一種永磁電機轉子及永磁電機的制作方法
【專利摘要】本實用新型的目的在于提供一種永磁電機轉子及永磁電機，主要目的在于提升電機的平穩性。該永磁電機轉子包括轉子鐵芯和沿所述轉子鐵芯周向均勻分布的多個永磁體，所述轉子鐵芯在與每個永磁體相對的外緣包括一個外緣段，所述外緣段包括中間弧段和位于中間弧段兩側的側弧段，在遠離所述外緣段的中線的方向上所述側弧段朝接近轉子鐵芯的中心方向延伸。通過將外緣段設為包括多段弧段，可減少轉矩脈動，使電機運行更平穩。
【專利說明】
一種永磁電機轉子及永磁電機
技術領域
[0001] 本實用新型涉及電機領域，具體涉及一種永磁電機轉子及永磁電機。
【背景技術】
[0002] 傳統的內嵌式永磁電機的轉子外緣一般為整圓，定子與轉子之間等氣隙。內嵌式 結構的永磁體均勻分布嵌入轉子接近外表面的位置，雖然可以克服運行過程中可靠性能差 等缺點，但是電壓波形畸變率和轉矩脈動較大，運行不夠平穩。 【實用新型內容】
[0003] 有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種改善電機運行平穩性的永磁電機轉 子。
[0004] 為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：
[0005] -種永磁電機轉子，包括轉子鐵芯和沿所述轉子鐵芯周向均勻分布的多個永磁 體，其特征在于:所述轉子鐵芯在與每個永磁體相對的外緣包括一個外緣段，所述外緣段包 括中間弧段和位于中間弧段兩側的側弧段，在遠離所述外緣段的中線的方向上所述側弧段 朝接近轉子鐵芯的中心方向延伸。
[0006] 優選的，在前述的永磁電機轉子中，所述側弧段為兩個，分別位于所述中間弧段的 兩側，所述兩個側弧段相對于所述中間弧段的中線相互對稱。
[0007] 優選的，在前述的永磁電機轉子中，所述中間弧段的圓心與所述轉子鐵芯的中心 同心或不同心。
[0008] 優選的，在前述的永磁電機轉子中，所述永磁體在所述轉子鐵芯上沿徑向或者切 向均勻分布。
[0009] 優選的，在前述的永磁電機轉子中，所述側弧段的圓心偏離所述中間弧段的中線 設置，且所述側弧段的圓心和其對應的側弧段位于所述中間弧段的中線的同一側。
[0010] 優選的，在前述的永磁電機轉子中，所述側弧段的半徑由以下公示得到：
[0012] 其中，rl為所述中間弧段的半徑，dl為所述側弧段的圓心到所述中間弧段的中線 的垂直距離，d2為所述側弧段的圓心在所述中間弧段的中線所在的方向上至所述中間弧段 的圓心的距離，hi為所述中間弧段的寬度。
[0013] 優選的，在前述的永磁電機轉子中，相鄰永磁體磁極交替分布。
[0014] -種永磁電機，包括前述的永磁電機轉子。
[0015] 本實用新型的有益效果是：
[0016] 1、通過將外緣段設置為多段的結構，實現在將定、轉子之間的氣隙長度呈正弦分 布，轉矩脈動小，使電機運行更加平穩。
[0017] 2、電機的反電勢波形正弦度增高，諧波含量減小，噪音降低，可靠性好。
【附圖說明】
[0018] 通過以下參照附圖對本實用新型實施例的描述，本實用新型的上述以及其它目 的、特征和優點將更為清楚，在附圖中：
[0019] 圖1是本申請的永磁電機轉子的結構示意圖。
[0020] 圖2是本申請的永磁電機轉子的局部示意圖。
[0021] 圖3是本申請的永磁電機轉子的整體結構圖。
[0022] 圖4是本申請的永磁電機轉子的另一實施方式的結構示意圖。
[0023] 圖5是本申請的永磁電機轉子與定子的配合示意圖。
【具體實施方式】
[0024] 以下基于實施例對本實用新型進行描述，但是本實用新型并不僅僅限于這些實施 例。在下文對本實用新型的細節描述中，詳盡描述了一些特定的細節部分。對本領域技術人 員來說沒有這些細節部分的描述也可以完全理解本實用新型。為了避免混淆本實用新型的 實質，公知的方法、過程、流程、元件并沒有詳細敘述。
[0025]實施方式一
[0026] 實施方式一涉及一種永磁電機轉子，具體如圖1-5中所示，電機轉子包括轉子鐵芯 1和永磁體，永磁體沿轉子鐵芯1的周向嵌設在該轉子鐵芯上。永磁體在轉子鐵芯1上的布置 方式有切向布置和徑向布置兩種方式。在圖1-3中，永磁體采用的是切向布置的方式，多個 永磁體21沿圓周相對于轉子鐵芯的中心沿切向均勻布置在轉子鐵芯1上。還有一種方式如 圖4、5中所示，多個永磁體22相對于轉子鐵芯的中心沿徑向均勻布置在轉子鐵芯1上。如圖 1-3中所示，所述轉子鐵芯1在與每個永磁體21相對的外緣包括一個外緣段，所述外緣段包 括中間弧段Al和位于中間弧段兩側的側弧段，在遠離所述外緣段的中線的方向上所述側弧 段朝接近轉子鐵芯的中心方向延伸，多個外緣段相對于轉子鐵芯的中心呈中心對稱分布。 中間弧段Al位于外緣段的中間，優選的，外緣段整體相對于中間弧段Al的中線13對稱。在中 間弧段的一側的側弧段的數量可以為一段或者多段。通過這樣設置，當電機轉子與定子3配 合時，可使定子3、轉子之間的氣隙長度呈大致正弦分布，如圖5中所示，使電機反電勢波形 正弦度增高，減小諧波含量，有效的降低電機噪音，減小電機轉矩脈動，使電機運行更加平 穩。
[0027] 優選的，側弧段為兩個，包括第一側弧段A2和第二側弧段A3,分別設置在中間弧段 Al的兩側，兩個側弧段A2、A3相對于所述中間弧段Al的中線13相互對稱。
[0028] 優選的，中間弧段的圓心〇1與轉子鐵芯的中心同心或者不同心，本實施例中，中間 弧段的圓心〇1與轉子鐵芯的中心同心，但并不限于此，中間弧段的圓心〇1與轉子鐵芯的中 心也可以不同心，此時，中間弧段Al的半徑rl小于轉子鐵芯的半徑。
[0029] 作為一種較優的實施方式，側弧段的圓心偏離所述中間弧段的中線設置，且所述 側弧段的圓心和其對應的側弧段位于所述中間弧段的中線的同一側。如圖1中所示，第一側 弧段A2的圓心偏離所述中間弧段的中線設置，并且其與第一側弧段A2位于中間弧段的中線 的同一側。其中第一側弧段A2的圓心〇2相對于中間弧段Al的圓心〇1具有偏心距離dl、d2，具 體的，第一側弧段A2的圓心〇2到所述中間弧段Al的中線13的垂直距離為dl，第一側弧段A2 的圓心〇2在所述中間弧段Al的中線13所在的方向上至所述中間弧段Al的圓心〇1的距離為 d2,如圖1中所示。第二側弧段A3的圓心和第一側弧段A2的圓心〇2相對于所述中間弧段Al的 中線13中心對稱。中間弧段Al的半徑為rl，中間弧段的寬度，也就是中間弧段與側弧段的交 點11、12之間的距離為hl，如圖2中所示。
[0030] 通過預先設定dl、d2、rl和hi的值，可以通過下述公式（1)計算側弧段的半徑r2,公 式(1)具體為：

[0032]當計算出側弧段的半徑r2后，根據預設的dl、d2、rl和hi的值，即可得到滿足磁場 要求的電機轉子鐵芯的形狀。
[0033] 優選的，中間弧段的寬度hi的數值可以通過下述公式計算得到， *其 中h2為磁瓦的寬度，從圖中觀察，具體為外弧段兩端點之間的距離。
[0034] 下面將本實施例中的永磁電機轉子的設計方法的流程進行介紹，本設計方法包括 以下步驟：
[0035] 第一步:根據技術要求指標設計選取適宜的定子鐵芯，其內徑為r3，確定最小氣隙 長度，為S，即可確定轉子鐵芯最大外徑，也就是中間弧段Al的半徑rl，其中 Γ1=Γ3-δ;
[0036] 第二步:確定電機轉子鐵芯的中間弧段Al半徑rl后，選取適當的側弧段的圓心相 對于中間弧段Al的圓心〇1的偏心距離dl、d2以及中間弧段的寬度hi值。優選的，中間弧段的
寬度hi可近似取磁瓦寬度h2的 η為外緣段具有的弧段的個數，本實施方式中采用的是 三段圓弧，η取值為3;
[0037]第三步:根據公式（1)設計出側弧段半徑r2;
[0038] 第四步：將永磁體21或者22按N、S極性相間依次內嵌在轉子鐵芯1上形成轉子單 J L 〇
[0039] 此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且 附圖不一定是按比例繪制的。
[0040] 同時，應當理解，示例實施例被提供，以使本公開是全面的，并將其范圍充分傳達 給本領域技術人員。很多特定細節(例如特定部件、設備和方法的示例)被給出以提供對本 公開的全面理解。本領域技術人員將明白，不需要采用特定細節，示例實施例可以以很多不 同的形式被實施，并且示例實施例不應被理解為限制本公開的范圍。在一些示例實施例中， 眾所周知的設備結構以及眾所周知的技術沒有詳細描述。
【主權項】
1. 一種永磁電機轉子，包括轉子鐵芯和沿所述轉子鐵芯周向均勻分布的多個永磁體， 其特征在于:所述轉子鐵芯在與每個永磁體相對的外緣包括一個外緣段，所述外緣段包括 中間弧段和位于中間弧段兩側的側弧段，在遠離所述外緣段的中線的方向上所述側弧段朝 接近轉子鐵芯的中心方向延伸。2. 如權利要求1所述的永磁電機轉子，其特征在于:所述側弧段為兩個，分別位于所述 中間弧段的兩側，所述兩個側弧段相對于所述中間弧段的中線相互對稱。3. 如權利要求2所述的永磁電機轉子，其特征在于:所述中間弧段的圓心與所述轉子鐵 芯的中心同心或不同心。4. 如權利要求1所述的永磁電機轉子，其特征在于:所述永磁體在所述轉子鐵芯上沿徑 向或者切向均勻分布。5. 如權利要求2所述的永磁電機轉子，其特征在于:所述側弧段的圓心偏離所述中間弧 段的中線設置，且所述側弧段的圓心和其對應的側弧段位于所述中間弧段的中線的同一 側。6. 如權利要求5所述的永磁電機轉子，其特征在于:所述側弧段的半徑r2由以下公示得 到：其中，rl為所述中間弧段的半徑，dl為所述側弧段的圓心到所述中間弧段的中線的垂 直距離，d2為所述側弧段的圓心在所述中間弧段的中線所在的方向上至所述中間弧段的圓 心的距離，hi為所述中間弧段的寬度。7. 如權利要求1所述的永磁電機轉子，其特征在于:相鄰永磁體磁極交替分布。8. 一種永磁電機，其特征在于:包括如權利要求1_7中任一項所述的永磁電機轉子。
【文檔編號】H02K1/27GK205489861SQ201620125850
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月17日
【發明人】王慶凱, 許金鑫, 焦雷, 謝芳, 鐘成堡
【申請人】珠海格力節能環保制冷技術研究中心有限公司