用多片永磁體實現外轉子的氣隙磁場趨近正弦波形的方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用多片永磁體實現外轉子的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，屬于永磁同步電機的外轉子技術領域。
【【背景技術】】
[0002]外轉子永磁同步電機具有結構簡單、體積小、運行效率高、功率因數高、功率密度大、低速輸出轉矩大、維護簡單等優點，在暖通空調、洗衣機等家電領域以及在汽車、自動化領域都有著越來越廣泛的應用。
[0003]磁鋼采用表貼方式的外轉子其內部氣隙磁場一般都只能形成梯形波形，磁場中包含有很多諧波對電機的各項性能都有著不利的影響。
[0004]外轉子的氣隙磁場設計合理與否，以及與轉子鐵芯相配合的永磁磁極的設計將直接決定外轉子永磁同步電機的性能，是外轉子永磁同步電機設計成敗的關鍵所在。
【
【發明內容】
】
[0005]本發明的目的是提供一種用多片永磁體實現外轉子的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，它可減少諧波磁場作用帶來的不利損耗。
[0006]用多片永磁體實現外轉子的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，該方法是通過如下步驟實現的:
[0007]a、永磁體采用偶數片瓦狀永磁片，每片瓦狀永磁片通過平行沖磁方式形成S極和N
極共二極。
[0008]b、將瓦狀永磁片逐一嵌插到外轉子鐵芯的徑向分隔插槽中，使相鄰瓦狀永磁片以極性相反方式安裝，其中，
[0009]該外轉子鐵芯的外側面為圓形，而外轉子鐵芯的內部均勻地分布有偶數個徑向向內的內凸起部和偶數個徑向向內的限位直齒，且各限位直齒與相鄰內凸起部之間過渡連接有供瓦狀永磁片嵌插其中的經向分隔插槽，內凸起部、限位直齒和瓦狀永磁片的數量相等。
[0010]C、將內支架放置到外轉子鐵芯的內孔中以用于固定瓦狀永磁片，確保各瓦狀永磁片均與內支架抵觸，以及各瓦狀永磁片的凹曲面均與對應內凸起部的內凸曲面相貼。
[0011]上述步驟a中的各瓦狀永磁片的厚度均勻。
[0012]上述步驟b中的經向分隔插槽的寬度與上述瓦狀永磁片的厚度相適配。
[0013]上述步驟b中的各限位直齒是等寬齒。
[0014]上述步驟c中的內支架為非導磁性的內支架。
[0015]與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果:
[0016]外轉子鐵芯開創性地設計有徑向向內的內凸起部、徑向向內的限位直齒和供瓦狀永磁片嵌插其中的經向分隔插槽，外轉子鐵芯與瓦狀永磁片配合設計合理，安裝時每片瓦狀永磁片的凹曲面均與外轉子鐵芯的圓形外側面相對，偶數片瓦狀永磁片的組合呈周向分布，應用本發明方法設計制造永磁同步電機的外轉子其內部氣隙磁場趨近于正弦波形，克服了現有技術氣隙磁場為非正弦波形分布的不足，可減少諧波磁場作用帶來的不利損耗，有益于改善外轉子永磁同步電機的性能，降低外轉子永磁同步電機的振動和噪聲，提高外轉子永磁同步電機運行穩定性和可靠性，并有效地降低外轉子永磁同步電機的成本。
[0017]另外，運用本發明方法制造外轉子所需的瓦狀永磁片，它只須最為簡單的平行沖磁工藝即可獲得，根據低沖磁工藝要求選購相應的低成本沖磁設備，有利于降低電機制造廠的設備投入，可間接降低產品生產成本。
【【附圖說明】】
[0018]圖1是具有八極的永磁同步電機的外轉子結構示意圖；
[0019]圖2是具有八極的永磁同步電機的外轉子立體圖；
[0020]圖3是圖1中的內支架結構示意圖；
[0021]圖4是圖2中的內支架立體圖；
[0022]圖5是圖2中的外轉子鐵芯立體圖；
[0023]圖6示意性地示出了八極的永磁同步電機的外轉子氣隙磁場分布圖；
[0024]圖7是具有八極的永磁同步電機的外轉子氣隙磁場波形圖。
[0025]圖中標號說明:
[0026]1-外轉子鐵芯，10-徑向分隔插槽，100-內孔，11-內凸起部，110-內凸曲面，12-限位直齒；
[0027]2-瓦狀永磁片，20-凹曲面；
[0028]3-內支架。
【【具體實施方式】】
[0029 ]請參閱圖1、2、3、4、5所示，是本發明的較佳實施例。
[0030]用多片永磁體實現外轉子的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，它是通過如下步驟實現的:
[0031]a、永磁體采用偶數片瓦狀永磁片2，每片瓦狀永磁片2通過平行沖磁方式形成S極和N極共二極；
[0032]b、將瓦狀永磁片2逐一嵌插到外轉子鐵芯I的徑向分隔插槽10中，使相鄰瓦狀永磁片2以極性相反方式安裝，其中，
[0033 ]該外轉子鐵芯I的外側面為圓形，而外轉子鐵芯I的內部均勻地分布有偶數個徑向向內的內凸起部11和偶數個徑向向內的限位直齒12，且各限位直齒12與相鄰內凸起部11之間過渡連接有供瓦狀永磁片2嵌插其中的經向分隔插槽10，內凸起部11、限位直齒12和瓦狀永磁片2這三者的數量相等；
[0034]C、將內支架3放置到外轉子鐵芯I的內孔100中以用于固定瓦狀永磁片2，確保各瓦狀永磁片2均與內支架3抵觸，以及各瓦狀永磁片2的凹曲面20均與對應內凸起部11的內凸曲面110相貼。
[0035]上述步驟a中的各瓦狀永磁片2的厚度均勻。
[0036]上述步驟b中的經向分隔插槽10的寬度與上述瓦狀永磁片2的厚度相適配。
[0037]上述步驟b中的各限位直齒12是等寬齒。
[0038]上述步驟c中的內支架3為非導磁性的內支架。
[0039]外轉子鐵芯I是由多片堆疊的外轉子沖片通過自扣壓連接而成。
[0040]如圖5所示，在本實施例中，內凸起部11的數量為八個;限位直齒12的數量為八個；徑向分隔插槽10的數量為十六個;瓦狀永磁片2的數量為八片(見圖1、2)。
[0041]由于相鄰瓦狀永磁片2是以極性相反安裝的，故八片瓦狀永磁片2沿圓周方向以S極與N極交替分布。
[0042]請見圖1、2所示，由于每片瓦狀永磁片2的凹曲面20均與外轉子鐵芯I的圓形外側面相對，八片瓦狀永磁片2的組合呈周向分布，外轉子鐵芯1、瓦狀永磁片2和內支架3構成一個氣隙磁場(如圖6);請見圖7所示，具有八極的內鑲嵌式永磁同步電機的外轉子，其內部氣隙磁場波形實現趨近正弦分布。
【主權項】
1.一種用多片永磁體實現外轉子的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，其特征是該方法是通過如下步驟實現的: a、永磁體設計成瓦狀永磁片，數量為偶數片，每片瓦狀永磁片通過平行沖磁方式形成S極和N極共二極； b、將瓦狀永磁片逐一嵌插到外轉子鐵芯的徑向分隔插槽中，使相鄰瓦狀永磁片以極性相反方式安裝，其中， 該外轉子鐵芯的外側面為圓形，而外轉子鐵芯的內部均勻地分布有偶數個徑向向內的內凸起部和偶數個徑向向內的限位直齒，且各限位直齒與相鄰內凸起部之間過渡連接有供瓦狀永磁片嵌插其中的經向分隔插槽，內凸起部、限位直齒和瓦狀永磁片的數量相等； C、將內支架放置到外轉子鐵芯的內孔中以用于固定瓦狀永磁片，確保各瓦狀永磁片均與內支架抵觸，以及各瓦狀永磁片的凹曲面均與對應內凸起部的內凸曲面相貼。2.根據權利要求1所述的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，其特征在于:所述步驟a中的各瓦狀永磁片的厚度均勻。3.根據權利要求2所述的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，其特征在于:所述步驟b中的經向分隔插槽的寬度與所述瓦狀永磁片的厚度相適配。4.根據權利要求2所述的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，其特征是步驟b中的各限位直齒是等寬齒。5.根據權利要求1所述的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，其特征在于:所述步驟c中的內支架為非導磁性的內支架。
【專利摘要】本發明公開了一種用多片永磁體實現外轉子的氣隙磁場趨近正弦波形的方法，屬于永磁同步電機的外轉子技術領域。步驟如下：a、偶數片瓦狀永磁片中的各片經平行沖磁成S極和N極；b、瓦狀永磁片逐一鑲嵌到外轉子鐵芯的徑向分隔插槽，相鄰瓦狀永磁片極性相反安裝，外轉子鐵芯具有圓形外側面，其內部均布偶數個徑向向內的內凸起部、限位直齒，各限位直齒與相鄰內凸起部之間過渡連接經向分隔插槽，內凸起部、限位直齒和瓦狀永磁片的數量相等；c、將內支架放到外轉子鐵芯的內孔中，使各瓦狀永磁片均與內支架抵觸，及各瓦狀永磁片的凹曲面均與內凸起部的內凸曲面相貼。本發明外轉子內部氣隙磁場趨近正弦波形，可減少諧波磁場作用帶來的損耗。
【IPC分類】H02K1/30, H02K15/03, H02K1/27
【公開號】CN105553196
【申請號】CN201511008136
【發明人】賴家順, 邢懿燁
【申請人】賴家順, 邢懿燁
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月24日