、本发明涉及电机技术， 特别是涉及一种宽调速永磁同步电机的技术。 ： 背景技术

如图 3所示， 现有永磁同步电机都包括定子 24和转子， 其转子都由同轴固 接的转轴 21、 转子轭 22， 及轴对称固定于转子轭 22外周面的多个永磁磁极 23 组成。

永磁同步电机提高电机功率密度和效率的有效 途径是充分利用磁阻功率， 但是现有永磁同步电机中， 各永磁磁极之间均存在着空隙， 因此其直轴磁路（图 3中的 d' 轴）必须通过永磁磁极， 其交轴磁路（图 3中的 q' 轴）通过空气（即 各永磁磁极之间的空隙）， 由于但是永磁磁极的磁阻很大（接近空气）， 因此现有 永磁同步电机的直轴磁路（d' 轴）与相邻永磁磁极间的交轴磁路（q ' 轴） 的磁 阻和电感基本相同， 没有凸极效应和磁阻转矩， 呈并激电机特性， 不便于弱磁扩 速和恒功率调速， 是典型的隐极磁路电机。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷， 本发明所要解决的技术问题是提供一种 便于弱磁扩速和恒功率调速的宽调速永磁同步 电机。

为了解决上述技术问题， 本发明所提供的一种宽调速永磁同步电机， 包括 定子和转子， 所述转子同轴套设于定子内， 且与定子之间具有气隙； 所述定子包 括定子磁轭和定子绕组，所述定子磁轭呈环状 ，其内圈轴对称设有多个定子凹槽， 所述定子绕组嵌设于各定子凹槽内；所述转子 包括转轴、转子轭及多^ ^永磁磁极， 所述转子轭与转轴同轴固接，各永磁磁极轴对 称固定于转子轭的外周面， 其特征 在于：所述永磁磁极是径向磁化磁钢，各永磁 磁极的两侧边缘各设有一隔磁磁轿; 所述转子轭的外周面轴对称设有多个径向向外 凸出的凸条， 所述凸条的数 量与永磁磁极的数量一致，每两个相邻的永磁 磁极之间均有一个凸条，每根凸条 的轴线均平行于永磁磁极的轴线，每根凸条的 两侧边缘均与相邻永磁磁极侧边缘 的隔磁磁轿贴合，且各永磁磁极及其两侧边缘 的隔磁磁轿的外周面， 与各凸条外 周面位于同一圆周面上。 进一步的， 所述转子的外圈设有绕其周面一圈的非磁性护 环。

进一步的， 所述转子轭上轴对称设有多个三角形通孔， 每个三角形通孔的 轴线均平行于转轴的轴线。

本发明提供的宽调速永磁同步电机， 由于转子轭的外周面轴对称设有多个 径向向外凸出的凸条，各永磁磁极及其两侧边 缘的隔磁磁轿的外周面， 与各凸条 外周面位于同一圆周面上，从而使定子与转子 之间形成均匀的径向气隙， 而且磁 极中心的直轴磁路与交轴磁路的磁阻不等， 导至直轴电感小于交轴电感， 使转子 产生凸极效应，使电机在永磁转矩的基础上迭 加了磁阻转矩， 磁阻转矩的存在有 助于提高电机的起动特性、过载能力和功率密 度， 易于弱磁调速， 扩大恒功率范 围运行。

附 ¾说明

图 1是本发明实施例的宽调速永磁同步电机中的� �子的结构示意图； 图 2是本发明实施例的宽调速永磁同步电机的矩� �特性曲线图；

图 3是现有永磁同步电机的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步 详细描述， 但本实施例并不 用于限制本发明，凡是采用本发明的相似结构 及其相似变化，均应列入本发明的 保护范围。

如图 1所示，本发明实施例所提供的一种宽调速永� �同步电机， 包括定子 6 和转子， 所述转子同轴套设于定子 6内， 且与定子 6之间具有气隙； 所述定子 6 包括定子磁轭和定子绕组，所述定子磁轭呈环 状，其内圈轴对称设有多个定子凹 槽， 所述定子绕组嵌设于各定子凹槽内； 所述 子包括转轴 1、 转子轭 2及多个 永磁磁极 3， 所述转子轭 2与转轴 1同轴固接， 各永磁磁极 3轴对称固定于转子 轭 2 的外周面， 其特征在于： 所述永磁磁极 3是径向磁化磁钢， 各永磁磁极 3 的两侧边缘各设有一隔磁磁轿 5;

所述转子轭 2的外周面轴对称设有多个径向向外凸出的凸� � 4， 所述凸条 4 的数量与永磁磁极 3的数量一致，每两个相邻的永磁磁极 3之间均有一个凸条 4， 每根凸条 4的轴线均平行于永磁磁极 3的轴线，每根凸条 4的两侧边缘均与相邻 永磁磁极 3侧边缘的隔磁磁轿 5贴合，且各永磁磁极 3及其两侧边缘的隔磁磁轿 5的外周面， 与各凸条 4外周面位于同一圆周面上。

本发明实施例中， 所述转子的外圈设有绕其周面一圈的非磁性护 环。

本发明实施例中， 所述转子轭 2.上轴对称设有多个三角形通孔， 每个三角 形通孔的轴线均平行于转轴 1的轴线。

本发明实施例由于各永磁磁极及其两侧边缘的 隔磁磁轿的外周面， 与各凸 条外周面位于同一圆周面上，从而使定子与转 子之间形成均匀的径向气隙，磁极 中心的直轴磁路 （图 1中的 d轴） 必须通过磁阻较大 （接近空气） 的永磁磁极， 交轴磁路 （图 1中的 q轴） 则通过磁阻较小的转子轭， 使得直轴磁路 （d轴） 的 与交轴磁路 （q轴） 的磁阻不等， 导至直轴电感小于交轴电感， 使转子产生凸极 效应，使电机在永磁转矩的基础上迭加了磁阻 转矩，磁阻转矩的存在有助于提高 电机的起动特性、 过载能力和功率密度， 易于弱磁调速， 扩大恒功率范围运行， 电机的转矩计算公式为：

T - ( - ) ] A > ^L d 式中： τ为电机转矩， p为永磁磁极对数， 为磁链， 为交轴电流， I _ds 为直轴电流， 为直轴电感， 为交轴电感； 此外， 各永磁磁极两侧边缘的隔磁磁轿能保证磁路饱 和， 使永磁磁通难以 通过， 能增加漏磁磁阻， 有效减少漏磁通， 提高气隙磁密， 减少铁心损耗和避免 静态、 动态电枢反应去磁危险， 能实现高效、 高功率密度、 高转矩密度、 高过载 能力强， 低波动、 快响应、 低噪、 小型轻量化和低速恒转矩和高速恒功率扩速的 平稳运行。

图 2 是本发明实施例的矩角特性曲线， 该图中的曲线 C1 为永磁转矩， C2 为磁阻转矩， C3为电机转矩， Tc为转矩轴， Θ为矩角轴；

如图 2所示， 本发明实施例中， 由于磁阻转矩 C2的存在， 一方面使电机转 矩 C3的峰值显著大于永磁转矩 C1的峰值，有效提高电机的功率密度和转矩密� ��， 另一方面起到弱磁恒功率扩速作用，在电压恒 定的条件下， 也能获得比现有永磁 同步电机更宽广的恒功率速度范围， 满足机电一体化用高精度驱动电机的要求， 实现高功率密度、 高转矩密度、 宽调速、 快响应、 频繁启动和平稳运行。