CN211744167U - 一种基于双向斜极的转子结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于双向斜极的转子结构，属于盘式永磁体电机技术领域，其通过对两永磁体盘上的永磁体磁极进行双向斜极设置，并且优选设置永磁体N极、永磁体S极的极弧系数，利用双向斜极的对应设置，以及极弧系数的对应优选，能有效实现转子结构齿槽转矩的抑制，取得较好的抑制效果。本实用新型的基于双向斜极的转子结构，能有效提升转子结构齿槽转矩的抑制效果，提升盘式永磁体电机应用的稳定性和可靠性，推动盘式永磁体电机的应用，具有较好的应用效果和推广价值。

Description

一种基于双向斜极的转子结构

技术领域

本实用新型属于盘式永磁体电机技术领域，具体涉及一种基于双向斜极的转子结构。

背景技术

近年来，随着盘式永磁体电机技术的不断发展，盘式永磁体电机的应用已经越来越广泛。盘式永磁体电机与传统电机存在明显的差异，这种差异最主要体现在转子结构的不同上。通常情况下，盘式永磁体电机的永磁体呈扇形结构，其斜极方式与传统电机的径向式转子不同，这也导致了盘式永磁体电机在抑制齿槽转矩时采用的方法与传统电机不同。目前，盘式永磁体电机在抑制其齿槽转矩时所采用的方法是通过对永磁体进行斜极处理，这种方法虽然能在一定程度上抑制盘式永磁电机的齿槽转矩，但是抑制效果有限，无法充分满足实际使用的需要，导致盘式永磁体电机的应用存在明显的局限性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求中的一种或者多种，本实用新型提供了一种基于双向斜极的转子结构，能有效抑制电机的齿槽转矩，获得较好的齿槽转矩抑制效果。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于双向斜极的转子结构，包括轴向依次设置的第一永磁体盘、径向转子和第二永磁体盘；其中，

两永磁体盘靠近径向转子的内侧周面上分别沿环向设置有永磁体磁极；同一个永磁体盘上的各所述永磁体磁极分别沿同一个方向斜极处理，且各所述永磁体磁极的斜极角度相同；同时，两永磁体盘上相对设置的永磁体磁极的斜极方向相反；

所述第一永磁体盘沿环向依次间隔设置有第一S极和第一N极；所述第二永磁体盘的内侧周面上沿环向依次间隔设置有第二S极和第二N极；所述第一S极和第二N极在轴向上对应，所述第一N极和所述第二S极在轴向上对应；各S极的极弧系数相同，各N极的极弧系数相同，且S极与N极的极弧系数不相同。

作为本实用新型的进一步改进，两所述永磁体盘分别沿相反的方向偏转一定角度，使得轴向对应的N极与S极之间形成一定的偏转角度。

作为本实用新型的进一步改进，所述偏转角度为2°～8°。

作为本实用新型的进一步改进，所述永磁体磁极的斜极角度为2～5°。

作为本实用新型的进一步改进，两相邻永磁体磁极的极弧系数范围分别为0.85～0.92和0.92～0.96。

作为本实用新型的进一步改进，两相邻永磁体磁极的极弧系数分别为0.89和0.94，且所述偏转角度为4°，所述斜极角度为3°。

上述改进技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：

(1)本实用新型的基于双向斜极的转子结构，其通过对两永磁体盘上的永磁体磁极进行双向斜极设置，并且优选设置永磁体N极、永磁体S极的极弧系数，利用双向斜极的对应设置，以及极弧系数的对应优选，能有效实现转子结构齿槽转矩的抑制，取得较好的抑制效果；

(2)本实用新型的基于双向斜极的转子结构，其在双向斜极和对应设置永磁体磁极极弧系数的基础上，进一步将两永磁体盘设置为偏转一定角度的形式，利用偏转角度、斜极角度和极弧系数等参数的同时对应设置，进一步提升转子结构齿槽转矩的抑制效果，提升盘式永磁体电机应用的稳定性和可靠性，推动盘式永磁体电机的应用，具有较好的应用效果和推广价值。

附图说明

图1是本实用新型实施例中基于双向斜极的转子结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中双向斜极的对应设置示意图；

图3是本实用新型实施例中永磁体盘偏转角度的形成示意图；

图4是本实用新型实施例中永磁体磁极的斜极设置形式示意图；

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1.第一永磁体盘，101.第一S极，102.第一N极；2.第二永磁体盘，201.第二S极，202.第二N极；3.绕线定子，4.径向转子。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例：

本实用新型优选实施例中的基于双向斜极的转子结构如图1中所示。其中，转子结构包括轴向依次设置的第一永磁体盘1、径向转子4和第二永磁体盘2，且径向转子4的外周沿环向设置有多个绕线定子3。

进一步具体地，绕线定子3轴向两端的永磁体盘端面上对应设置有永磁体磁极，即第一S极101、第二N极202或者第一N极102、第二S极201。具体而言，在第一永磁体盘1的内侧端面上，沿环向依次设置有第一S极101和第一N极102，且第一S极101和第一N极102依次间隔设置。相应地，第二永磁体盘2对正径向转子4的内侧端面上依次间隔设置有第二S极201和第二N极202。

进一步地，优选实施例中设置于两永磁体盘上的永磁体磁极均为斜极，且同一个永磁体盘上的各永磁体磁极向同一个方向斜极，以及两永磁体盘上的磁极为相反方向的磁极。以图2中所示的磁极为例，位于左侧的各磁极(第一S极101、第一N极102)均沿顺时针方向斜极，而位于右侧的各磁极(第二S极201、第二N极202)均沿逆时针方向斜极。

需要说明的是，所谓斜极指的是磁极相对于标准扇形磁极而言，其两侧边向同一个方向(顺时针或者逆时针)旋转一定的角度α，该角度α也可看作是永磁体磁极的外侧圆周相对于内侧圆周偏移的角度。具体而言，在标准扇形磁极中，其两侧边的延长线过永磁体盘的圆心，即磁极内圆周边缘与磁盘圆心的连线和同侧外圆周边缘与磁盘圆心的连线共线，如图4中所示。而对于斜极而言，其磁极内圆周边缘与磁盘圆心的连线和同侧外圆周边缘与磁盘圆心的连线不同线，两线之间呈一定的夹角α，即磁极侧边的延长线不过磁盘的圆心。

进一步地，在优选实施例中，两个永磁体盘上的各永磁体磁极的内侧圆周在轴向上并未完全对正，可以看做是在各永磁体磁极内侧圆周在轴向上对正的基础上，两永磁体盘分别向相互背离的方向(一个顺时针旋转，另一个逆时针旋转)转动了角度β，即当两个永磁体盘上的各永磁体磁极投射到一个平面上时，轴向对应的两个永磁体磁极之间偏移了角度2β，如图3中所示。

同时，在优选实施例中，永磁体N极(第一N极102、第二N极202)和永磁体S极(第一S极101、地二S极201)的极弧系数不同，而两个永磁体N极的极弧系数相同，两个永磁体S极的极弧系数相同。需要说明的是，此处所谓的极弧系数指的是对应永磁体磁极的极弧宽度与平均极距宽度的比值，而平均极距宽度跟同一个永磁体盘上设置的永磁体磁极的数量有关。以优选实施例中同一个永磁体盘上设置有12个永磁体磁极为例，平均极距宽度变为360°/12，即30°，而在优选实施例中，相邻设置的两永磁体磁极的极弧宽度分别为26.7°和28.2°，即两个永磁体磁极的极弧系数为0.89和0.94。在上述极弧系数的组合下，得到的转子结构能有效抑制齿槽转矩。

进一步地，通过模拟验证后发现，当两个相邻永磁体磁极的极弧系数分别为0.85～0.92，0.92～0.96时，得到的转子结构能取得较好的抑制齿槽转矩的效果。同时，极弧系数大的永磁体磁极可以是S极，也可以是N极，这可以根据实际需要进行优选设置。进一步优选地，在实际设置时，各永磁体磁极的斜极角度α可以优选为2～5°，例如优选实施例中所示的3°；同时，两个永磁体盘之间的偏转角度2β可以优选为2×(1～4°)，例如2×2°＝4°。通过转子结构中斜极角度α和永磁体盘偏转角度2β的对应设置，可以有效实现转子结构齿槽转矩的抑制。

本实用新型中的基于双向斜极的转子结构，通过对两永磁体盘上的永磁体磁极进行双向斜极设置，并且优选设置永磁体N极、永磁体S极的极弧系数，以及优选设置两个永磁体盘之间的偏转角度，能有效实现转子结构齿槽转矩的抑制，取得较好的抑制效果，提升盘式永磁体电机应用的稳定性和可靠性，推动盘式永磁体电机的应用，具有较好的应用效果和推广价值。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于双向斜极的转子结构，包括轴向依次设置的第一永磁体盘、径向转子和第二永磁体盘；其特征在于，

两永磁体盘靠近径向转子的内侧周面上分别沿环向设置有永磁体磁极；同一个永磁体盘上的各所述永磁体磁极分别沿同一个方向斜极处理，且各所述永磁体磁极的斜极角度相同；同时，两永磁体盘上相对设置的永磁体磁极的斜极方向相反；

所述第一永磁体盘沿环向依次间隔设置有第一S极和第一N极；所述第二永磁体盘的内侧周面上沿环向依次间隔设置有第二S极和第二N极；所述第一S极和第二N极在轴向上对应，所述第一N极和所述第二S极在轴向上对应；各S极的极弧系数相同，各N极的极弧系数相同，且S极与N极的极弧系数不相同。

2.根据权利要求1所述的基于双向斜极的转子结构，其中，两所述永磁体盘分别沿相反的方向偏转一定角度，使得轴向对应的N极与S极之间形成一定的偏转角度。

3.根据权利要求2所述的基于双向斜极的转子结构，其中，所述偏转角度为2°～8°。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的基于双向斜极的转子结构，其中，所述永磁体磁极的斜极角度为2～5°。

5.根据权利要求4所述的基于双向斜极的转子结构，其中，两相邻永磁体磁极的极弧系数范围分别为0.85～0.92和0.92～0.96。

6.根据权利要求2或3所述的基于双向斜极的转子结构，其中，两相邻永磁体磁极的极弧系数分别为0.89和0.94，且所述偏转角度为4°，所述斜极角度为3°。

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