本申請涉及電機，尤其是指一種非對稱轉子結構及其永磁電機。

背景技術：

1、永磁電機是一種利用磁鋼產生勵磁磁場的電機，具有高功率密度、高效率、寬調速范圍等諸多優勢，被廣泛應用于工業伺服、電氣化交通、航空航天等諸多領域。振動噪聲作為一項重要的性能指標，會顯著影響永磁同步電機的運行可靠性。因此，抑制永磁同步電機的振動噪聲有利于進一步改善其運行效率、工作壽命，同時可有效提高電機系統的穩定性、可靠性以及性能水平。

2、目前，為了抑制永磁同步電機的振動噪聲，常見的電機拓撲結構包括：斜槽與斜極結構、非對稱電機結構等。然而，現有的各類拓撲結構，由于自身結構特點，均存在一定的局限性。例如，斜槽與斜極結構除了會顯著增加工藝復雜度和電機生產成本，還可能導致額外的軸向不平衡磁拉力，從而加劇電機軸承損傷，縮短工作壽命，進而導致增大電機的振動噪聲；非對稱電機結構則可能會破壞電機磁路的對稱性和周期性，產生額外空間階數的氣隙磁場諧波和電磁力諧波，甚至引起徑向或軸向不平衡磁拉力，從而導致增大電機的振動噪聲。

3、因此，如何降低永磁電機的振動噪聲以提高永磁電機的運行可靠性是本領域技術人員急需解決的技術問題。

技術實現思路

1、為了解決現有技術的不足，本申請的目的在于提供一種非對稱轉子結構及其永磁電機，其具有較低的振動噪聲和較高的運行可靠性。

2、為實現上述目的，本申請采用如下的技術方案：

3、一種非對稱轉子結構，該非對稱轉子結構包括第一鐵芯、第二鐵芯、轉軸和磁鋼，第一鐵芯、第二鐵芯和磁鋼均設置有多個。每個第一鐵芯呈圓柱體形，每個第一鐵芯包括多個預設區域，多個預設區域圍繞第一鐵芯的軸線設置，每個預設區域上開設有第一安裝槽、第一磁障和第二磁障，第一安裝槽、第一磁障以及第二磁障均沿第一鐵芯軸向貫穿第一鐵芯設置，第一磁障和第二磁障分別連通第一安裝槽的兩端，第一安裝槽沿預設直線方向延伸，第一磁障沿第一直線方向延伸，第二磁障沿第二直線方向延伸，定義一個垂直于第一鐵芯軸向的投影平面，第一直線在投影平面上的正投影為第一投影線，第二直線在投影平面上的正投影為第二投影線，預設直線在投影平面上的正投影為預設投影線，第一投影線與預設投影線之間的夾角角度不同于第二投影線與預設投影線之間的夾角角度。第二鐵芯與第一鐵芯互為鏡像對稱結構，第二鐵芯與第一鐵芯的數量一致。每個磁鋼安裝于每個第一鐵芯的一個第一安裝槽內，且每個磁鋼穿設于所有第二鐵芯并與第二鐵芯固定。定義一個垂直于第一鐵芯軸向的對稱面，對稱面平分非對稱轉子結構，對稱面兩側均設置有至少一個第一鐵芯和至少一個第二鐵芯，位于對稱面兩側的第一鐵芯關于對稱面對稱設置，位于對稱面兩側的第二鐵芯關于對稱面對稱設置。

4、進一步地，第二鐵芯開設有多個第二安裝槽，每個第二安裝槽對應一個第一安裝槽，每個磁鋼安裝于每個第一鐵芯的一個第一安裝槽以及每個第二鐵芯的一個與第一安裝槽對應的第二安裝槽。

5、進一步地，非對稱轉子結構還包括隔磁板，隔磁板設置有多個，且隔磁板由非導磁材料制作。若第一鐵芯和第二鐵芯相鄰設置，相鄰的第一鐵芯和第二鐵芯之間設置有一個隔磁板，且隔磁板固定于相鄰的第一鐵芯和第二鐵芯。

6、進一步地，每個隔磁板開設有多個第三安裝槽，每個第三安裝槽對應一個第一安裝槽，每個磁鋼安裝于每個第一鐵芯的一個第一安裝槽以及每個隔磁板的一個與第一安裝槽對應的第三安裝槽。轉軸穿設于多個第一鐵芯、多個第二鐵芯以及多個隔磁板，并與多個第一鐵芯、多個第二鐵芯以及多個隔磁板固定。

7、進一步地，第二鐵芯與第一鐵芯的數量均為2的倍數。

8、進一步地，所有第一鐵芯沿第一鐵芯軸向的總長度等于所有第二鐵芯沿第一鐵芯軸向的總長度。

9、進一步地，定義第一鐵芯垂直于預設直線的直徑為平分直徑，平分直徑平分第一安裝槽，第一磁障與第二磁障位于平分直徑的兩側；定義第一磁障遠離第一安裝槽的端面為第一端面，第二磁障遠離第一安裝槽的端面為第二端面，第一端面在投影平面上的正投影為第一端面投影，第二端面在投影平面上的正投影為第二端面投影，第一鐵芯的軸線在投影平面上的正投影為軸線投影點，第一端面投影的中點與軸線投影點的連線為第一連線，第二端面投影的中點與軸線投影點的連線為第二連線，平分直徑在投影平面上的正投影為直徑投影線，第一連線與直徑投影線之間的銳角為第一夾角，第二連線與直徑投影線之間的銳角為第二夾角，第一夾角的角度不同于第二夾角的角度。在第一夾角大于第二夾角的情況下，若第一連線繞軸線投影點向靠近直線投影線轉動預設角度，且第二連線繞軸線投影點向遠離直線投影線轉動預設角度，直徑投影線平分第一連線和第二連線所成的夾角。

10、進一步地，非對稱轉子結構還包括緊固件以及兩個由非導磁材料制作的端壓板，所有第一鐵芯和所有第二鐵芯均位于兩個端壓板之間，端壓板開設有固定孔，緊固件穿設于固定孔并固定連接至與端壓板相鄰的第一鐵芯或第二鐵芯。轉軸穿設于多個第一鐵芯、多個第二鐵芯以及兩個端壓板，并與多個第一鐵芯、多個第二鐵芯以及兩個端壓板固定。

11、進一步地，多個預設區域沿第一鐵芯的周向均勻圍繞第一鐵芯的軸線設置。多個預設區域的第一安裝槽的延伸方向均垂直于第一鐵芯的一條直徑的延伸方向，每相鄰兩個第一安裝槽對應的兩條直徑之間的夾角均一致。

12、為實現上述目的，本申請采用如下的技術方案：

13、一種永磁電機，該永磁電機包括上述的非對稱轉子結構。

14、上述非對稱轉子結構及其永磁電機通過非對稱設置的第一磁障和第二磁障以及鏡像對稱設置的第一鐵芯和第二鐵芯，從而改善永磁電機的電磁力諧波，使得第一鐵芯產生的轉矩脈動和電磁振動與第二鐵芯產生的轉矩脈動和電磁振動互相抵消，進而降低永磁電機運行過程中的產生的振動噪聲；同時通過沿對稱面對稱設置的第一鐵芯和沿對稱面對稱設置的第二鐵芯，消除電機的軸向不平衡磁拉力，從而可以提高永磁電機的運行可靠性。

技術特征：

1.一種非對稱轉子結構，其特征在于，

2.根據權利要求1所述的非對稱轉子結構，其特征在于，

3.根據權利要求1或2所述的非對稱轉子結構，其特征在于，

4.根據權利要求3所述的非對稱轉子結構，其特征在于，

5.根據權利要求1所述的非對稱轉子結構，其特征在于，

6.根據權利要求1所述的非對稱轉子結構，其特征在于，

7.根據權利要求1所述的非對稱轉子結構，其特征在于，

8.根據權利要求1所述的非對稱轉子結構，其特征在于，

9.根據權利要求1所述的非對稱轉子結構，其特征在于，

10.一種永磁電機，其特征在于，

技術總結
本申請公開了一種非對稱轉子結構及其永磁電機，該非對稱轉子結構包括第一鐵芯、第二鐵芯、轉軸和磁鋼。第一鐵芯包括多個預設區域，預設區域上開設有第一安裝槽、第一磁障和第二磁障，第一磁障和第二磁障分別連通第一安裝槽的兩端。第二鐵芯與第一鐵芯互為鏡像對稱結構，第二鐵芯與第一鐵芯的數量一致。磁鋼安裝于每個第一鐵芯的一個第一安裝槽內，且磁鋼穿設于所有第二鐵芯并與第二鐵芯固定。位于對稱面兩側的第一鐵芯關于對稱面對稱設置，位于對稱面兩側的第二鐵芯關于對稱面對稱設置。該永磁電機包括上述非對稱轉子結構。通過上述設置，可以降低永磁電機產生的轉矩脈動、振動噪聲和軸向不平衡力，并提高永磁電機的運行可靠性。

技術研發人員：沈建新,堯磊,史丹,王云沖
受保護的技術使用者：浙江大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28