一种表贴式永磁同步电机永磁体定位结构

摘要

本发明公开了一种表贴式永磁同步电机永磁体定位结构，其特征在于，包括：转子铁芯和设置在所述铁芯表面的永磁体；所述永磁体包括定位永磁体和非定位永磁体；所述转子铁芯的外表面开设有定位槽，所述定位槽与所述定位永磁体相匹配。该永磁体定位结构中定位永磁体的凸起与定位槽形成键槽配合，能够省去加工其他永磁体安装需要的磁钢位与隔磁桥，从而能够在降低电机成本与加工难度的同时，完成永磁体的精确定位工作同时。此外，上述结构还能够避免隔磁桥引起的相邻永磁体之间的磁导变化较大的现象，提高电机的使用性能与永磁体的利用率。

说明书

技术领域

本发明涉及表贴式永磁同步电机技术领域，特别是涉及一种表贴式永磁同步电机永磁体定位结构。

背景技术

随着高性能稀土永磁材料的出现与电力电子器件性价比的不断提高，永磁同步电机由于其高功率因数，低损耗等优点而得到了广泛的应用。永磁同步电机的转子磁路结构主要有永磁体表贴式、内置式与爪极式三种，其中，由于表贴式转子具有结构简单、制造成本低、转动惯量小等优点，在低速永磁同步电机的设计中得到了广泛应用。低转速表贴式永磁同步电机一般采用工业胶水固定永磁体于转子铁芯上。为了降低电机的转矩波动与噪音，永磁体的内外表面均为圆弧，外表面的圆弧半径小于内表面的圆弧半径，以形成中间厚两端渐薄的拱形结构。

现有的表贴式永磁同步电机的永磁体定位方式主要有以下两种：

(1)转子铁芯的外表面为圆柱形，永磁体内表面的半径与转子铁芯外表面的半径相等，永磁体通过人工粘贴的方式直接固定在转子铁芯上，这种定位方式有以下的弊端：人工粘结的定位方式累计误差比较大，无法确保永磁体安装位置的正确性及一致性，同时，磁铁间的相互作用力会造成安装困难。

(2)在转子铁芯外周上等间距铣出若干平面作为放置永磁体的磁钢位，相邻两个磁钢位之间留有外凸形成磁桥，永磁体粘贴在磁钢位之中。这种定位方式有以下的缺点：1)加工工艺复杂，需要在电机转子铁芯表面沿圆周加工多个定位槽与隔磁桥，大大增加了电机转子的加工成本；2)从磁场能的角度，一般来说，空气的磁阻会比铁芯的磁阻大得多，磁桥的出现使得相邻永磁体之间存在空气间隙，当永磁同步电机定转子发生相对运动时，永磁体正对部分的定子齿与永磁体之间的磁导基本不变，而在永磁体的两个侧面对应的空间区域内，磁导变化大，导致电机内磁场能量发生较大变化，将产生齿槽转矩。同时，永磁体的两个侧面对应的空间区域的磁阻较大，会产生较大的漏磁，使永磁体的利用率下降。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种表贴式永磁同步电机永磁体定位结构。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种表贴式永磁同步电机永磁体定位结构，包括：转子铁芯和设置在所述转子表面的永磁体；所述永磁体包括定位永磁体和非定位永磁体；所述转子铁芯的外表面开设有定位槽，所述定位槽与所述定位永磁体相匹配。

可选地，所述非定位永磁体包括S极永磁体与N极永磁体。

可选地，所述定位永磁体磁性为N极。

可选地，在所述定位永磁体两侧各设置一块所述S极永磁体，所述N极永磁体与所述S极永磁体沿周向交替设置在所述转子铁芯的外表面。

可选地，所述定位永磁体包括永磁体凸起；所述永磁体凸起与所述定位槽相匹配；所述永磁体凸起的高度小于所述定位槽的深度，所述永磁体凸起的宽度等于所述定位槽的宽度。

可选地，所述永磁体的内侧弧面的半径与所述转子铁芯外表面的半径相等，所述永磁体的外侧弧面的半径小于所述永磁体的内侧弧面的半径。

可选地，所述定位永磁体、所述S极永磁体和所述N极永磁体的侧面的延长线均通过所述转子铁芯的圆心。

可选地，所述转子铁芯与所述永磁体之间采用工业胶水粘结。

可选地，所述定位永磁体、所述S极永磁体与所述N极永磁体所占的圆心角均为360°/2p，p为极对数。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

本发明提供的一种表贴式永磁同步电机永磁体定位结构中定位永磁体的凸起与定位槽形成键槽配合，能够省去加工其他永磁体安装需要的磁钢位与隔磁桥，从而能够在降低电机成本与加工难度的同时，更容易完成永磁体的精确定位工作。此外，上述结构还能够避免隔磁桥引起的相邻永磁体之间的磁导变化较大的现象，提高电机的使用性能与永磁体的利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例表贴式永磁同步电机永磁体定位结构的示意图；

图2为本发明实施例转子铁芯示意图；

图3为本发明实施例定位永磁体的示意图；

图4为本发明实施例S极永磁体的示意图；

图5为本发明实施例N极永磁体的示意图；

图6为本发明实施例永磁体的定位过程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种表贴式永磁同步电机永磁体定位结构，用以解决人工安装永磁体时易出现的永磁体安装位置偏差、影响电机性能，采用磁钢位定位永磁体造成的电机成本过高、永磁体利用率较低等问题。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-2所示，本发明提供的一种表贴式永磁同步电机永磁体定位结构，包括：转子铁芯1和设置在所述转子铁芯1表面的永磁体；所述永磁体包括定位永磁体2和非定位永磁体；所述非定位永磁体包括S极永磁体3与N极永磁体4。所述转子铁芯1的外表面开设有定位槽5，所述定位槽5与所述定位永磁体2相匹配。

具体的，所述永磁体包括1块定位永磁体2，p-1块N极永磁体4与p块S极永磁体3，其中p为极对数，定位永磁体2为N极。在所述定位永磁体2两侧各设置一块所述S极永磁体3，所述N极永磁体4与所述S极永磁体3沿周向交替设置在所述转子铁芯1的外表面。所述转子铁芯1与所述永磁体之间采用工业胶水粘结。

如图3所示，所述定位永磁体2由外侧弧面7、内侧弧面8、侧面6、永磁体凸起9构成，所述定位永磁体2所占的圆心角为360°/2p，其中p为极对数，定位永磁体2的侧面6的延长线通过转子铁芯1的圆心。所述定位永磁体2的内侧弧面8的半径与转子铁芯1的外表面半径相等，外侧弧面7半径稍小于内侧弧面8半径；内外侧弧面圆心之间的距离为δ；永磁体凸起9的高度稍小于定位槽5的深度，永磁体凸起9的宽度等于定位槽5的宽度，永磁体凸起9嵌设在定位槽5中，完成定位永磁体2的定位。上述偏心结构有利于形成低成本的不等气隙结构，能够使电机磁场波形更接近于正弦波。

如图4-5所示，所述S极永磁体3、N极永磁体4除充磁方向不同，其他几何参数均相同，因此采用相同编码进行标注。所述S极永磁体3、N极永磁体4均包括外侧弧面11、内侧弧面12、侧面10。S极永磁体3和N极永磁体4所占的圆心角为360°/2p，其中p为极对数，S极永磁体3和N极永磁体4的侧面10延长线通过转子铁芯1的圆心。S极永磁体3和N极永磁体4的内侧弧面12的半径与转子铁芯1外表面的半径相等，外侧弧面11的半径稍小于内侧弧面12的半径且与定位永磁体2外侧弧面7的半径相等；内外侧弧面圆心之间的距离为δ。

该表贴式永磁同步电机永磁体定位结构的定位工作是这样实现的：如图6(a)所示，首先，安装定位永磁体2：将定位永磁体2的凸起9嵌入转子铁芯定位槽5中，形成键槽配合，将定位永磁体2内侧弧面8与转子外表面之间通过胶水粘结。

然后，如图6(b)所示，安装S极永磁体3：在定位永磁体的两侧分别布置S极永磁体3。永磁体之间、永磁体内侧弧面12与转子铁芯1外表面之间均通过胶水粘结。

如图6(c)所示，按照N—S极相的顺序交替布置S极永磁体3与N极永磁体4，依次完成后续永磁体的安装。

上述表贴式永磁同步电机的转子磁路结构不需要在转子铁芯的表面加工隔磁磁桥与磁钢位，能够在尽量减少转子铁芯加工外表面的同时，保证永磁体安装位置的正确性；且取消相邻永磁体之间的隔磁桥，有效降低电机的转矩波动，提升电机运行的平稳性。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。