一种斜磁极式永磁同步电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，特别涉及一种斜磁极式永磁同步电机及其使用方法。

背景技术

中国专利号CN110365180A记载了一种斜磁极式永磁同步电机，包括外壳、定子体以及转子体，所述转子体为由多段转子冲片上下错位叠加而成的V字斜磁极式转子体，所述V字斜磁极式转子体中每一转子冲片上均成型有用以放置永磁体、均布于同一圆周上、与电机转轴孔同心的多个多边形永磁体槽，相邻永磁体槽间组合形成U型或V型结构，永磁体按N极S极交替的方式嵌入永磁体槽内，本发明公开的一种斜磁极式永磁同步电机中的转子体为由多段转子冲片上下错位叠加而成的V字斜磁极式转子体，V字斜磁极式转子体上段和下段的轴向力刚好方向相反，合成轴向力为0，转矩脉动抑制效果更佳。

在上述技术方案中，通过在端盖两端各设八个循环风叶片确保转子体内永磁体在运行过程中的散热和电机内部热量通过循环风叶片散热到电机外壳体，在该技术方案中，一般都是通过在电机的端盖上设置网格状的罩壳来对外部的杂物进行阻挡，但是难以对细小的粉尘进行阻挡，细小的粉尘容易在使用时进入到电机内壁，对转子、定子造成损伤，降低电机的使用寿命，为此，我们提供了一种斜磁极式永磁同步电机来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种斜磁极式永磁同步电机，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明通过以下技术方案实现：一种斜磁极式永磁同步电机，包括电机外壳、定子、转子、后罩壳以及输出轴，所述电机外壳上设置有接线盒，所述定子固定在电机外壳内部，所述后罩壳安装在电机外壳后侧，所述电机外壳前侧安装有前罩壳；

所述输出轴上固定有转子，所述输出轴通过轴承座、滚动轴承活动安装在电机外壳内部，且所述输出轴最右端置于前罩壳外部；

所述转子活动置于定子内圈，所述转子的外圈表面与定子内圈之间存有间隙。

作为一优选的实施方式，所述电机外壳内部左侧固定有导风罩，且所述轴承座通过四个支杆固定在导风罩内，

所述导风罩的内径从左至右逐渐减小，且所述导风罩的最右端与定子的内径重合。

作为一优选的实施方式，所述输出轴的最左端穿过轴承座，且置于轴承座的左侧，所述输出轴的最左端安装有进气扇，所述进气扇上端的扇叶左侧设置有推杆，且所述推杆的左端呈半球形结构；

所述前罩壳表面呈环形设置有四个出气口，所述出气口上设置有过滤棉；

所述电机外壳内壁设置有呈螺旋状的螺旋管，所述螺旋管的左右两端分别置于电机外壳的左右两侧上端，且分别连接有进液口与出液口，通过向螺旋管内通入冷却液，能够对定子进行快速冷却。

作为一优选的实施方式，所述后罩壳左侧表面开设有圆孔，所述圆孔内熔接有进气罩，所述进气罩的内部最右侧下方一体化设置有阻隔板，所述阻隔板上方设置有防尘网二，所述进气罩左侧设置有防尘网一，所述进气罩内径由左至右逐渐增大，冷空气通过进气罩的风量较小，且速度较慢，便于过滤，使得滤尘组件上的粉尘容易下落；

所述后罩壳内部上方设置有安装轴板，所述后罩壳内部通过安装轴板、轴销活动安装有滤尘组件；

所述滤尘组件包括安装环、滤布、接触弧板、接触槽、撞击块以及清洁条板，所述安装环内部设置有滤布，所述接触弧板设置在安装环的右侧表面下方，且所述接触弧板内设置有接触槽，所述接触槽的两侧向外延伸，且与接触弧板外部连通；

所述撞击块设置在安装环左侧下方，且所述撞击块的下方设置有清洁条板，所述清洁条板的截面为弧形结构，输出轴带动进气扇快速转动时，进气扇扇叶上的推杆前端将会沿着接触槽移动，并推动安装环的下方朝左侧移动，当进气扇扇叶置于最下方时，安装环的行程处于最大距离，且此时的撞击块与撞击条板接触。

作为一优选的实施方式，所述后罩壳内部下方设置有撞击条板，且所述撞击条板位置与撞击块位置相对应；

所述后罩壳内部左侧固定有多个等间距分布的伸缩套，所述伸缩套内连接有复位弹簧，所述复位弹簧的另一端与伸缩杆连接，所述伸缩杆置于伸缩套外部，且与所述安装环连接。

作为一优选的实施方式，所述伸缩套的上端开设有滑动孔，所述伸缩杆的上端设置与撞击板，且所述撞击板穿过滑动孔置于伸缩套外部；

所述进气罩下方通过轴销活动连接有下滑板，所述下滑板的下方与撞击条板接触但不连接，所述撞击板的上端与下滑板顶端接触但不连接。

作为一优选的实施方式，所述后罩壳内部底端设置有接触底座，所述接触底座的上端面呈弧形结构且右侧高于左侧，所述接触底座上端面与安装环的外圈表面下方密封且滑动设计，所述清洁条板与接触底座上端面接触，滤布上的粉尘在滤尘组件的左右摆动下落到接触底座上，并且在滤尘组件摆动时，清洁条板使得粉尘向左移动到收集孔内进行收集；

所述后罩壳内部左下方开设有收集孔，且所述收集孔内密封塞接有密封塞板，所述密封塞板上表面向下凹陷形成收集槽。

作为一优选的实施方式，所述转子包括定子铁芯、定子绕组，所述定子铁芯固定在电机外壳内部，所述定子绕组缠绕设置在定子铁芯内；

所述转子包括转子盘、永磁体一、永磁体三、永磁体四以及永磁体二，每个所述转子盘上均设置有多个永磁体一、永磁体三、永磁体四以及永磁体二，四个所述转子盘相互连接在一起。

作为一优选的实施方式，所述转子盘上开设有多个不对称分布的嵌入槽，两个相邻的所述嵌入槽构成V字形，且两个相邻的所述嵌入槽内分别设置有永磁体一、永磁体二；

所述转子盘上开设有多个等间距分布的斜弧槽一、斜弧槽二，所述斜弧槽一与斜弧槽二内分别设置有永磁体三与永磁体四，且最前侧的所述转子盘上的斜弧槽一、斜弧槽二弧线朝右偏移三度，且延伸至第二个所述转子盘上，第三个与第四个所述转子盘的斜弧槽一、斜弧槽二弧线以第二个转子盘后侧表面为基准面与第一个、第二个所述转子盘对称设置；

每个所述转子盘的前侧表面均贯穿形成有多个呈环形分布的连通孔，且四个所述转子盘上的多个连通孔均一一重合。

采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：通过在后罩壳内部设置进气罩以及滤尘组件，将滤尘组件的上方通过轴销活动连接，左下方通过伸缩杆与复位弹簧连接，配合进气扇上的推杆，在进气扇转动时，推杆能够使得滤尘组件在复位弹簧的作用下左右来回摆动，且能够发生一定程度的振动，便于附着在滤尘组件扇上的粉尘脱离滤布表面，而活动设置的下滑板，在伸缩杆的作用下也将会发生振动，使得粉尘能够下滑到接触底座上，最后在清洁条板的作用下进入到收集孔内进行收集，配合设置的进气扇，使得冷空气能够直接作用到定子与转子上，提高了冷却效果，且使得粉尘不会进入到定子、转子内，保护了定子、转子；

通过将四个转子盘组合形成转子，且每个转子盘上均设置多个不对称分布的永磁体一、永磁体二，且永磁体一、永磁体二在转子盘内以V型的陈列的形式组合，进而使得转子上的转矩均近似正弦波，从而使得转矩脉动小，也可以降低永磁同步电机中的磁场谐波，可以改善永磁同步电机的气隙磁通密度和径向力，配合设置的永磁体三与永磁体四，使得转矩脉动抑制效果更佳。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的三维示意图。

图2为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的未安装前罩壳的示意图。

图3为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的剖面示意图。

图4为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的进气罩的示意图。

图5为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的安装环、滤布以及接触弧板的连接示意图。

图6为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的A处放大示意图。

图7为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的转子盘的结构示意图。

图8为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的转子的结构示意图。

图9为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的转子的俯视图。

图10为本发明一种斜磁极式永磁同步电机的转子、定子与电机外壳的侧视图。

图中，1-电机外壳、11-出液口、12-螺旋管、13-进液口、14-导风罩、15-轴承座、2-后罩壳、21-安装轴板、22-进气罩、221-防尘网一、222-防尘网二、223-阻隔板、23-滤尘组件、231-安装环、232-滤布、233-接触弧板、234-接触槽、235-下滑板、236-撞击块、237-清洁条板、24-接触底座、25-撞击条板、26-伸缩套、261-复位弹簧、262-伸缩杆、263-撞击板、27-收集孔、28-密封塞板、3-前罩壳、4-输出轴、41-进气扇、42-推杆、5-定子、51-定子铁芯、52-定子绕组、6-转子、61-转子盘、62-嵌入槽、63-斜弧槽一、64-斜弧槽二、65-连通孔、66-永磁体一、67-永磁体三、68-永磁体四、69-永磁体二、7-接线盒。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图10，本发明提供一种技术方案：一种斜磁极式永磁同步电机，包括电机外壳1、定子5、转子6、后罩壳2以及输出轴4，电机外壳1上设置有接线盒7，定子5固定在电机外壳1内部，后罩壳2安装在电机外壳1后侧，电机外壳1前侧安装有前罩壳3；

输出轴4上固定有转子6，输出轴4通过轴承座15、滚动轴承活动安装在电机外壳1内部，且输出轴4最右端置于前罩壳3外部；

转子6活动置于定子5内圈，转子6的外圈表面与定子5内圈之间存有间隙。

电机外壳1内部左侧固定有导风罩14，且轴承座15通过四个支杆固定在导风罩14内，

导风罩14的内径从左至右逐渐减小，且导风罩14的最右端与定子5的内径重合。

输出轴4的最左端穿过轴承座15，且置于轴承座15的左侧，输出轴4的最左端安装有进气扇41，进气扇41上端的扇叶左侧设置有推杆42，且推杆42的左端呈半球形结构；

前罩壳3表面呈环形设置有四个出气口，出气口上设置有过滤棉；

电机外壳1内壁设置有呈螺旋状的螺旋管12，螺旋管12的左右两端分别置于电机外壳1的左右两侧上端，且分别连接有进液口13与出液口11，通过向螺旋管12内通入冷却液，能够对定子5进行快速冷却。

作为本发明的一个实施例，请参阅图3、图4、图5与图6，后罩壳2左侧表面开设有圆孔，圆孔内熔接有进气罩22，进气罩22的内部最右侧下方一体化设置有阻隔板223，阻隔板223上方设置有防尘网二222，进气罩22左侧设置有防尘网一221，进气罩22内径由左至右逐渐增大，冷空气通过进气罩22的风量较小，且速度较慢，便于过滤，使得滤尘组件23上的粉尘容易下落；

后罩壳2内部上方设置有安装轴板21，后罩壳2内部通过安装轴板21、轴销活动安装有滤尘组件23；

滤尘组件23包括安装环231、滤布232、接触弧板233、接触槽234、撞击块236以及清洁条板237，安装环231内部设置有滤布232，接触弧板233设置在安装环231的右侧表面下方，且接触弧板233内设置有接触槽234，接触槽234的两侧向外延伸，且与接触弧板233外部连通；

撞击块236设置在安装环231左侧下方，且撞击块236的下方设置有清洁条板237，清洁条板237的截面为弧形结构，输出轴4带动进气扇41快速转动时，进气扇41扇叶上的推杆42前端将会沿着接触槽234移动，并推动安装环231的下方朝左侧移动，当进气扇41扇叶置于最下方时，安装环231的行程处于最大距离，且此时的撞击块236与撞击条板25接触。

后罩壳2内部下方设置有撞击条板25，且撞击条板25位置与撞击块236位置相对应；

后罩壳2内部左侧固定有多个等间距分布的伸缩套26，伸缩套26内连接有复位弹簧261，复位弹簧261的另一端与伸缩杆262连接，伸缩杆262置于伸缩套26外部，且与安装环231连接。

伸缩套26的上端开设有滑动孔，伸缩杆262的上端设置与撞击板263，且撞击板263穿过滑动孔置于伸缩套26外部；

进气罩22下方通过轴销活动连接有下滑板235，下滑板235的下方与撞击条板25接触但不连接，撞击板263的上端与下滑板235顶端接触但不连接。

后罩壳2内部底端设置有接触底座24，接触底座24的上端面呈弧形结构且右侧高于左侧，接触底座24上端面与安装环231的外圈表面下方密封且滑动设计，清洁条板237与接触底座24上端面接触，滤布232上的粉尘在滤尘组件23的左右摆动下落到接触底座24上，并且在滤尘组件23摆动时，清洁条板237使得粉尘向左移动到收集孔27内进行收集；

后罩壳2内部左下方开设有收集孔27，且收集孔27内密封塞接有密封塞板28，密封塞板28上表面向下凹陷形成收集槽。

在实际使用时，将电源线接线盒7内部的接线端子连接后，电流流经定子5中的定子绕组52，进而产生一个磁场，与转子6中的磁场相互作用，转子6将会带动输出轴4转动，转动的输出轴4将会使得进气扇41一起转动，进而使得外部的冷空气通过进气罩22进入到后罩壳2与电机外壳1后侧内，由于进气罩22设置有内部设置有防尘网一221、防尘网二222，将会对较大的灰尘进行格挡，又因为进气罩22内径由左至右逐渐增大，进入到进气罩22内部的冷空气风量较小，且速度较慢，冷空气进入到进气罩22内将会受到阻隔板223的阻挡，使得冷空气将会作用到后罩壳2内部上方，而不会直接吹到滤布232的下方，这时细小的粉尘大多数集中在滤布232的上方，难以对滤布232下方造成堵塞，便于气流的流通，之后冷空气通过滤布232进入到电机外壳1内，在经过导风罩14时，由于导风罩14的内径从左至右逐渐减小，且导风罩14的最右端与定子5的内径重合，冷空气流速将会提高，并有部分进入到转子6与定子5之间的间隙内，还有部分进入到连通孔65内，最后集中到电机外壳1内部右侧，最后通过出气口排出，从而对转子6、定子5以及输出轴4进行冷却；

由于在进气扇41上设置有推杆42，且推杆42的最左端呈半球形结构，推杆42在随着进气扇41扇叶旋转过程中，在旋转至下半部分时，推杆42前端将会沿着接触槽234移动，并推动安装环231的下方朝左侧移动，当进气扇41扇叶置于最下方时，安装环231的行程处于最大距离，且此时的撞击块236与撞击条板25接触并发生碰撞，在安装环231朝左移动时，安装环231将会使得伸缩杆262压缩复位弹簧261，复位弹簧261具有恢复势能，在推杆42离开接触槽234最下方时，此时的安装环231将会在复位弹簧261的作用下朝右移动，这使得安装环231能够以安装环231上方的轴销为轴线左右来回摆动，且每次均能够与撞击条板25发生碰撞，进而使得附着在滤布232上的细小的粉尘产生振动，这时粉尘可能会暂时的脱离滤布232，且部分的粉尘将会形成较大的灰尘，在自身重力的作用下会落到接触底座24以及下滑板235上，又因为下滑板235上端与进气罩22以轴销活动连接，且伸缩杆262的上端设置有撞击板263，撞击板263穿过滑动孔置于其上方，在伸缩杆262左右来回移动时，撞击板263将会随着一起左右来回移动，进而使得撞击板263将会对下滑板235发生撞击，使得下滑板235发生振动，下滑板235上的灰尘将会落到接触底座24上，在安装环231朝左移动时，安装环231下方的清洁条板237会将粉尘推到收集孔27内进行收集，之后使用者取下密封塞板28进行清理；

通过在后罩壳2内部设置进气罩22以及滤尘组件23，将滤尘组件23的上方通过轴销活动连接，左下方通过伸缩杆262与复位弹簧261连接，配合进气扇41上的推杆42，在进气扇41转动时，推杆42能够使得滤尘组件23在复位弹簧261的作用下左右来回摆动，且能够发生一定程度的振动，便于附着在滤尘组件23扇上的粉尘脱离滤布232表面，而活动设置的下滑板235，在伸缩杆262的作用下也将会发生振动，使得粉尘能够下滑到接触底座24上，最后在清洁条板237的作用下进入到收集孔27内进行收集，配合设置的进气扇41，使得冷空气能够直接作用到定子5与转子6上，提高了冷却效果，且使得粉尘不会进入到定子5、转子6内，保护了定子5、转子6。

作为本发明的一个实施例，请参阅图2、图3、图7、图8、图9与图10，转子6包括定子铁芯51、定子绕组52，定子铁芯51固定在电机外壳1内部，定子绕组52缠绕设置在定子铁芯51内；

转子6包括转子盘61、永磁体一66、永磁体三67、永磁体四68以及永磁体二69，每个转子盘61上均设置有多个永磁体一66、永磁体三67、永磁体四68以及永磁体二69，四个转子盘61相互连接在一起。

转子盘61上开设有多个不对称分布的嵌入槽62，两个相邻的嵌入槽62构成V字形，且两个相邻的嵌入槽62内分别设置有永磁体一66、永磁体二69，过转子盘61上的圆心作一条纵向的中心线，然后在转子盘61的上方画出两个嵌入槽62的形状(位于右侧的命名为N极槽，左侧为S极槽)，且两个嵌入槽62之间的夹角为84度，并使得这两个嵌入槽62关于中心线对称，之后将这两个嵌入槽62以转子盘61的圆心为基准圆周阵列为5个，以逆时针为旋转方向，第一个、第二个以及第三个N极槽分别以其朝内一侧的圆心为原点顺时针转动5度,第四个、第五个N极槽逆时针转动5度，五个S极槽均逆时针转动5度，即可得到说明书附图7中的转子盘61上的嵌入槽62，由于永磁体一66、永磁体二69在转子盘61内以V型的陈列的形式组合，进而使得转子6上的转矩均近似正弦波，永磁体一66、永磁体二69是以近似正弦方式沿圆周分布内嵌在转子6体内的，从而使得转矩脉动小，并且将多个永磁体一66、永磁体二69进行一定程度的偏转，这样可使永磁体一66与相邻两个永磁体二69的永磁磁极之间的磁场不完全对称，从而可以进一步降低永磁同步电机中的磁场谐波，可以改善永磁同步电机的气隙磁通密度和径向力，进而可以降低永磁同步电机的阶次噪声；

转子盘61上开设有多个等间距分布的斜弧槽一63、斜弧槽二64，斜弧槽一63与斜弧槽二64内分别设置有永磁体三67与永磁体四68，且最前侧的转子盘61上的斜弧槽一63、斜弧槽二64弧线朝右偏移三度(转子盘61外圈表面的槽口为斜线，槽口上的斜线与其轴线之间的夹角为3度)，且延伸至第二个转子盘61上，第三个与第四个转子盘61的斜弧槽一63、斜弧槽二64弧线以第二个转子盘61后侧表面为基准面与第一个、第二个转子盘61对称设置，将转子盘61上的斜弧槽一63、斜弧槽二64弧线进行偏移，且使得前两个转子盘61与后两个转子盘61上的永磁体三67、永磁体四68对称分分布，永磁体三67、永磁体四68生产的轴向力刚好抵消，合成轴向力为0，转矩脉动抑制效果更佳，

每个转子盘61的前侧表面均贯穿形成有多个呈环形分布的连通孔65，且四个转子盘61上的多个连通孔65均一一重合，既降低了转子6整体的重量，能够使得冷空气能够进入到连通孔65内，便于对转子6进行降温。

通过将四个转子盘61组合形成转子6，且每个转子盘61上均设置多个不对称分布的永磁体一66、永磁体二69，且永磁体一66、永磁体二69在转子盘61内以V型的陈列的形式组合，进而使得转子6上的转矩均近似正弦波，从而使得转矩脉动小，也可以降低永磁同步电机中的磁场谐波，可以改善永磁同步电机的气隙磁通密度和径向力，配合设置的永磁体三67与永磁体四68，使得转矩脉动抑制效果更佳。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。