一种新型内置式高速永磁电机转子结构.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115940455A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211530624.5(22)申请日2022.12.01(71)申请人中鑫电机（洛阳）有限公司地址471000河南省洛阳市西工区唐宫西路21号洛阳智能科技产业园5号楼118室(72)发明人张家书杜光辉李牛妹(74)专利代理机构佛山知正知识产权代理事务所(特殊普通合伙)44483专利代理师王海燕(51)Int.Cl.H02K1/276(2022.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种新型内置式高速永磁电机转子结构(57)摘要一种新型内置式高速永磁电机转子结构，该转子结构包括：转轴、内转子铁心、稀土永磁体、外转子铁心和保护套；本发明取消了传统的“V”字型内置式的隔磁桥，转子铁心由原来传统的单片硅钢叠片变为两组冲片，并且在转子铁心外表面缠绕了一层高强度的碳纤维保护套，使得整体的结构更加坚固；本发明提供的新型内置式高速永磁体电机转子结构，外部的隔磁桥没有了，减少了漏磁，间接的提高了磁通量和永磁体的利用率，降低了铁损，减少了发热，电磁性能得到有效的改善。CN115940455ACN115940455A权利要求书1/1页1.一种新型内置式高速永磁电机转子结构，其特征在于，包括：转轴、内层转子铁心、稀土永磁体、外层转子铁心和保护套。所述转子铁心由内转子铁心和外层转子铁心两组冲片组成，内层转子铁心呈星形结构，外层转子铁心为三角形，都由硅钢片叠压制成；所述稀土永磁体数量为多个，多个所述稀土永磁体沿所述转子铁心的周向以“V”字型分布均匀的间隔开；所述保护套设置在所述外转子铁心的外表面，与所述外转子铁心采用过盈量配合。2.根据权利要求1所述的新型内置式高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述的转子铁心由硅钢片叠压而成，可以很好地实现抑制转子磁极涡流的效果。硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质，也可以产生较大的磁感应强度。3.根据权利要求1所述的新型内置式高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述稀土永磁体为高磁性密度的钕铁硼永磁体或钐钴永磁体。4.根据权利要求1所述的新型内置式高速永磁电机转子结构，其特征在于，所述保护套为高强度的碳纤维护套。5.根据权利要求1所述的新型内置式高速永磁电机转子结构，其特征在于，相邻的两个稀土永磁体呈“V”字型分布组成一极，之间的夹角在100°～130°充磁方向相同，相邻的两极稀土永磁体为一对极，充磁方向相反。2CN115940455A说明书1/3页一种新型内置式高速永磁电机转子结构技术领域[0001]本发明属于电机技术领域，更具体地，涉及一种内置式高速永磁电机转子结构。背景技术[0002]近年来，随着高频驱动电源和高性能永磁材料的快速发展，高速永磁电机得到了广泛的研究。高速永磁电机在分布式发电系统、飞轮储能和压缩机等各个领域备受青睐，应用于高速机械小型化和减重的案例越来越多。特别是，它们适用于节省空间和能源等至关重要的汽车应用。采用无齿轮直接耦合高速机床，可以避免漏油、维修费用、齿轮损耗等问题，通过简化结构，提高系统可靠性。[0003]高速永磁电机有两种不同的转子结构:表贴式永磁体和内置式永磁体。目前，高速永磁电机转子结构多采用表贴式永磁体，采用内置式结构由于能够利用磁阻转矩来进一步增大输出转矩而颇受关注。其中，内置式永磁同步电机凸极率高、调速范围宽，功率密度高于表贴式永磁同步电机。但是，在高速运行时，内置式转子结构永磁电机也有明显的缺点：传统的“V”字型内置式转子结构，永磁体的固定完全依靠叠片的结构强度。当转子高速旋转的时候，转速越大，离心力越大，就需要更高强度的固定。不然隔磁桥部位很容易受压破裂，导致损毁。[0004]内置式电机的隔磁桥设计是一个矛盾体。如果为了固定永磁体加厚隔磁桥，就会产生局部的闭合磁场。这部分磁场限制在转子内部，没有跟定子磁场产生相互的作用而被浪费，效率受限制的同时会产生铁耗增加发热，高热又进一步加剧了转子的膨胀和解体的风险。因此，对于内置式电机，采用何种手段既能保证转子结构牢固又尽可能的薄，保证电机正常运行的同时又能拥有良好的电磁性能，是高速永磁电机的要解决的关键技术问题之一。发明内容[0005]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种新型内置式高速永磁电机转子结构，其目的在于既能提高转子机械强度又能减少漏磁，保证电机正常运行的同时拥有良好的电磁性能。[0006]为实现上述目的，整个内置式电机的转子结构进行了全新的设计，本发明提供了一种新型内置式高速永磁电机转子结构。一方面，取消了隔磁桥的设计，转子铁心由原来传统的单片硅钢叠片变为两组冲片；另一方面，为转子加了一层碳纤维保护套。整体结构包括：转轴、内层转子铁心、稀土永磁体、外层转