本實(shí)用新型涉及一種永磁電機(jī)，尤其是涉及一種提高氣隙磁通密度正弦度的永磁電機(jī)。

背景技術(shù)：

正弦波是頻率成分最為單一的一種信號(hào)，因這種信號(hào)的波形是數(shù)學(xué)上的正弦曲線而得名。任何復(fù)雜信號(hào)，例如音樂(lè)信號(hào)，都可以看成由許許多多頻率不同、大小不等的正弦波復(fù)合而成。對(duì)于永磁電機(jī)而言，電機(jī)中氣隙磁通密度的分布較大地影響到電機(jī)的鐵芯損耗與感應(yīng)電勢(shì)等電機(jī)電磁參數(shù)，即氣隙磁通密度波形的好壞能直接影響電機(jī)的運(yùn)行性能。對(duì)于一般表貼式永磁電機(jī)，它的氣隙磁通密度的波形為矩形波，感應(yīng)電勢(shì)并非正弦波。矩形波中含有較大幅值的空間諧波，導(dǎo)致電機(jī)鐵芯損耗加大，從而降低電機(jī)效率。同時(shí)矩形波導(dǎo)致電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)相繞組的磁鏈波動(dòng)、反電勢(shì)波動(dòng)、相電流波動(dòng)等使得電機(jī)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種提高氣隙磁通密度正弦度的永磁電機(jī)。

本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種提高氣隙磁通密度正弦度的永磁電機(jī)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子，所述的電機(jī)定子安裝于電機(jī)轉(zhuǎn)子外側(cè)并留有氣隙，所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子沖片層壓而成，所述的轉(zhuǎn)子沖片上設(shè)有磁鋼槽，所述的磁鋼槽內(nèi)設(shè)有磁鋼，所述的磁鋼槽包括扇形磁鋼槽和矩形磁鋼槽，所述的扇形磁鋼槽和矩形磁鋼槽均分別設(shè)有4個(gè)，4個(gè)扇形磁鋼槽沿轉(zhuǎn)子沖片上轉(zhuǎn)軸安裝孔周?chē)鶆蜷_(kāi)設(shè)，矩形磁鋼槽從扇形磁鋼槽兩兩之間的間隙處開(kāi)始開(kāi)設(shè)并延伸至轉(zhuǎn)子沖片邊緣處，進(jìn)而4個(gè)矩形磁鋼槽和4個(gè)扇形磁鋼槽形成相間設(shè)置的結(jié)構(gòu)。

所述的電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的氣隙為不均勻氣隙，其中最大氣隙為1.5mm，平均氣隙為1.0mm。

所述的磁鋼包括扇形磁鋼和矩形磁鋼，所述的扇形磁鋼按照極性交替的方式依次插入扇形磁鋼槽，所述的矩形磁鋼插入矩形磁鋼槽，且矩形磁鋼兩側(cè)極性與所在側(cè)附近的扇形磁鋼外側(cè)極性相同。

所述的轉(zhuǎn)子沖片上相鄰的兩個(gè)矩形磁鋼槽之間均開(kāi)設(shè)有兩個(gè)通風(fēng)孔。

所述的轉(zhuǎn)子沖片外圓直徑為206mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本實(shí)用新型采用4個(gè)矩形磁鋼槽和4個(gè)扇形磁鋼槽形成相間設(shè)置的排布方式，可以有效降低永磁電機(jī)空間諧波的含量，減少電勢(shì)波動(dòng)，提高電機(jī)效率、噪聲、振動(dòng)；

(2)本實(shí)用新型采用了不均勻的氣隙設(shè)計(jì)，阻止氣隙磁密形成矩形波的條件，盡最大限度地將電機(jī)間隙磁密趨向于正弦波；

(3)本實(shí)用新型采用的扇形磁鋼和矩形磁鋼均為分塊式，選擇4塊矩形磁鋼和4塊扇形磁鋼，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易得，同時(shí)安裝方便，比整體式磁鋼安全簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片和定子沖片安裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型磁鋼分布結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1為轉(zhuǎn)子沖片，2為扇形磁鋼槽，3為矩形磁鋼槽，4為扇形磁鋼，5為矩形磁鋼，6為通風(fēng)孔，C1為轉(zhuǎn)子沖片圓心，C2為定子沖片圓心。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

實(shí)施例

如圖1～3所示，一種提高氣隙磁通密度正弦度的永磁電機(jī)，包括電機(jī)轉(zhuǎn)子和電機(jī)定子，電機(jī)定子安裝于電機(jī)轉(zhuǎn)子外側(cè)并留有氣隙，電機(jī)轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子沖片1層壓而成，轉(zhuǎn)子沖片1上設(shè)有磁鋼槽，磁鋼槽內(nèi)設(shè)有磁鋼，磁鋼槽包括扇形磁鋼槽2和矩形磁鋼槽3，扇形磁鋼槽2和矩形磁鋼槽3均分別設(shè)有4個(gè)，4個(gè)扇形磁鋼槽2沿 轉(zhuǎn)子沖片1上轉(zhuǎn)軸安裝孔周?chē)鶆蜷_(kāi)設(shè)，矩形磁鋼槽3從扇形磁鋼槽2兩兩之間的間隙處開(kāi)始開(kāi)設(shè)并延伸至轉(zhuǎn)子沖片1邊緣處，進(jìn)而4個(gè)矩形磁鋼槽3和4個(gè)扇形磁鋼槽2形成相間設(shè)置的結(jié)構(gòu)。電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的氣隙為不均勻氣隙，其中最大氣隙為1.5mm，平均氣隙為1.0mm，在安裝時(shí)將轉(zhuǎn)子沖片1圓心C1和定子沖片圓心C2錯(cuò)開(kāi)，從而使得電機(jī)定子和電機(jī)轉(zhuǎn)子之間的氣隙為不均勻氣隙。選擇了不均勻的氣隙設(shè)計(jì)，阻止氣隙磁密形成矩形波的條件，盡最大限度地將電機(jī)間隙磁密趨向于正弦波。

另外，轉(zhuǎn)子沖片1上相鄰的兩個(gè)矩形磁鋼槽3之間均開(kāi)設(shè)有兩個(gè)通風(fēng)孔6。磁鋼包括扇形磁鋼4和矩形磁鋼5，扇形磁鋼4按照極性交替的方式依次插入扇形磁鋼槽2，矩形磁鋼5插入矩形磁鋼槽3，且矩形磁鋼5兩側(cè)極性與所在側(cè)附近的扇形磁鋼4外側(cè)極性相同。

通過(guò)ANSYS有限元仿真，同步電機(jī)電磁參數(shù)對(duì)電機(jī)磁負(fù)荷進(jìn)行分解和對(duì)電磁場(chǎng)的分析，選擇最優(yōu)的轉(zhuǎn)子沖片1尺寸，有效提高鐵芯利用率，降低磁密，減小鐵耗，提高電機(jī)運(yùn)行性能，仿真得到轉(zhuǎn)子沖片1外圓直徑為206mm。

本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)子沖片1結(jié)構(gòu)可以直接經(jīng)沖床沖剪而成，轉(zhuǎn)子沖片1的壓裝采用先進(jìn)的疊壓工藝，可以有效的控制疊壓質(zhì)量，減少渦流損耗。裝入永磁鋼，并用壓板壓緊，然后用螺栓螺母固定并點(diǎn)焊勞防止松動(dòng)，最終形成轉(zhuǎn)子鐵芯部分。采用的扇形磁鋼4和矩形磁鋼5均為分塊式，選擇4塊矩形磁鋼5和4塊扇形磁鋼4，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易得，同時(shí)安裝方便，比整體式磁鋼安全簡(jiǎn)單。