁極單元中； 其特征在于，每組所述磁極單元包括多層徑向布置的用于容納所述永磁體的永磁體槽(5)； 多層所述永磁體槽(5)之間設(shè)置有導(dǎo)磁體(8)，所述導(dǎo)磁體(8)與所述轉(zhuǎn)子鐵芯(21)采用的材料不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述導(dǎo)磁體(8)采用層疊硅鋼片制成，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(21)采用壓粉鐵芯一體成型。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述永磁體的端部與所述永磁體槽(5)的端部之間具有間隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述間隙大于或者等于永磁體槽(5)端部與轉(zhuǎn)子外徑的最短間距的I. 5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述間隙中填充非導(dǎo)磁材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述非導(dǎo)磁材料為樹脂。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述永磁體槽的外側(cè)邊緣設(shè)置有孔出)，所述孔出)中設(shè)置與所述電機(jī)轉(zhuǎn)子的上下?lián)醢暹B接的加強(qiáng)桿。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述永磁體槽(5)為兩層，分別為內(nèi)層永磁體槽和外層永磁體槽，所述永磁體分別為內(nèi)層永磁體(42)和外層永磁體(41)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述永磁體槽(5)為弧形、U形、V形和多段式矩形中任一的截面形狀。
10.一種永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，包括 鐵芯成型步驟，將壓粉鐵芯一體成型為轉(zhuǎn)子鐵芯，在成型的轉(zhuǎn)子鐵芯中留有隔磁空間； 導(dǎo)磁通道設(shè)置步驟，在所述隔磁空間中安裝采用軟磁材料制成的導(dǎo)磁體，所述導(dǎo)磁體與所述轉(zhuǎn)子鐵芯之間形成永磁體槽； 永磁體安裝步驟，在所述永磁體槽中安裝永磁體。
11.一種永磁輔助同步磁阻電機(jī)，具有電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述電機(jī)定子的鐵芯采用層疊硅鋼片制成，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子為權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子。
全文摘要
本發(fā)明提供一種永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子及其制造方法以及具有該電機(jī)轉(zhuǎn)子的電機(jī)。本發(fā)明的一種永磁輔助同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯，轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)設(shè)置多組磁極單元；永磁體，置于磁極單元中；每組磁極單元包括多層徑向布置的用于容納永磁體的永磁體槽；多層永磁體槽之間設(shè)置有導(dǎo)磁體，導(dǎo)磁體與轉(zhuǎn)子鐵芯采用的材料不同。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是，通過結(jié)合使用軟磁材料和壓粉材料，可根據(jù)不同需求配置鐵芯，降低了加工難度，提高了永磁輔助同步磁阻電機(jī)的整體效率。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102790458SQ20121005627
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年3月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月5日
發(fā)明者曾學(xué)英, 肖勇, 胡余生, 陳東鎖, 黃輝 申請(qǐng)人:珠海格力節(jié)能環(huán)保制冷技術(shù)研究中心有限公司