一种混合磁材料u型永磁容错电机的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及到永磁容错电机，特别是一种混合磁材料U型永磁容错电机，属于新 型电机制造的技术领域。
【背景技术】
[0002] 现如今永磁电机已经得到了广泛的应用，从汽车到航空航天的众多领域，永磁电 机都扮演着十分重要的角色。这主要得益于永磁电机的几个显著特点，包括高转矩密度、高 效率以及重量体积小等。永磁电机采用了高磁能积的磁性材料取代了传统的励磁绕组，不 仅消除了励磁绕组带来的负面影响，而且简化了电机的机械结构，使电机运行可靠性提高， 机械损耗也相应的减小。
[0003] 虽然永磁电机拥有一系列的优点，但对于要求苛刻的高性能应用，如电动转向系 统、伺服电机、风力发电机、电动汽车驱动系统等应用仍然面临许多困难。这些应用对电机 的安全可靠性提出了很高的要求，即在电机发生某些故障后，仍然能够安全的运行，因此永 磁容错电机成为国内外研究的热点。
[0004] 永磁容错电机除了具备永磁电机的特点外（体积小、功率密度高、效率高等），其 特殊之处还在于：
[0005] (1)物理隔离：采用集中绕组，并且每个齿上只绕制一相绕组，这样就使得各相绕 组之间不存在物理上的接触，避免了相间短路故障；
[0006] (2)磁隔离：定子齿采用极靴结构，每相绕组都是隔齿绕制，所以电机中的磁力线 都是在一相之中单独形成回路，避免各相之间的磁场出现相互耦合的情况；得益于这种结 构，在一相发生短路时，不会影响到其他相的正常工作；
[0007] (3)热隔离：每个槽都只有单独的一相绕组，各相绕组之间没有直接的接触；所以 当一相绕组发生短路时产生的热量，很少或者不会传递到其他相，影响到其他相的绝缘性。
[0008] (4)电气隔离：每相绕组都采用独立的桥电路供电；当一相电路发生故障时，不会 影响到其他相的电路供电，实现了电气上的隔离。
[0009] 由于稀土材料的储存量少，而且开采得到限制，所以其价格近几年来日益见长。如 何减少永磁电机中稀土材料的用量，降低电机的制造成本，也成为目前永磁电机研究的热 点问题。铁氧体永磁材料得益于其价格低廉、供应稳定的优点，已经渐渐成为稀土材料的替 代品。但是由于铁氧体材料的磁能积远远小于稀土材料，所以永磁电机完全采用铁氧体仍 然与稀土永磁电机在性能上有较大的差距。而将稀土材料与铁氧体材料混合应用于电机， 能够在减少成本的同时，获得较高的电机性能。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的是，提出了一种减少稀土材料用量的混合磁材料U型永磁容错电 机。混合磁材料是指铁氧体永磁材料和钕铁硼永磁材料的混合，同时采用U型的永磁体结 构，产生聚磁效应，能够优化电机的磁路，增加永磁体的利用率。
[0011] 本发明采用的技术方案是：一种混合磁材料U型永磁容错电机，包括同轴的内定 子和外转子；所述内定子包括沿着电机圆周交替排列的电枢齿和容错齿以及绕在电枢齿上 的电枢绕组，所述容错齿对各相绕组起到物理隔离的作用；所述外转子包括转子铁芯、U型 永磁体和U型槽、燕尾槽，所述转子铁芯外周设有燕尾槽，转子铁芯内部圆周开有数个开口 朝向内定子的U型槽，U型永磁体内嵌在U型槽中；所述U型永磁体由第一长永磁体、第二长 永磁体、第三短永磁体组合而成，所述第一长永磁体、第二长永磁体尺寸相同，呈V型排布， 与一段横放的第三短永磁体一并内嵌在转子铁芯中。
[0012] 进一步，所述U型永磁体的第一长永磁体、第三短永磁体为铁氧体永磁体，第二长 永磁体为钕铁硼永磁体。
[0013] 进一步，所述电枢绕组采用单层集中绕组；单层集中绕组能够使各相之间物理上 相互隔离。
[0014] 进一步，所述容错齿为电枢齿提供辅助的磁通路径，所以容错齿的弧度以及齿根 处的宽度皆小于电枢齿。
[0015] 进一步，所述电枢齿和容错齿对应的机械角度分别为19. 32°和12. 89°，电枢齿 与容错齿之间形成的槽口的机械角度为1. 89°。
[0016] 进一步，所述U型永磁体中的第一长永磁体或者第二长永磁体的厚度与第三短永 磁体厚度之比为1. 15 ;所述第一长永磁体、第二长永磁体呈直角梯形状，所述第三短永磁 体呈等腰梯形状，U型永磁体向内定子开角为60°。
[0017] 进一步，所述第一长永磁体、第二长永磁体呈直角梯形状的上底与下底分别为 9. 2mm和10. 2mm，高为2. 3mm;所述第三短永磁体呈等腰梯形状的上底与下底分别为3. 9mm 和6. 9謹，高为2謹。
[0018] 进一步，所述内定子和外转子均由导磁材料制成。
[0019] 有益效果
[0020] 1.本发明中电枢绕组采用单层集中绕组，能够实现电机良好的容错性能以及减小 电机的端部损耗。
[0021] 2.本发明采用U型的永磁体阵列，由于其聚磁效应，使得本发明的有效永磁磁通 大大增加，提升了电机的功率密度。
[0022] 3.本发明中的永磁体大量的采用了价格低廉的铁氧体材料，降低了稀土材料的用 量，使电机的制造成本大大降低。
[0023] 4.本发明转子铁芯中采用了燕尾槽的结构，有利于减小电机转子部分的漏磁，增 加永磁体的利用率。
[0024] 5.本发明中采用了容错齿的结构，能够有效的提升电机的容错性能。
[0025] 6.U型永磁体中的三段永磁体采用何种方式进行磁材料混合，是经过多次仿真实 验，比较实验结果得到的；U型永磁体中的第一长永磁体或者第二长永磁体的厚度与第三 短永磁体厚度之比为1. 15 ;所述第一长永磁体、第二长永磁体呈直角梯形状，所述第三短 永磁体呈等腰梯形状，U型永磁体向内定子开角为60°，通过综合考虑磁材料的用量和电 机的性能参数，最终确定的上述U型永磁体中铁氧体与钕铁硼的排列方式，能够最高效的 聚集磁通，增加铁氧体的利用率，提升电机的功率密度。转子铁芯开有燕尾槽，能够有效的 减小电机的漏磁，增加永磁体的利用率。
[0026] 7.电枢绕组采用单层集中绕组；单层集中绕组能够起到各相之间物理上相互隔 离的作用，而且能够使电机获得更高的自感和更低的互感，提升电机的容错性能；集中绕组 由于端部较短，可以降低电机的端部损耗。
【附图说明】
[0027] 图1为本发明中混合磁材料U型永磁容错电机的结构示意图。
[0028] 图2为已有的钕铁硼V型永磁容错电机的结构示意图。
[0029] 图3为U型永磁体的结构。
[0030]图4本发明中混合磁材料U型电机与已有钕铁硼V型电机的反电势比较图。
[0031]图5为本发明中U型电机与已有V型电机的反电势谐波分析图。
[0032] 图6为本发明中U型电机与已有V型电机的输出转矩比较图。
[0033]图中标号名称：1.燕尾槽，2.外转子，3.铁氧体永磁体，4.钕铁硼永磁体，5.容错 齿，6.电枢绕组，7.电枢齿，8.内定子。
【具体实施方式】
[0034]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述。
[0035]在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"上"、"下"、"前"、 "后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"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发明和简化描述，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发 明的限制。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 或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明"多个"的含义 是两个或两个以上。
[0036]图1所不为本发明中的混合