本實用新型涉及永磁電機轉子技術領域,尤其是一種PMSM電機的IPM轉子。
背景技術:
永磁電機根據槽極結構主要分為分數槽集中繞組和整數槽繞組,齒槽轉矩是永磁電機天生的缺點,是電機設計需要克服并盡量減小的指標,他會造成電機轉速波動(專業術語為紋波轉矩)、運轉噪聲、運轉震動。
由于分數槽的齒槽轉矩與槽數和極數的最小公倍數有關,槽數和極數的最小公倍數越大齒槽轉矩越小,對于槽數和極數的最小公倍數偏小的電機,其齒槽轉矩偏大,導致電機運行轉矩波動,進而導致電機輸出轉速波動。
技術實現要素:
本實用新型要解決的技術問題是:為了解決當槽數和極數的最小公倍數偏小時,齒槽轉矩偏大的問題,本實用新型提供了一種PMSM電機的IPM轉子,通過在轉子鐵芯表面設置圓弧形的凸起部和直線部,改變永磁體的磁力線走向,從而減小了齒槽轉矩。
本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種PMSM電機的IPM轉子,包括轉子鐵芯、轉子轉軸和永磁體,轉子鐵芯套設在轉子轉軸上并與轉子轉軸固定連接,轉子鐵芯內部設有永磁體,所述轉子鐵芯的表面上均勻分布有若干個圓弧形的凸起部,相鄰所述凸起部之間設置直線部,所述凸起部為偏心結構,所述永磁體與凸起部對應設置。
具體地,所述凸起部的圓心在同一個圓上。
具體地,所述凸起部的半徑小于轉子鐵芯的半徑。
具體地,所述轉子鐵芯內設有8個永磁體。
具體地,所述凸起部的對稱軸和與凸起部相鄰的直線部的對稱軸相交的夾角a為22.5度。
本實用新型的有益效果是:本實用新型提供了一種PMSM電機的IPM轉子,結構簡單,通過凸起部和直線部的配合設置,有效的減小了齒槽轉矩,也改善了永磁電機的反電動勢中5次諧波的含量,減小了電機運行中轉矩波動,進而減小了電機輸出轉速的波動,降低了電機運轉噪聲和運轉震動。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
圖1是本實用新型的一種PMSM電機的IPM轉子的結構示意圖;
圖2是原有技術方案與本技術方案中PMSM電機的反電勢諧波含量對比圖;
圖3是原有技術方案與本技術方案齒槽轉矩曲線對比圖;
圖中:1. 轉子鐵芯;2. 轉子轉軸;3. 永磁體;11. 凸起部;12. 直線部。
具體實施方式
現在結合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖,僅以示意方式說明本實用新型的基本結構,因此其僅顯示與本實用新型有關的構成。
如圖1所示,一種PMSM電機的IPM轉子,包括轉子鐵芯1、轉子轉軸2和永磁體3,轉子鐵芯1套設在轉子轉軸2上并與轉子轉軸2固定連接,轉子鐵芯1內部設有永磁體3,轉子鐵芯1的表面上均勻分布有若干個圓弧形的凸起部11,相鄰凸起部11之間設置直線部12,凸起部11為偏心結構即凸起部11的圓心與轉子鐵芯1的圓心不重合,永磁體3與凸起部11對應設置。
將轉子鐵心1壓入轉子轉軸2上,條形永磁體3壓入到轉子鐵芯1,其中在轉子的截面上,條形永磁體3的位置在:圓弧形凸起部11的對稱軸垂直并且平分條形永磁體3的截面,且條形永磁體3的兩端分別延伸至靠直線部12的對稱軸。
位置為永磁體3設置在圓弧形凸起部11的弧形開口的正下方。
作為優選,凸起部11的圓心在同一個圓上。
作為優選,凸起部11的半徑小于轉子鐵芯1的半徑。
例如:對于12槽8極的PMSM電機,是永磁同步電動機中常用的一種定子槽數與轉子極數。其靈活的繞組并聯支路數,非常適合于汽車電機的設計選擇,是汽車電機中變速箱電機,泵電機以及風機的常用槽極數配合。其槽極數最小公倍數為24,最小公倍數偏小,通過在轉子鐵芯1表面均勻設置8個圓弧形的凸起部11,相鄰凸起部11之間設置直線部12,且永磁體3對應設置在凸起部11的正下方,凸起部11的對稱軸和與凸起部11相鄰的直線部12的對稱軸相交的夾角a為22.5度,通過凸起部11和直線部12來改變永磁體3磁力線的走向,能夠有效地使得磁極與定子齒槽作用力矩部分對消,從而顯著改善永磁體電機的反電勢5次諧波含量(如圖2所示),也減小齒槽轉矩的數值(如圖3所示),從而降低電機運行時的轉矩波動。
在本發明的描述中,需要理解的是,術語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。
以上述依據本實用新型的理想實施例為啟示,通過上述的說明內容,相關工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術思想的范圍內,進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術性范圍并不局限于說明書上的內容,必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。