(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 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111464325.1 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 陕西航空电气有限责任公司 地址 713107 陕西省咸阳市 兴平市西城区 45号信箱 (72)发明人 赵群弼　王培路　武思文　 (74)专利代理 机构 西北工业大 学专利中心 61204 代理人 陈星 (51)Int.Cl. H02K 1/276(2022.01) H02K 1/02(2006.01) H02K 1/28(2006.01) H02K 1/22(2006.01) G06F 30/17(2020.01)G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构 (57)摘要 本发明提出一种高速内嵌式永磁同步电机 转子结构， 为由加强板、 支撑杆、 磁钢、 转子冲片 组合而成的外表面带有轴向直角槽的圆柱结构； 转子冲片 采用软磁材料， 中心具有与电机轴配合 的冲片内圆， 周围有用于嵌入磁钢的冲片内槽； 冲片内槽两端为用于支撑的磁桥 以及用于隔磁 的隔磁槽； 在冲片内槽外侧为冲片极靴， 在冲片 极靴上开有用于嵌入支撑杆的冲片固定孔； 磁桥 设计为与磁钢和冲片极靴受力平行的方向； 加强 板采用非导磁材质， 具有与电机轴配合的加强板 内圆， 与支撑杆配合的固定孔； 若干片转子冲片 同轴组合叠加后， 在冲片内槽中嵌入磁钢， 并在 转子冲片叠加组合体端部布置加强板， 通过支撑 杆将转子冲片以及加强板固定连接 。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 114204720 A 2022.03.18 CN 114204720 A 1.一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构， 其特征在于： 所述转子结构为由加强板、 支 撑杆、 磁钢 、 转子冲片组合而成的外表面带有轴向直角槽的圆柱结构； 所述转子冲片采用导磁性能满足要求的软磁材料， 中心具有与电机轴配合的冲片内 圆， 在冲片 内圆周围有用于嵌入磁钢的冲片内槽； 在冲片内槽两端为用于支撑的磁桥以及 用于隔磁的隔磁槽； 在冲片内槽外侧 为冲片极靴， 在冲片极靴上开有用于嵌入支撑杆的冲 片固定孔； 所述磁桥设计为与磁钢和冲片极靴受力平行的方向； 所述加强板采用非导磁的强度满足要求的材质， 具有与电机轴配合的加强板内圆， 与 支撑杆配合的固定孔； 若干片所述转子冲片同轴组合叠加后， 在冲片内槽中嵌入所述磁钢， 并在转子冲片叠 加组合体端部布置加强板， 通过支撑杆将转子冲片以及加强板固定连接 。 2.根据权利要求1所述一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构， 其特征在于： 所述转子 结构外表面共有四个轴向直角槽， 槽底采用圆弧过渡， 四个轴向直角槽沿周向均匀分布。 3.根据权利要求1所述一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构， 其特征在于： 所述磁钢 为中部带尖角的结构布局， 所述冲片 内槽也为对应的中部带有尖角形式， 尖角指向转子冲 片中心。 4.根据权利要求2所述一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构， 其特征在于： 所述用于 隔磁的隔磁槽为所述转子结构外表面的轴向直角槽； 所述转子冲片采用4个冲片 内槽呈四 边形布置， 且相邻两个冲片内槽之间具有一个轴向直角槽， 冲片内槽的侧 边与轴向直角槽 的一个直角边平行， 冲片内槽的侧边与轴向直角槽的直角边之间即为磁桥。 5.根据权利要求1所述一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构， 其特征在于： 所述加强 板采用非导磁的高强度不锈钢板或钛 合金板。 6.根据权利要求1所述一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构， 其特征在于： 所有冲片 固定孔中心处于同一圆周上， 且所在圆周与冲片内圆同心， 所在圆周的直径为d1； 所有与 支 撑杆配合的固定孔中心处于同一圆周上， 且所在圆周与加强板内圆同心， 所在圆周的直径 为d2； d2小于d1。 7.根据权利要求6所述一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构， 其特征在于： 通过设计 直径d2以及支撑杆直径d3， 使得当支撑杆将冲片与加强板固定后， 在转子内部形成了挤压 磁钢和冲片极靴 的内应力， 当转子工作时， 挤压内应力平衡部分磁钢和冲片极靴所受离心 力和电磁力， 加强转子结构强度. 8.根据权利要求7所述一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构， 其特征在于： d2以及d3 的设计方法为： 先根据电机额定转速、 转矩、 极对 数、 转子外径， 计算出转子 极靴和磁钢应力 和变形量， 并设定应力校正系数， 而后 设计d2和d3， 计算校正应力和校正系数， 与设定的应 力校正系数比较， 当其误差大于5％时， 调整直径d2， 循环校核， 当其误差不大于5％时， 保存 数据， 设计结束。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114204720 A 2一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构 技术领域 [0001]本发明涉及永磁同步电机技术领域， 具体为一种高速内嵌式永磁同步电机转子结 构。 背景技术 [0002]永磁同步电机转子结构按照永磁体在转子上位置的不同一般分为表面贴式和内 嵌式， 内嵌式转子结构的磁路采用软磁的硅钢或钴钢 材料叠装而成铁芯， 其内部中空并嵌 入磁钢而成。 [0003]具体如图1所示， 采用内转子形式的永磁电机， 磁钢提供了励磁磁势， 磁场主要磁 力线通过电机气隙进入定子， 形成主磁通， 但有一部 分磁通在转子内部形成了回路， 形成了 漏磁通。 形成漏磁通的大小由尺寸a和b形成的磁桥宽度决定， 其中a尺寸越小， b尺寸越大， 漏磁通越小。 电动机工作时， 转子的磁钢和与其接触的外部极靴会受到离心力和磁拉力作 用， 这部分转子结构主要依赖磁桥来支撑， 这样造成转子设计中减小漏磁(a尺寸减小， b尺 寸增大)和增强结构强度(a尺 寸增大， b尺 寸减小)之间的矛盾， 特别是在20000r/min以上的 高转速电机中， 这种矛盾尤为突出。 因此内嵌 式永磁转子 设计中既保证转子强度， 又保证高 磁性能是一项难题。 发明内容 [0004]为解决现有技术存在的问题， 本发明提出一种能适应20000r/min以上的高转速低 漏磁的内嵌 式永磁同步电机转子结构， 同时提出了一种能够保证低漏磁和高强度的设计方 法， 在保证高速工作强度的条件下有效提高永磁电机工作气隙磁场 强度， 提高电机功率密 度。 [0005]本发明的技 术方案为： [0006]所述一种高速内嵌式永磁同步电机转子结构， 所述转子结构为由加强板、 支撑杆、 磁钢、 转子冲片组合而成的外表面带有轴向直角槽的圆柱结构； [0007]所述转子冲片采用导磁性能满足要求的软磁材料， 中心具有与电机轴配合的冲片 内圆， 在冲片内圆周围有用于嵌入磁钢的冲片内槽； 在冲片 内槽两端为用于支撑的磁桥以 及用于隔磁的隔磁槽； 在冲片 内槽外侧 为冲片极靴， 在冲片极靴上开有用于嵌入支撑杆 的 冲片固定孔； 所述磁桥设计为与磁钢和冲片极靴受力平行的方向； [0008]所述加强板采用非导磁的强度满足要求的材质， 具有与电机轴配合的加强板内 圆， 与支撑杆配合的固定孔； [0009]若干片所述转子冲片同轴组合叠加后， 在冲片内槽中嵌入所述磁钢， 并在转子冲 片叠加组合体端部布置加强板， 通过支撑杆将转子冲片以及加强板固定连接 。 [0010]进一步的， 所述转子结构外表面共有四个轴向直角槽， 槽底采用圆弧过渡， 四个轴 向直角槽沿周向均匀分布。 [0011]进一步的， 所述磁钢为中部带尖角的结构布局， 所述冲片内槽也为对应的中部带说　明　书 1/4 页 3 CN 114204720 A 3