電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】一種電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子，涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，所解決的是降低電機(jī)力矩波動(dòng)的技術(shù)問題。該轉(zhuǎn)子上開設(shè)有多個(gè)一字型永磁槽，每個(gè)一字型永磁槽內(nèi)都嵌置有一字型磁鋼，各個(gè)一字型永磁槽等分成A、B兩類，并且各個(gè)A類永磁槽與各個(gè)B類永磁槽沿轉(zhuǎn)子的周向交替布設(shè)，并且各個(gè)A類永磁槽的徑向插入深度一致，各個(gè)B類永磁槽的徑向插入深度一致，并且A類永磁槽的徑向插入深度大于B類永磁槽的徑向插入深度，一字型永磁槽的徑向插入深度是指一字型永磁槽與轉(zhuǎn)子軸心之間的最小間距。本實(shí)用新型提供的轉(zhuǎn)子，特別適用于電動(dòng)汽車使用。
【專利說明】
電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式_字型永磁轉(zhuǎn)子
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)技術(shù)，特別是涉及一種電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車是解決能源危機(jī)和環(huán)境污染的重要途徑。電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)制約著中國(guó)電動(dòng)汽車的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。尤其在適用于電動(dòng)汽車的高效能內(nèi)置式永磁同步電機(jī)方面，存在著功率密度低，高速恒功率范圍窄、力矩波動(dòng)大、過載能力低和可靠性差等缺陷，難以滿足要求。電動(dòng)汽車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)制約著中國(guó)電動(dòng)汽車的研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
[0003]齒槽力矩(也稱磁阻力矩)是自動(dòng)化場(chǎng)合、機(jī)電一體化場(chǎng)合的調(diào)速系統(tǒng)中致命缺陷?，F(xiàn)有的降低電機(jī)力矩波動(dòng)方法主要有分?jǐn)?shù)槽法、輔助槽法、輔助齒法、斜槽法、斜極法、閉口槽法和磁化槽楔法等，這些方法各有利弊，但總是難以有效消除齒槽效應(yīng)。斜槽或斜極是最常用減小力矩波動(dòng)的方法，但斜槽和斜極法對(duì)方波電機(jī)氣隙磁感應(yīng)強(qiáng)度平頂寬度有影響，同時(shí)定子斜槽使生產(chǎn)工藝和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使定子槽面積減小，降低出力，使銅耗增加，斜槽和斜極兩者均降低出力，并使電機(jī)的工藝和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電機(jī)制造成本提高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能降低齒槽引起的力矩波動(dòng)，從而能降低機(jī)械振動(dòng)、噪音的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型所提供的一種電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子上開設(shè)有多個(gè)一字型永磁槽，每個(gè)一字型永磁槽內(nèi)都嵌置有一字型磁鋼，其特征在于:
[0006]各個(gè)一字型永磁槽等分成兩類，其中的一類為A類永磁槽，另一類為B類永磁槽，并且各個(gè)A類永磁槽與各個(gè)B類永磁槽沿轉(zhuǎn)子的周向交替布設(shè)，并且各個(gè)A類永磁槽的徑向插入深度一致，各個(gè)B類永磁槽的徑向插入深度一致，一字型永磁槽的徑向插入深度是指一字型永磁槽與轉(zhuǎn)子軸心之間的最小間距；
[0007]設(shè)A類永磁槽的徑向插入深度為Rl，B類永磁槽的徑向插入深度為R2，則有Rl>R2。
[0008]進(jìn)一步的，設(shè)轉(zhuǎn)子的半徑為R，則R1/R在0.75至0.8之間，R2/R在0.5至0.55之間。
[0009]進(jìn)一步的，在轉(zhuǎn)子的徑向截面中，每個(gè)一字型永磁槽都由轉(zhuǎn)子的磁極軸線分為對(duì)稱的兩半。
[0010]進(jìn)一步的，在轉(zhuǎn)子的徑向截面中，每個(gè)一字型永磁槽的兩端都朝向轉(zhuǎn)子外圓方向彎折。
[0011]本實(shí)用新型提供的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子，采用相鄰一字型永磁槽的徑向插入深度不等的方式獲得定子鐵心斜槽、轉(zhuǎn)子永磁磁極斜極或者定轉(zhuǎn)子間采用不均勻氣隙等工藝和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的同樣效果，使d軸(磁極軸線)與q軸(相鄰磁極中心線)的徑向力趨于平衡，能有效地消除齒槽效應(yīng)，降低齒槽引起的力矩波動(dòng)，從而能降低機(jī)械振動(dòng)、噪音和反電勢(shì)諧波，減少鐵心損耗，實(shí)現(xiàn)電機(jī)高效、高功率密度、高可靠性、寬調(diào)速、低噪、低波動(dòng)平穩(wěn)運(yùn)行等特點(diǎn)。
【附圖說明】

[0012]圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子的徑向截面圖；
[0013]圖2是本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子的徑向截面圖；
[0014]圖3是現(xiàn)有的額定輸出功率均為46KW的內(nèi)置式一字型永磁同步電機(jī)的力矩波動(dòng)曲線圖，其中的橫軸Θ為力矩角，豎軸Tcog為力矩；
[0015]圖4是采用了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子的額定輸出功率均為46KW的電機(jī)的力矩波動(dòng)曲線圖，其中的橫軸Θ為力矩角，豎軸Tcog為力矩。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合【附圖說明】對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本實(shí)施例并不用于限制本實(shí)用新型，凡是采用本實(shí)用新型的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型中的頓號(hào)均表示和的關(guān)系。
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型第一實(shí)施例所提供的一種電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子11上開設(shè)有多個(gè)一字型永磁槽12，每個(gè)一字型永磁槽內(nèi)都嵌置有一字型磁鋼13，其特征在于:
[0018]各個(gè)一字型永磁槽12等分成兩類，其中的一類為A類永磁槽，另一類為B類永磁槽，并且各個(gè)A類永磁槽與各個(gè)B類永磁槽沿轉(zhuǎn)子的周向交替布設(shè)，并且各個(gè)A類永磁槽的徑向插入深度一致，各個(gè)B類永磁槽的徑向插入深度一致，一字型永磁槽的徑向插入深度是指一字型永磁槽與轉(zhuǎn)子軸心之間的最小間距；
[0019]設(shè)A類永磁槽的徑向插入深度為Rl，B類永磁槽的徑向插入深度為R2，則有Rl>R2。
[0020]本實(shí)用新型第一實(shí)施例在轉(zhuǎn)子11的徑向截面中，每個(gè)一字型永磁槽12都由轉(zhuǎn)子的磁極軸線d分為對(duì)稱的兩半。
[0021]如圖2所示，本實(shí)用新型第二實(shí)施例所提供的一種電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子21上開設(shè)有多個(gè)一字型永磁槽22，每個(gè)一字型永磁槽內(nèi)都嵌置有一字型磁鋼23，其特征在于:
[0022]各個(gè)一字型永磁槽22等分成兩類，其中的一類為A類永磁槽，另一類為B類永磁槽，并且各個(gè)A類永磁槽與各個(gè)B類永磁槽沿轉(zhuǎn)子的周向交替布設(shè)，并且各個(gè)A類永磁槽的徑向插入深度一致，各個(gè)B類永磁槽的徑向插入深度一致，一字型永磁槽的徑向插入深度是指一字型永磁槽與轉(zhuǎn)子軸心之間的最小間距；
[0023]設(shè)A類永磁槽的徑向插入深度為Rl，B類永磁槽的徑向插入深度為R2，則有Rl>R2;設(shè)轉(zhuǎn)子21的半徑為R，則Rl/R在0.75至0.8之間，R2/R在0.5至0.55之間。
[0024]本實(shí)用新型第二實(shí)施例在轉(zhuǎn)子21的徑向截面中，每個(gè)一字型永磁槽22都由轉(zhuǎn)子的磁極軸線d分為對(duì)稱的兩半，并且每個(gè)一字型永磁槽22的兩端都朝向轉(zhuǎn)子外圓方向彎折。
[0025]本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，一字型永磁槽兩端相比第一實(shí)施例更貼近轉(zhuǎn)子外緣，使得一字型永磁槽端部與轉(zhuǎn)子外緣之間的寬度變窄，從而形成磁路飽和，能減少漏磁，提高功率密度和效率。
[0026]本實(shí)用新型第一、第二實(shí)施例中，相鄰的一字型永磁槽的徑向插入深度不等，磁鋼越貼近轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子外緣(即增加Rl或R2)，電機(jī)輸出力矩也越大，但齒槽力矩和力矩波動(dòng)也會(huì)隨之增加，因此調(diào)節(jié)A類永磁槽及B類永磁槽的徑向插入深度R1、R2的差值，及Rl、R2與轉(zhuǎn)子半徑R的比值，可以有效降低電機(jī)噪音和力矩波動(dòng)。
[0027]本實(shí)用新型第一、第二實(shí)施例獲得了與定子鐵心斜槽、轉(zhuǎn)子永磁磁極斜極或者定轉(zhuǎn)子間采用不均勻氣隙等工藝和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的措施同樣的效果，減小了氣隙磁導(dǎo)的變化，從而減小了當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)氣隙磁場(chǎng)儲(chǔ)能的變化，使d軸與q軸徑向力趨于平衡，削弱了磁阻力矩(即齒槽力矩)這一電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中致命缺陷，抑制了齒槽引起的力矩波動(dòng)，能顯著減小轉(zhuǎn)子高速運(yùn)行時(shí)的噪音、機(jī)械振動(dòng)和定子鐵心變形，特別是可顯著減小反電勢(shì)諧波分量，能有效降低反電勢(shì)總諧波失真THD(Total Harmonic Distort1n)，有利于電機(jī)頻繁啟動(dòng)，能提高效率、過載能力和功率密度。
[0028]圖3是現(xiàn)有的額定輸出功率均為46KW的內(nèi)置式一字型永磁同步電機(jī)的力矩波動(dòng)曲線圖，其中的橫軸Θ為力矩角，豎軸Tcog為力矩；
[0029]圖4是采用了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子的額定輸出功率均為46KW的電機(jī)的力矩波動(dòng)曲線圖，其中的橫軸Θ為力矩角，豎軸Tcog為力矩；
[0030]如圖3、圖4所示，采用了本實(shí)用新型第二實(shí)施例的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子的電機(jī)相比現(xiàn)有內(nèi)置式一字型永磁同步電機(jī)，輸出功率、電流、效率和力矩波動(dòng)均有明顯改善，電機(jī)徑向力趨于平衡，能降低機(jī)械振動(dòng)，可顯著減小轉(zhuǎn)子高速運(yùn)時(shí)的離心力，有利于電機(jī)頻繁啟動(dòng)，提尚過載能力，有效提尚電機(jī)的綜合性能，能滿足電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)要求，實(shí)現(xiàn)高功率密度、低噪、低力矩波動(dòng)、寬調(diào)速小型輕量化和平穩(wěn)運(yùn)行等特點(diǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子上開設(shè)有多個(gè)一字型永磁槽，每個(gè)一字型永磁槽內(nèi)都嵌置有一字型磁鋼，其特征在于: 各個(gè)一字型永磁槽等分成兩類，其中的一類為A類永磁槽，另一類為B類永磁槽，并且各個(gè)A類永磁槽與各個(gè)B類永磁槽沿轉(zhuǎn)子的周向交替布設(shè)，并且各個(gè)A類永磁槽的徑向插入深度一致，各個(gè)B類永磁槽的徑向插入深度一致，一字型永磁槽的徑向插入深度是指一字型永磁槽與轉(zhuǎn)子軸心之間的最小間距； 設(shè)A類永磁槽的徑向插入深度為Rl，B類永磁槽的徑向插入深度為R2，則有R1>R2。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子，其特征在于:設(shè)轉(zhuǎn)子的半徑為R，則Rl/R在0.75至0.8之間，R2/R在0.5至0.55之間。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子，其特征在于:在轉(zhuǎn)子的徑向截面中，每個(gè)一字型永磁槽都由轉(zhuǎn)子的磁極軸線分為對(duì)稱的兩半。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車電機(jī)的低波動(dòng)內(nèi)置式一字型永磁轉(zhuǎn)子，其特征在于:在轉(zhuǎn)子的徑向截面中，每個(gè)一字型永磁槽的兩端都朝向轉(zhuǎn)子外圓方向彎折。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK205725215SQ201620541982
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月6日
【發(fā)明人】林德芳
【申請(qǐng)人】上海特波電機(jī)有限公司