组合磁极式表贴永磁同步电机.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105449968A(43)申请公布日2016.03.30(21)申请号201510968871.7(22)申请日2015.12.21(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人郑萍程路明王伟男刘家琦赵白鸽(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人张宏威(51)Int.Cl.H02K21/14(2006.01)H02K1/27(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称组合磁极式表贴永磁同步电机(57)摘要组合磁极式表贴永磁同步电机，属于永磁电机领域，本发明为解决正弦波驱动的稀土永磁同步电机气隙磁场存在谐波和易出现局部不可逆退磁的问题。本发明包括转子和定子，转子设置在定子的内部，转子和定子之间留有径向气隙；转子铁心的外圆表面表贴式均匀设置有多个转子磁极；转子磁极包括稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极；稀土永磁磁极的两个左右端面分别设置一个铁氧体永磁磁极，稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极构成连续圆弧状磁极结构；稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极的充磁方向均为径向充磁，且充磁方向相同。该结构的永磁同步电机使得气隙磁场谐波含量降低，提高了电机效率，同时铁氧体永磁材料价格便宜，降低了成本。CN105449968ACN105449968A权利要求书1/1页1.组合磁极式表贴永磁同步电机，包括转子和定子，转子设置在定子的内部，转子和定子之间留有径向气隙，定子包括定子铁心(1)和定子绕组(2)，定子铁心(1)的内部定子槽中设置定子绕组(2)；转子包括多个转子磁极(3)和转子铁心(4)，转子铁心(4)的外圆表面表贴式均匀设置有多个转子磁极(3)；其特征在于，转子磁极(3)包括稀土永磁磁极(3-1)和两个铁氧体永磁磁极(3-2)；稀土永磁磁极(3-1)的两个左右端面分别设置一个铁氧体永磁磁极(3-2)，稀土永磁磁极(3-1)和两个铁氧体永磁磁极(3-2)构成连续圆弧状磁极结构；稀土永磁磁极(3-1)和两个铁氧体永磁磁极(3-2)的充磁方向均为径向充磁，且充磁方向相同。2.根据权利要求1所述组合磁极式表贴永磁同步电机，其特征在于，稀土永磁磁极(3-1)圆弧长度为a，铁氧体永磁磁极(3-2)圆弧长度为b/2，二者满足如下条件：式中：c为转子磁极(3)的极距；Br2为稀土永磁磁极(3-1)在工作温度下剩磁密度；Br1为铁氧体永磁磁极(3-2)在工作温度下剩磁密度；且满足Br2>Br1。2CN105449968A说明书1/3页组合磁极式表贴永磁同步电机技术领域[0001]本发明涉及一种组合磁极式的转子结构，属于永磁电机领域。背景技术[0002]随着环境与能源危机等问题的日益严重，高效节能的电气设备成为发展趋势，由此极大的促进了高功率密度、高效率的稀土永磁同步电机的发展。但稀土永磁材料的价格一直居高不下，而稀土永磁电机受稀土永磁材料价格波动影响较大，因此稀土永磁电机的成本也随之受到影响，较高的成本大大压缩了稀土永磁同步电机的发展空间。而且稀土材料属于不可再生资源，电机系统中过多的稀土材料用量也会对环境造成破坏。因此，在保证电机性能的前提下，研究少稀土材料的高效节能电机系统，不仅是能源战略的需要，更是出于环境保护的考虑。[0003]对于正弦波驱动的稀土永磁同步电机，永磁材料产生的气隙磁场分布总会含有谐波成分，这些谐波磁场会引起额外的铁损以及转矩波动；而稀土永磁材料在使用中易出现局部不可逆退磁，尤其是在高温情况下，永磁材料不可逆退磁将导致电机性能的下降。发明内容[0004]本发明目的是为了解决正弦波驱动的稀土永磁同步电机气隙磁场存在谐波和易出现局部不可逆退磁的问题，尤其是在高温情况下，永磁材料不可逆退磁将导致电机性能的下降的问题，提供了一种组合磁极式表贴永磁同步电机。在不影响电机输出性能前提下，既降低稀土永磁电机成本，又能提高稀土永磁电机气隙磁场正弦度、解决高温退磁问题就极具现实意义了。[0005]本发明所述组合磁极式表贴永磁同步电机，包括转子和定子，转子设置在定子的内部，转子和定子之间留有径向气隙，定子包括定子铁心和定子绕组，定子铁心的内部定子槽中设置定子绕组；转子包括多个转子磁极和转子铁心，转子铁心的外圆表面表贴式均匀设置有多个转子磁极；[0006]转子磁极包括稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极；稀土永磁磁极的两个左右端面分别设置一个铁氧体永磁磁极，稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极构成连续圆弧状磁极结构；稀土永磁磁极和两个铁氧体永磁磁极的充磁方向均为径向充磁，且充磁方向相同。[0007]本发明的优点：本发明提出的组合磁极式表贴永磁同步电机气隙磁密波形畸变率变小，但其磁密幅值也因引入剩磁较小的