永磁同步电机制造技术

本发明专利技术提供了一种永磁同步电机，该电机包括定子铁芯、中间转子、调整转子、内转子和磁悬浮轴承，定子铁芯具有第一齿槽，第一齿槽内设有驱动绕组和控制绕组；中间转子与第一齿之间具有一定气隙；中间转子包括第二齿，第二齿设有第一永磁体；第一永磁体N极朝外S极朝内；调整转子位于中间转子内侧，中间转子与调整转子之间具有一定气隙，调整转子包括第三齿，第三齿底端与内转子相对；第三齿之间设有调整转子绕组；内转子位于中间转子内侧，中间转子与内转子之间具有一定气隙，内转子具有第四齿；第四齿上设有第二永磁体。解决了现有技术中混合动力汽车的动力系统中需要配备两台电机导致的整车成本高、动力系统占用内置空间较大的问题。

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机
本专利技术涉及电机
，特别涉及一种永磁同步电机。
技术介绍
现阶段，混合动力汽车和电动汽车越来越受人们的青睐。混合动力或电动汽车中需要应用电机。最早采用的是电机单独驱动的直流电机系统，但是直流电机系统具有质量大、效率低的缺点，而且需要定期维护，故障率也比较高。于是，随着电子功率技术及数字技术的发展，人们开始应用异步电机、永磁同步电机或开关磁阻电机。其中，永磁同步电机具有较好的可靠性被广泛应用。在混合动力汽车的动力系统中，包括两个电机，即设置在发动机侧与发动机轴相连接的BSG电机(Belt-drivenStarterGenerator皮带驱动起动发电机)和设置在后驱动桥侧与驱动桥连接的的驱动电机。由于每台电机都需要配备一台电机控制器、旋转变压器、旋变发送机等传感器等部件，构成一个电机系统。两套电机就需要配备这样的电机系统，因此，成本较高，从而导致整车的成本较高。同时，两套电机组成的动力系统也占用了较大的内置空间。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种永磁同步电机，以解决现有技术中的混合动力汽车的动力系统中需要配备两台电机导致整车成本高、动力系统占用内置空间大的问题。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种永磁同步电机，所述电机包括圆环状的定子铁芯、中间转子、调整转子、内转子和磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承用于对所述中间转子、调整转子和内转子的轴向定位；所述定子铁芯沿径向向里方向的圆周上具有多个第一齿和由所述多个第一齿隔开的多个第一齿槽，所述第一齿槽内由外向内依次设有驱动绕组和控制绕组；所述中间转子的材质为导磁性材料且设置在所述定子铁芯内、与所述第一齿之间具有一定气隙；所述中间转子包括多个第二齿，所述第二齿的顶端与所述第一齿相对，所述第二齿的底端与所述调整转子相对；每相邻的两个中的一个所述第二齿的顶端上设有第一永磁体；所述第一永磁体N极朝外S极朝内；调整转子位于所述中间转子内侧，所述中间转子与所述调整转子之间具有一定气隙，所述调整转子包括多个第三齿，所述第三齿的顶端与所述中间转子的底端相对，所述第三齿的底端与所述内转子相对；相邻的两个所述第三齿之间设有调整转子绕组；所述内转子位于所述中间转子内侧，所述中间转子与所述内转子之间具有一定气隙，所述内转子沿径向向外的方向的圆周上具有多个第四齿；所述第四齿上设有第二永磁体。进一步地，所述调整转子绕组为集中式绕组。其中，所述第一永磁体为钕铁硼。优选地，所述控制绕组为集中式绕组。进一步地，所述驱动绕组极对数等于2，电角频率等于1；所述控制绕组极对数等于2，电角频率等于2；所述调整转子绕组包括外侧调整绕组和内侧调整绕组，所述外侧调整绕组的极对数等于1，电角频率等于3，所述内侧调整绕组的极对数等于1，电角频率等于4。其中，所述磁悬浮轴承包括同轴设置的内转子磁悬浮轴承、调整绕组转子磁悬浮轴承和中间转子磁悬浮轴承；所述内转子磁悬浮轴承用于定位所述内转子；所述调整绕组转子磁悬浮轴承用于定位所述调整转子；所述中间转子磁悬浮轴承用于定位所述中间转子。优选地，所述定子铁芯是由铁磁性材料冲压而成。其中，外侧调整绕组为三相对称绕组。进一步地，所述驱动绕组、控制绕组、调整转子绕组的极对数相等，且同步转角速度相同。相对于现有技术，本专利技术所述的永磁同步电机具有以下优势：本专利技术实施例提供的永磁同步电机中，由于定子铁芯与中间转子具有一定气隙并相向，产生能够使中间转子旋转和悬浮的磁场；调整转子与内转子具有一定气隙，并与内转子相向，因此，调整转子可以以发电机的形式将内转子旋转产生的磁场能进行利用，并且能调节中间转子的空间悬浮磁场，使中间转子始终达到悬浮状态，同时还可以为内转子提供悬浮磁场，使内转子旋转并悬浮起来。该永磁同步电机同时具备现有技术中BSG电机和驱动电机的功能，具体地，在混合动力汽车或电动汽车中应用该永磁同步电机，所述永磁同步电机的中间转子与发动机的后桥相连，内转子与发动机的转轴相连，内转子实现BSG电机的功能，中间转子实现驱动电机的功能。具体地，为了实现对三转子电机的径向悬浮控制，第一齿槽内设有驱动绕组和控制绕组，并且，所述电机中设有调整转子，通过调节驱动绕组和控制绕组来改变气隙中合成磁场的分布。由于是三级磁悬浮控制，三级磁悬浮控制指的是所述电机的内转子、调整转子、中间转子均实现磁悬浮控制，在中间转子和内转子之间加入了调节气隙磁场的调整转子，调整转子可以将中间转子和内转子隔离开来，形成两个独立的悬浮单元，增加悬浮磁场的平衡度，但实际上在气隙磁场中，他们确是互相联系的同一个整体。分别对控制绕组和调整转子进行有效的控制，从而控制中间转子和内转子所受悬浮力的大小和方向，实现各个转子的悬浮。本专利技术实施例提供的永磁同步电机，将两个电机的功能集成在一个电机上，减少了电机在汽车中所占用的空间，同时降低成本；最重要的是该永磁同步电机包括三个转子，采用磁悬浮技术，无需机械轴承，不产生机械损耗，因此可以适应长时间高转速的工况，由于采用磁悬浮轴承取代了机械轴承，通过悬浮磁场，保证所述永磁同步电机中转子的旋转平衡，通过所述电机的气隙很容易进行风冷式热传导，容易散热，保证所述电机能够持续地保持高转速状态。此外，本专利技术实施例提供的永磁同步电机中，调整转子能够使得所述电机中的调整转子绕组的相与相之间实现电路、磁路和温度场的独立，使得所述电机具有较高的可靠性和带故障运行能力，例如当所述电机出现过热、堵转等情况时，仍然能够正常运行。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例所述的永磁同步电机的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述的永磁同步电机中磁悬浮原理图；图3为本专利技术实施例所述的永磁同步电机中的另一个磁悬浮原理图；图4为本专利技术实施例所述的永磁同步电机中的又一个磁悬浮原理图。附图标记说明：11-定子铁芯，111-第一齿，112第一齿槽，113-驱动绕组，114-控制绕组，12-中间转子，121-第二齿，1211-第一永磁体，13-调整转子，131-第三齿，1311-调整转子绕组，14-内转子，141-第四齿，1411-第二永磁体。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。参见图1，本专利技术实施例提供了一种永磁同步电机，该电机包括圆环状的定子铁芯11、中间转子12、调整转子13、内转子14和磁悬浮轴承(图中未示出)，所述磁悬浮轴承用于对中间转子12、调整转子13的轴向定位；定子铁芯11沿径向向里方向的圆周上具有多个第一齿111和由多个第一齿111隔开的多个第一齿槽112，第一齿槽112内由外向内依次设有驱动绕组113和控制绕组114；中间转子12的材质为导磁性材料且设置在定子铁芯11内、与第一齿111之间具有一定气隙；中间转子12包括多个第二齿121，第二齿121的顶端与第一齿111相对，第二齿121的底端与调整转子13相对；每相邻的两个中的一个第二齿121的顶端上设有第一永磁体1211；第一永磁体1211N极朝外S极朝内；调整转子13位于中间转子12内侧，中间转子12与调整转子13本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁同步电机，其特征在于，所述电机包括圆环状的定子铁芯(11)、中间转子(12)、调整转子(13)、内转子(14)和磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承用于对所述中间转子(12)、调整转子(13)和内转子(14)的轴向定位；所述定子铁芯(11)沿径向向里方向的圆周上具有多个第一齿(111)和由所述多个第一齿(111)隔开的多个第一齿槽(112)，所述第一齿槽(112)内由外向内依次设有驱动绕组(113)和控制绕组(114)；所述中间转子(12)的材质为导磁性材料且设置在所述定子铁芯(11)内、与所述第一齿(111)之间具有一定气隙；所述中间转子(12)包括多个第二齿(121)，所述第二齿(121)的顶端与所述第一齿(111)相对，所述第二齿(121)的底端与所述调整转子(13)相对；每相邻的两个中的一个所述第二齿(121)的顶端上设有第一永磁体(1211)；所述第一永磁体(1211)N极朝外S极朝内；所述调整转子(13)位于所述中间转子(12)内侧，所述中间转子(12)与所述调整转子(13)之间具有一定气隙，所述调整转子(13)包括多个第三齿(131)，所述第三齿(131)的顶端与所述中间转子(12)的底端相对，所述第三齿(131)的底端与所述内转子(14)相对；相邻的两个所述第三齿(131)之间设有调整转子绕组(1311)；所述内转子(14)位于所述中间转子(12)内侧，所述中间转子(12)与所述内转子(14)之间具有一定气隙，所述内转子(14)沿径向向外的方向的圆周上具有多个第四齿(141)；所述第四齿(141)上设有第二永磁体(1411)。...

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机，其特征在于，所述电机包括圆环状的定子铁芯(11)、中间转子(12)、调整转子(13)、内转子(14)和磁悬浮轴承，所述磁悬浮轴承用于对所述中间转子(12)、调整转子(13)和内转子(14)的轴向定位；所述定子铁芯(11)沿径向向里方向的圆周上具有多个第一齿(111)和由所述多个第一齿(111)隔开的多个第一齿槽(112)，所述第一齿槽(112)内由外向内依次设有驱动绕组(113)和控制绕组(114)；所述中间转子(12)的材质为导磁性材料且设置在所述定子铁芯(11)内、与所述第一齿(111)之间具有一定气隙；所述中间转子(12)包括多个第二齿(121)，所述第二齿(121)的顶端与所述第一齿(111)相对，所述第二齿(121)的底端与所述调整转子(13)相对；每相邻的两个中的一个所述第二齿(121)的顶端上设有第一永磁体(1211)；所述第一永磁体(1211)N极朝外S极朝内；所述调整转子(13)位于所述中间转子(12)内侧，所述中间转子(12)与所述调整转子(13)之间具有一定气隙，所述调整转子(13)包括多个第三齿(131)，所述第三齿(131)的顶端与所述中间转子(12)的底端相对，所述第三齿(131)的底端与所述内转子(14)相对；相邻的两个所述第三齿(131)之间设有调整转子绕组(1311)；所述内转子(14)位于所述中间转子(12)内侧，所述中间转子(12)与所述内转子(14)之间具有一定气隙，所述内转子(14)沿径向向外的方向的圆周上具有多...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宁，安振，徐亮，王海洋，马梦洁，邓立军，魏松，孟伟，颜广博，翁浩宇，
申请(专利权)人：长城汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13