电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子制造技术

一种电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子，涉及电机技术领域，所解决的是降低电机力矩波动的技术问题。该转子上开设有多个一字型永磁槽，及与各个一字型永磁槽一一对应的多个U型永磁槽，每个U型永磁槽都与对应的一字型永磁槽沿转子的径向由外至内依序布设；各个永磁槽内分别嵌置有磁钢；各个一字型永磁槽等分成A、B两类，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且A类永磁槽的径向插入深度大于B类永磁槽的径向插入深度，一字型永磁槽的径向插入深度是指一字型永磁槽与转子轴心之间的最小间距。本实用新型专利技术提供的转子，特别适用于电动汽车使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电机技术，特别是涉及一种电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子的技术。
技术介绍
电动汽车是解决能源危机和环境污染的重要途径。电动汽车用驱动电机制约着中国电动汽车的研发及其产业化进程。尤其在适用于电动汽车的高效能内置式永磁同步电机方面，存在着功率密度低，高速恒功率范围窄、力矩波动大、过载能力低和可靠性差等缺陷，难以满足要求。电动汽车用驱动电机制约着中国电动汽车的研发及其产业化进程。齿槽力矩（也称磁阻力矩）是自动化场合、机电一体化场合的调速系统中致命缺陷。现有的降低电机力矩波动方法主要有分数槽法、辅助槽法、辅助齿法、斜槽法、斜极法、闭口槽法和磁化槽楔法等，这些方法各有利弊，但总是难以有效消除齿槽效应。斜槽或斜极是最常用减小力矩波动的方法，但斜槽和斜极法对方波电机气隙磁感应强度平顶宽度有影响, 同时定子斜槽使生产工艺和结构复杂，使定子槽面积减小，降低出力，使铜耗增加，斜槽和斜极两者均降低出力，并使电机的工艺和结构复杂，电机制造成本提高。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本技术所要解决的技术问题是提供一种能降低齿槽引起的力矩波动，从而能降低机械振动、噪音的电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子。为了解决上述技术问题，本技术所提供的一种电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子，该转子上开设有多个一字型永磁槽，及多个U型永磁槽，每个一字型永磁槽内都嵌置有一字型磁钢，每个U型永磁槽内都嵌置有三个布设成U形的一字型磁钢，所述一字型永磁槽的数量与U型永磁槽的数量一致并且一一对应，各个U型永磁槽围绕转子的轴心对称布设，每个U型永磁槽都与对应的一字型永磁槽沿着转子的径向由外至内依序布设；其特征在于：各个一字型永磁槽等分成两类，其中的一类为A类永磁槽，另一类为B类永磁槽，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且各个A类永磁槽的径向插入深度一致，各个B类永磁槽的径向插入深度一致，一字型永磁槽的径向插入深度是指一字型永磁槽与转子轴心之间的最小间距；设A类永磁槽的径向插入深度为R1，B类永磁槽的径向插入深度为R2，则有R1>R2。进一步的，设转子的半径为R，则R1/R在0.75至0.8之间，R2/R在0.65至0.7之间。进一步的，在转子上开设有多个椭圆形的调节孔，所述调节孔的数量与一字型永磁槽的数量一致；并且，在每个A类永磁槽与其对应的U型永磁槽之间都有一个调节孔，在每个B类永磁槽的外侧都有一个调节孔，每个调节孔都由转子的磁极轴线分为对称的两半。进一步的，每个一字型永磁槽都与其对应的U型永磁槽组成一个双层永磁槽组，在转子的径向截面中，每个双层永磁槽组都由转子的磁极轴线分为对称的两半。本技术提供的电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子，采用相邻一字型永磁槽的径向插入深度不等的方式获得定子铁心斜槽、转子永磁磁极斜极或者定转子间采用不均匀气隙等工艺和结构复杂的同样效果，使d轴（磁极轴线）与q轴（相邻磁极中心线）的径向力趋于平衡，能有效地消除齿槽效应，降低齿槽引起的力矩波动，从而能降低机械振动、噪音和反电势谐波，减少铁心损耗，实现电机高效、高功率密度、高可靠性、宽调速、低噪、低波动平稳运行等特点。附图说明图1是本技术实施例的电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子的径向截面图；图2是采用了本技术实施例的电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子的额定输出功率均为46KW的电机的力矩波动曲线图，其中的横轴θ为力矩角，竖轴Tcog为力矩。具体实施方式以下结合附图说明对本技术的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本技术，凡是采用本技术的相似结构及其相似变化，均应列入本技术的保护范围，本技术中的顿号均表示和的关系。如图1所示，本技术实施例所提供的一种电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子，该转子1上开设有多个一字型永磁槽2，及多个U型永磁槽5，每个一字型永磁槽2内都嵌置有一字型磁钢3，每个U型永磁槽5内都嵌置有三个布设成U形的一字型磁钢3，所述一字型永磁槽2的数量与U型永磁槽5的数量一致并且一一对应，各个U型永磁槽5围绕转子的轴心对称布设，每个U型永磁槽5都与对应的一字型永磁槽2沿着转子的径向由外至内依序布设；其特征在于：各个一字型永磁槽2等分成两类，其中的一类为A类永磁槽，另一类为B类永磁槽，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且各个A类永磁槽的径向插入深度一致，各个B类永磁槽的径向插入深度一致，一字型永磁槽2的径向插入深度是指一字型永磁槽2与转子轴心之间的最小间距；设A类永磁槽的径向插入深度为R1，B类永磁槽的径向插入深度为R2，则有R1>R2；设转子1的半径为R，则R1/R在0.75至0.8之间，R2/R在0.65至0.7之间。本技术实施例中，在转子上开设有多个椭圆形的调节孔4，所述调节孔4的数量与一字型永磁槽2的数量一致；并且，在每个A类永磁槽与其对应的U型永磁槽之间都有一个调节孔4，在每个B类永磁槽的外侧都有一个调节孔4，每个调节孔4都由转子1的磁极轴线分为对称的两半。本技术实施例中，每个一字型永磁槽2都与其对应的U型永磁槽组成一个双层永磁槽组，在转子1的径向截面中，每个双层永磁槽组都由转子1的磁极轴线分为对称的两半。本技术实施例中，相邻的一字型永磁槽的径向插入深度不等，磁钢越贴近转子转子外缘（即增加R1或R2），电机输出力矩也越大，但齿槽力矩和力矩波动也会随之增加，因此调节A类永磁槽及B类永磁槽的径向插入深度R1、R2的差值，及R1、R2与转子半径R的比值，可以有效降低电机噪音和力矩波动，并且还可以通过调节各个调节孔的椭圆长轴与椭圆短轴的长度比值来控制磁通经极靴时的磁路饱和程度，从而能调节有效磁通变化，减小齿槽基波和高次谐波力矩幅值，从而能进一步的降低齿槽引起的力矩波动。本技术实施例中，由于采用了一字型磁极与U型磁极的组合，不但具有切向充磁的并联磁钢，而且又有两块径向充磁的串联磁钢，从而具有串并联的混联磁路，此结构具有显著的聚磁、改善气隙磁场波形、降低转矩波动、抑制静态和动态电枢反应作用，磁钢磁力线向极靴（磁极）靠近，并汇聚于磁极中心形成一个极，使气隙磁密增加，由于电机参数和尺寸一定时，力矩与气隙磁密成正比，从而能提高电机过载能力和功率密度，使电机小型轻量化；内置式永磁转子为典型的凸极结构，凸极效应（凸极率）显著，交轴电感Lq大于直轴电感Ld（即Lq＞Ld），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，电机的转矩公式可用下式表示：式中，为电机的转矩，为磁极对数，为磁链，为交轴电流，为直轴电流，为交轴电感，为直轴电感；式中，为电磁转矩，为磁阻转矩；从电机的转矩公式可以看出，电枢电流一定时，永磁电机的磁阻转矩与同步电感差值（Lq-Ld）成正比，U型磁极的永磁转子电机的同步电感差值要大于一字型磁极的永磁转子电机及V型磁极的永磁转子电机，能显著提高电动汽车驱动电机的弱磁扩速能力。本技术实施例获得了与定子铁心斜槽、转子永磁磁极斜极或者定转子间采用不均匀气隙等工艺和结构复杂的措施同样的效本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子，该转子上开设有多个一字型永磁槽，及多个U型永磁槽，每个一字型永磁槽内都嵌置有一字型磁钢，每个U型永磁槽内都嵌置有三个布设成U形的一字型磁钢，所述一字型永磁槽的数量与U型永磁槽的数量一致并且一一对应，各个U型永磁槽围绕转子的轴心对称布设，每个U型永磁槽都与对应的一字型永磁槽沿着转子的径向由外至内依序布设；其特征在于：各个一字型永磁槽等分成两类，其中的一类为A类永磁槽，另一类为B类永磁槽，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且各个A类永磁槽的径向插入深度一致，各个B类永磁槽的径向插入深度一致，一字型永磁槽的径向插入深度是指一字型永磁槽与转子轴心之间的最小间距；设A类永磁槽的径向插入深度为R1，B类永磁槽的径向插入深度为R2，则有R1>R2。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车电机的低波动槽孔结合式永磁转子，该转子上开设有多个一字型永磁槽，及多个U型永磁槽，每个一字型永磁槽内都嵌置有一字型磁钢，每个U型永磁槽内都嵌置有三个布设成U形的一字型磁钢，所述一字型永磁槽的数量与U型永磁槽的数量一致并且一一对应，各个U型永磁槽围绕转子的轴心对称布设，每个U型永磁槽都与对应的一字型永磁槽沿着转子的径向由外至内依序布设；其特征在于：各个一字型永磁槽等分成两类，其中的一类为A类永磁槽，另一类为B类永磁槽，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且各个A类永磁槽的径向插入深度一致，各个B类永磁槽的径向插入深度一致，一字型永磁槽的径向插入深度是指一字型永磁槽与转子轴心之间的最小间距；设A类永磁槽的径向插入深度为R1，B类永磁槽的径向插入深度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：林德芳，
申请(专利权)人：上海特波电机有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31