本發(fā)明涉及電機制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種永磁電機。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中的永磁電機，為保證高效率、高功率密度和高可靠性，通常采用高磁性能永磁材料，成本較高。為此，出現(xiàn)了一些諸如斜極或斜槽技術(shù)、永磁體或轉(zhuǎn)子鐵心削弧技術(shù)、新型充磁技術(shù)、不等定子尺寬技術(shù)和虛擬齒技術(shù)等，以降低成本。例如，相關(guān)技術(shù)中，采用高磁性能永磁體和低磁性能永磁體混合使用的設(shè)計，以兼顧電機成本和安裝空間的要求。然而，這種設(shè)計存在明顯的低階次齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動，并且，電機的軸伸端具有顯著的單向漏磁通，造成轉(zhuǎn)子軸和軸承帶有明顯的磁性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明提出一種永磁電機，所述永磁電機具有成本較低、齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動小且軸伸端漏磁少的優(yōu)點。

根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，包括：轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有多個高磁永磁體和多個低磁永磁體，多個所述高磁永磁體和多個所述低磁永磁體沿所述轉(zhuǎn)子的周向排列成多行且沿所述轉(zhuǎn)子的軸向排列成多列，每行永磁體中的高磁永磁體和低磁永磁體沿所述轉(zhuǎn)子的周向交替設(shè)置，每列永磁體包含至少一個高磁永磁體和至少一個低磁永磁體；定子，所述轉(zhuǎn)子可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在所述定子內(nèi)且所述定子的齒數(shù)為所述轉(zhuǎn)子的極對數(shù)的三倍。

根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，通過對高磁永磁體和低磁永磁體進(jìn)行優(yōu)化組合排布，能夠降低永磁電機的成本，減小齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動，減少永磁電機的軸伸端的漏磁。

另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機還具有如下附加的技術(shù)特征：

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，每列永磁體的極性同向設(shè)置且相鄰列永磁體的極性相反設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，每列永磁體中的高磁永磁體和低磁永磁體沿所述轉(zhuǎn)子的軸向交替設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，每列永磁體中的在所述轉(zhuǎn)子的周向上錯開的相鄰兩個永磁體的錯開角度為90與所述定子的齒數(shù)的比值。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述轉(zhuǎn)子沿其軸向分為多段，多行永磁體分別位于所述轉(zhuǎn)子的多段上。

可選地，所述轉(zhuǎn)子沿其軸向分為四段，每列永磁體包含兩個高磁永磁體和兩個低磁永磁體。

在本發(fā)明的一些實施例中，在每列永磁體中，分別位于兩端的兩個永磁體在所述轉(zhuǎn)子的周向上平齊設(shè)置且位于中間的兩個永磁體在所述轉(zhuǎn)子的周向上平齊設(shè)置，位于一端的兩個永磁體在所述轉(zhuǎn)子的周向上錯開設(shè)置且位于另一端的兩個永磁體在所述轉(zhuǎn)子的周向上錯開設(shè)置。

在本發(fā)明的一些具體實施例中，在每列永磁體中，位于一端的兩個永磁體在所述轉(zhuǎn)子的周向上平齊設(shè)置且位于另一端的兩個永磁體在所述轉(zhuǎn)子的周向上平齊設(shè)置，位于中間的兩個永磁體在所述轉(zhuǎn)子的周向上錯開設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述轉(zhuǎn)子包括：轉(zhuǎn)子鐵芯，多個所述高磁永磁體和多個所述低磁永磁體設(shè)在所述轉(zhuǎn)子鐵芯上；轉(zhuǎn)子軸，所述轉(zhuǎn)子軸設(shè)在所述轉(zhuǎn)子鐵芯上。

可選地，多個所述高磁永磁體和多個所述低磁永磁體貼附在所述轉(zhuǎn)子鐵芯的外周面上。

可選地，多個所述高磁永磁體和多個所述低磁永磁體埋設(shè)在所述轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，所述轉(zhuǎn)子的極對數(shù)為四，所述定子的齒數(shù)為十二，每列永磁體中的在所述轉(zhuǎn)子的周向上錯開的相鄰兩個永磁體的錯開角度為7.5°。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機的永磁體的排布示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機的齒槽轉(zhuǎn)矩與相關(guān)技術(shù)中的永磁電機的齒槽轉(zhuǎn)矩的示意圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機的轉(zhuǎn)矩脈動與相關(guān)技術(shù)中的永磁電機的轉(zhuǎn)矩脈動的示意圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機的軸伸端的漏磁通與相關(guān)技術(shù)中的永磁電機的軸伸端的漏磁通的示意圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明第一可選實施例的永磁電機的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是根據(jù)本發(fā)明第一可選實施例的永磁電機的永磁體的排布示意圖；

圖8是根據(jù)本發(fā)明第二可選實施例的永磁電機的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

轉(zhuǎn)子 1，

轉(zhuǎn)子鐵芯 11，轉(zhuǎn)子鐵芯 11的第一段 111，轉(zhuǎn)子鐵芯 11的第二段 112，轉(zhuǎn)子鐵芯 11的第三段 113，轉(zhuǎn)子鐵芯 11的第四段 114，

轉(zhuǎn)子軸 12，

永磁體 2，第一永磁體 21，第二永磁體 22，第三永磁體 23，第四永磁體 24。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“橫向”、“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

下面參考圖1-圖8描述根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，該永磁電機具有成本較低、齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動小且軸伸端漏磁少的優(yōu)點。

如圖1-圖8所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，包括轉(zhuǎn)子1和定子。

具體而言，轉(zhuǎn)子1可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在定子內(nèi)，定子的齒數(shù)為轉(zhuǎn)子1的極對數(shù)的三倍，例如，轉(zhuǎn)子1的極對數(shù)為四，定子的齒數(shù)為十二。轉(zhuǎn)子1具有多個高磁永磁體和多個低磁永磁體，多個高磁永磁體和多個低磁永磁體沿轉(zhuǎn)子1的周向排列成多行且沿轉(zhuǎn)子1的軸向排列成多列。這里，“高磁”和“低磁”均為相對概念，高磁永磁體指的是高磁性能的永磁體2且低磁永磁體指的是低磁性能的永磁體2，可以理解，高磁永磁體的磁性能高于低磁永磁體的磁性能。

需要說明的是，這里的“行”與“列”也是相對概念，“行”用于表示轉(zhuǎn)子1的橫截面方向，“列”用于表示轉(zhuǎn)子極面的方向，在轉(zhuǎn)子1的橫截面內(nèi)多個高磁永磁體和多個低磁永磁體沿轉(zhuǎn)子1的周向排列，在轉(zhuǎn)子極面內(nèi)多個高磁永磁體和多個低磁永磁體沿轉(zhuǎn)子1的軸向排列。

其中，每行永磁體2中的高磁永磁體和低磁永磁體沿轉(zhuǎn)子1的周向交替設(shè)置，即在轉(zhuǎn)子1的橫截面內(nèi)，每個低磁永磁體在轉(zhuǎn)子1的周向上位于相鄰兩個高磁永磁體之間，每個高磁永磁體在轉(zhuǎn)子1的周向上位于相鄰兩個低磁永磁體之間。每列永磁體2包含至少一個高磁永磁體和至少一個低磁永磁體，且每列永磁體2中的至少相鄰兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置。這里，“至少一個”包括一個和多個兩種情形，即每列永磁體2可以僅包含一個高磁永磁體和一個低磁永磁體，或者可以包含一個高磁永磁體和多個低磁永磁體，或者可以包含一個低磁永磁體和多個高磁永磁體，又或者每列永磁體2可以包含多個高磁永磁體和多個低磁永磁體。例如，每列永磁體2包含兩個高磁永磁體和兩個低磁永磁體。

同理，每列永磁體2中的至少相鄰兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置，可以是每列永磁體2中的僅相鄰兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置，或者，每列永磁體2中的位于中間的兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置，每列永磁體2中的分別位于兩側(cè)的兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置，本發(fā)明對此不作特殊限定。

如圖3-圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，通過混合使用高磁永磁體和低磁永磁體，且對高磁永磁體和低磁永磁體的排布進(jìn)行優(yōu)化組合，從而不僅能夠降低永磁電機的成本，而且可以減小齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動，減少永磁電機的軸伸端的漏磁。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，如圖2、圖7和圖8所示，每列永磁體2的極性同向設(shè)置且相鄰列永磁體2的極性相反設(shè)置，以進(jìn)一步減小齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動，進(jìn)一步減少軸伸端的漏磁。例如，每列永磁體2中的高磁永磁體和低磁永磁體均為S極或N極，相鄰兩列永磁體2中的一列永磁體2的極性為S極時，另一列永磁體2的極性為N極。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，如圖2、圖7和圖8所示，每列永磁體2中的高磁永磁體和低磁永磁體沿轉(zhuǎn)子1的軸向交替設(shè)置，即，相鄰兩列永磁體2中的一列永磁體2沿轉(zhuǎn)子1的軸向按照“高磁永磁體-低磁永磁體-高磁永磁體……”的順序排列，另一列永磁體2沿轉(zhuǎn)子1的軸向按照“低磁永磁體-高磁永磁體-低磁永磁體……”的順序排列，從而保證永磁電機良好的齒槽轉(zhuǎn)矩性能和轉(zhuǎn)矩脈動性能以及較少的軸伸端漏磁。

有利地，每列永磁體2中的在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開的相鄰兩個永磁體2的錯開角度為90與定子的齒數(shù)的比值，如此，永磁電機的齒槽轉(zhuǎn)矩性能和轉(zhuǎn)矩脈動性能更好，軸伸端的漏磁更少。這里，錯開角度是指在轉(zhuǎn)子1的橫截面內(nèi)，每列永磁體2中的在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開的相鄰兩個永磁體2的相位位置點與轉(zhuǎn)子1的圓心的連線之間的角度。例如，轉(zhuǎn)子1的極對數(shù)為四，定子的齒數(shù)為十二，錯開角度為7.5°。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，如附圖所示，轉(zhuǎn)子1沿其軸向分為多段，多行永磁體2分別位于轉(zhuǎn)子1的多段上，從而便于每列永磁體2中的相鄰兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開?？蛇x地，如圖2、圖7和圖8所示，轉(zhuǎn)子1沿其軸向分為四段，每列永磁體2包含兩個高磁永磁體和兩個低磁永磁體。具體地，轉(zhuǎn)子1沿其軸向分為第一段111、第二段112、第三段113和第四段114，每列永磁體2包含位于轉(zhuǎn)子1的第一段111上的第一永磁體21、位于轉(zhuǎn)子1的第二段112上的第二永磁體22、位于轉(zhuǎn)子1的第三段113上的第三永磁體23和位于轉(zhuǎn)子1的第四段114上的第四永磁體24。

在本發(fā)明的一些實施例中，如圖1、圖2和圖8所示，在每列永磁體2中，分別位于兩端的兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，且位于中間的兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，位于一端的兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置且位于另一端的兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置。例如，第一永磁體21和第四永磁體24在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，第二永磁體22和第三永磁體23在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，第一永磁體21和第二永磁體22在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置，第三永磁體23和第四永磁體24在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置。

在本發(fā)明的可選實施例中，如圖6和圖7所示，在每列永磁體2中，位于一端的兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，且位于另一端的兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，位于中間的兩個永磁體2在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置。例如，第一永磁體21和第二永磁體22在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，第三永磁體23和第四永磁體24在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，第二永磁體22和第三永磁體23在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置。

根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，如圖1、圖6和圖8所示，轉(zhuǎn)子1可以包括轉(zhuǎn)子鐵芯11和轉(zhuǎn)子軸12，多個高磁永磁體、多個低磁永磁體和轉(zhuǎn)子軸12均設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯11上，其中，如圖1和圖6所示，多個高磁永磁體和多個低磁永磁體可以貼附在轉(zhuǎn)子鐵芯11的外周面上，從而裝配方便；或者，如圖8所示，多個高磁永磁體和多個低磁永磁體還可以埋設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯11內(nèi)，從而裝配更加牢靠。

下面參考圖1-圖5詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的永磁電機，值得理解的是，下述描述只是示例性說明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖1-圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，包括轉(zhuǎn)子1和定子。

具體而言，轉(zhuǎn)子1可旋轉(zhuǎn)地設(shè)在定子內(nèi)，轉(zhuǎn)子1包括轉(zhuǎn)子鐵芯11和穿設(shè)在轉(zhuǎn)子鐵芯11上的轉(zhuǎn)子軸12，轉(zhuǎn)子鐵芯11沿其軸向分為第一段111、第二段112、第三段113和第四段114，每段上埋設(shè)有沿轉(zhuǎn)子鐵芯11的周向交替排列的四個高磁永磁體和四個低磁永磁體，整個轉(zhuǎn)子鐵芯11上的永磁體2沿其軸向排列成八列，每列永磁體2包含沿轉(zhuǎn)子鐵芯11的軸向交替設(shè)置的兩個高磁永磁體和兩個低磁永磁體，即每列永磁體2包含位于轉(zhuǎn)子鐵芯11的第一段111上的第一永磁體21、位于轉(zhuǎn)子鐵芯11的第二段112上的第二永磁體22、位于轉(zhuǎn)子鐵芯11的第三段113上的第三永磁體23和位于轉(zhuǎn)子鐵芯11的第四段114上的第四永磁體24。其中，每列永磁體2的極性同向設(shè)置且相鄰兩列永磁體2的極性相反設(shè)置。

如圖2所示，第一永磁體21和第四永磁體24在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，第二永磁體22和第三永磁體23在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，第一永磁體21和第二永磁體22在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置，第三永磁體23和第四永磁體24在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置，且由于轉(zhuǎn)子1的極對數(shù)為四，定子的齒數(shù)為十二，第一永磁體21和第二永磁體22在轉(zhuǎn)子1的周向上的錯開角度為7.5°，第三永磁體23和第四永磁體24在轉(zhuǎn)子1的周向上的錯開角度為7.5°。

如圖3-圖5所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，通過采用四段式斜極轉(zhuǎn)子1，且配合永磁體2的最優(yōu)排布，可以改善齒槽轉(zhuǎn)矩性能和轉(zhuǎn)矩脈動性能以及軸伸端的漏磁通情況。

下面參考圖6和圖7詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的第一可選實施例的永磁電機，值得理解的是，下述描述只是示例性說明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖6和圖7所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，包括轉(zhuǎn)子1和定子。

具體而言，轉(zhuǎn)子1、定子的具體結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系以及高磁永磁體和低磁永磁體的排布情況可以參考上述如圖1-圖5所示的根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的永磁電機。值得注意的是，本實施中第一永磁體21和第二永磁體22在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，第三永磁體23和第四永磁體24在轉(zhuǎn)子1的周向上平齊設(shè)置，第二永磁體22和第三永磁體23在轉(zhuǎn)子1的周向上錯開設(shè)置，且由于轉(zhuǎn)子1的極對數(shù)為四，定子的齒數(shù)為十二，第二永磁體22和第三永磁體23在轉(zhuǎn)子1的周向上的錯開角度為7.5°。

根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，通過采用四段式斜極轉(zhuǎn)子1，且配合永磁體2的最優(yōu)排布，齒槽轉(zhuǎn)矩性能和轉(zhuǎn)矩脈動性能較好，軸伸端的漏磁通較少。

下面參考圖8詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明的第二可選實施例的永磁電機，值得理解的是，下述描述只是示例性說明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。

如圖8所示，根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，包括轉(zhuǎn)子1和定子。

具體而言，轉(zhuǎn)子1、定子的具體結(jié)構(gòu)和裝配關(guān)系以及高磁永磁體和低磁永磁體的排布情況可以參考上述如圖1-圖5所示的根據(jù)本發(fā)明的一個具體實施例的永磁電機。值得注意的是，本實施中高磁永磁體和低磁永磁體貼附在轉(zhuǎn)子鐵芯11的外周面上。

根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機，通過采用四段式斜極轉(zhuǎn)子1，混合使用高磁永磁體和低磁永磁體且對永磁體2的排布進(jìn)行優(yōu)化組合，齒槽轉(zhuǎn)矩性能和轉(zhuǎn)矩脈動性能較好，軸伸端的漏磁通較少。

根據(jù)本發(fā)明實施例的永磁電機的其他構(gòu)成以及操作對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言都是已知的，這里不再詳細(xì)描述。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“具體實施例”、“可選實施例”、“示例”或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解：在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。