用多片永磁体实现外转子的气隙磁场趋近正弦波形的方法

摘要

本发明公开了一种用多片永磁体实现外转子的气隙磁场趋近正弦波形的方法，属于永磁同步电机的外转子技术领域。步骤如下：a、偶数片瓦状永磁片中的各片经平行冲磁成S极和N极；b、瓦状永磁片逐一镶嵌到外转子铁芯的径向分隔插槽，相邻瓦状永磁片极性相反安装，外转子铁芯具有圆形外侧面，其内部均布偶数个径向向内的内凸起部、限位直齿，各限位直齿与相邻内凸起部之间过渡连接经向分隔插槽，内凸起部、限位直齿和瓦状永磁片的数量相等；c、将内支架放到外转子铁芯的内孔中，使各瓦状永磁片均与内支架抵触，及各瓦状永磁片的凹曲面均与内凸起部的内凸曲面相贴。本发明外转子内部气隙磁场趋近正弦波形，可减少谐波磁场作用带来的损耗。

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种用多片永磁体实现外转子的气隙磁场趋近正弦波形的 方法，属于永磁同步电机的外转子技术领域。

【背景技术】

外转子永磁同步电机具有结构简单、体积小、运行效率高、功率因数 高、功率密度大、低速输出转矩大、维护简单等优点，在暖通空调、洗衣 机等家电领域以及在汽车、自动化领域都有着越来越广泛的应用。

磁钢采用表贴方式的外转子其内部气隙磁场一般都只能形成梯形波 形，磁场中包含有很多谐波对电机的各项性能都有着不利的影响。

外转子的气隙磁场设计合理与否，以及与转子铁芯相配合的永磁磁极 的设计将直接决定外转子永磁同步电机的性能，是外转子永磁同步电机设 计成败的关键所在。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种用多片永磁体实现外转子的气隙磁场趋近正 弦波形的方法，它可减少谐波磁场作用带来的不利损耗。

用多片永磁体实现外转子的气隙磁场趋近正弦波形的方法，该方法是 通过如下步骤实现的：

a、永磁体采用偶数片瓦状永磁片，每片瓦状永磁片通过平行冲磁方式 形成S极和N极共二极。

b、将瓦状永磁片逐一嵌插到外转子铁芯的径向分隔插槽中，使相邻瓦 状永磁片以极性相反方式安装，其中，

该外转子铁芯的外侧面为圆形，而外转子铁芯的内部均匀地分布有偶 数个径向向内的内凸起部和偶数个径向向内的限位直齿，且各限位直齿与 相邻内凸起部之间过渡连接有供瓦状永磁片嵌插其中的经向分隔插槽，内 凸起部、限位直齿和瓦状永磁片的数量相等。

c、将内支架放置到外转子铁芯的内孔中以用于固定瓦状永磁片，确保 各瓦状永磁片均与内支架抵触，以及各瓦状永磁片的凹曲面均与对应内凸 起部的内凸曲面相贴。

上述步骤a中的各瓦状永磁片的厚度均匀。

上述步骤b中的经向分隔插槽的宽度与上述瓦状永磁片的厚度相适配。

上述步骤b中的各限位直齿是等宽齿。

上述步骤c中的内支架为非导磁性的内支架。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

外转子铁芯开创性地设计有径向向内的内凸起部、径向向内的限位直 齿和供瓦状永磁片嵌插其中的经向分隔插槽，外转子铁芯与瓦状永磁片配 合设计合理，安装时每片瓦状永磁片的凹曲面均与外转子铁芯的圆形外侧 面相对，偶数片瓦状永磁片的组合呈周向分布，应用本发明方法设计制造 永磁同步电机的外转子其内部气隙磁场趋近于正弦波形，克服了现有技术 气隙磁场为非正弦波形分布的不足，可减少谐波磁场作用带来的不利损耗， 有益于改善外转子永磁同步电机的性能，降低外转子永磁同步电机的振动 和噪声，提高外转子永磁同步电机运行稳定性和可靠性，并有效地降低外 转子永磁同步电机的成本。

另外，运用本发明方法制造外转子所需的瓦状永磁片，它只须最为简 单的平行冲磁工艺即可获得，根据低冲磁工艺要求选购相应的低成本冲磁 设备，有利于降低电机制造厂的设备投入，可间接降低产品生产成本。

【附图说明】

图1是具有八极的永磁同步电机的外转子结构示意图；

图2是具有八极的永磁同步电机的外转子立体图；

图3是图1中的内支架结构示意图；

图4是图2中的内支架立体图；

图5是图2中的外转子铁芯立体图；

图6示意性地示出了八极的永磁同步电机的外转子气隙磁场分布图；

图7是具有八极的永磁同步电机的外转子气隙磁场波形图。

图中标号说明：

1-外转子铁芯，10-径向分隔插槽，100-内孔，11-内凸起部，110-内 凸曲面，12-限位直齿；

2-瓦状永磁片，20-凹曲面；

3-内支架。

【具体实施方式】

请参阅图1、2、3、4、5所示，是本发明的较佳实施例。

用多片永磁体实现外转子的气隙磁场趋近正弦波形的方法，它是通过 如下步骤实现的：

a、永磁体采用偶数片瓦状永磁片2，每片瓦状永磁片2通过平行冲磁 方式形成S极和N极共二极；

b、将瓦状永磁片2逐一嵌插到外转子铁芯1的径向分隔插槽10中， 使相邻瓦状永磁片2以极性相反方式安装，其中，

该外转子铁芯1的外侧面为圆形，而外转子铁芯1的内部均匀地分布 有偶数个径向向内的内凸起部11和偶数个径向向内的限位直齿12，且各限 位直齿12与相邻内凸起部11之间过渡连接有供瓦状永磁片2嵌插其中的 经向分隔插槽10，内凸起部11、限位直齿12和瓦状永磁片2这三者的数 量相等；

c、将内支架3放置到外转子铁芯1的内孔100中以用于固定瓦状永磁 片2，确保各瓦状永磁片2均与内支架3抵触，以及各瓦状永磁片2的凹曲 面20均与对应内凸起部11的内凸曲面110相贴。

上述步骤a中的各瓦状永磁片2的厚度均匀。

上述步骤b中的经向分隔插槽10的宽度与上述瓦状永磁片2的厚度相 适配。

上述步骤b中的各限位直齿12是等宽齿。

上述步骤c中的内支架3为非导磁性的内支架。

外转子铁芯1是由多片堆叠的外转子冲片通过自扣压连接而成。

如图5所示，在本实施例中，内凸起部11的数量为八个；限位直齿 12的数量为八个；径向分隔插槽10的数量为十六个；瓦状永磁片2的数量 为八片(见图1、2)。

由于相邻瓦状永磁片2是以极性相反安装的，故八片瓦状永磁片2沿 圆周方向以S极与N极交替分布。

请见图1、2所示，由于每片瓦状永磁片2的凹曲面20均与外转子铁 芯1的圆形外侧面相对，八片瓦状永磁片2的组合呈周向分布，外转子铁 芯1、瓦状永磁片2和内支架3构成一个气隙磁场(如图6)；请见图7所 示，具有八极的内镶嵌式永磁同步电机的外转子，其内部气隙磁场波形实 现趋近正弦分布。