一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机，包括定子、转子和永磁体，在一个齿距范围内，定子齿的径向截面由一根经过转子轴心的虚拟直线分成对称的两半，该虚拟直线为定子齿的齿端中心线，齿面边缘部沿另一条虚拟直线削平，该虚拟直线为齿端削平线，所述的定子齿的齿面边缘部各有一齿端削平线，两条齿端削平线不重合且以齿端中心线为对称轴对称；所述的定子齿齿面上开设有2个齿面凹槽，齿面凹槽轴线是经过定子中心的轴线并位于定子齿的齿端中心线的两端，齿面凹槽轴线和定子齿的齿端中心线距离小于1/3个齿距。解决现有技术中的集中绕组内置式永磁同步电机反电势波形畸变率高、定位力矩和转矩波动大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于新能源车用动力电机的
，具体涉及一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机。
技术介绍
新能源车辆上由于受到轴向空间有限和高性能需求的制约，特别是混合动力车型，一般采用集中绕组内置式永磁同步电机。常规的集中绕组内置式永磁同步电机定子齿部为同一个圆的圆弧段、转子外圆设计为整圆，定转子之间为均匀气隙，缺点是造成了电机的反电势波形畸变率高、定位力矩和转矩波动大等问题。目前永磁同步电机多采用定子斜槽、斜极和近极槽配合结构的缺点是电机的制造工艺复杂、输出转矩下降，也会带来一定的振动噪声问题。专利CN103560635公开了一种电动汽车用低波动永磁同步电机，其定子齿部的优化为：定子齿朝向转子的一端为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿的齿面，定子齿的齿面是一弧心朝向转子的弧面，其弧心轴线平行于转子的中心轴线；定子齿的径向截面由一根经过转子轴心的虚拟直线分成对称的两半，该虚拟直线为定子齿的齿端中心线，定子齿的齿面边缘部沿另一根虚拟直线削平，该虚拟直线为定子齿的齿端削平线，定子齿的齿端中心线及齿端削平线相互垂直。此技术方案中的齿部削角较为死板，需要较大的齿尖部厚度，同时其齿端圆弧形处理只能解决一些特定的极槽配合电机的齿槽力矩波动问题。专利CN202503416公开了一种集中绕组永磁同步电机，其定子齿尖部利用圆弧段进行削角，达到非均匀气隙的效果。此技术方案中的圆弧段对机械加工的要求较高，定位难以保证。专利CN202550735公开了一种不等气隙永磁电机转子冲片，有利于降低反电势波形畸变率和定位力矩，但是其在转子一个极距下采用一段圆弧，需要转子有较大的空间，不利于电机尺寸的小型化。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机，解决现有技术中的集中绕组内置式永磁同步电机反电势波形畸变率高、定位力矩和转矩波动大的问题。本技术的目的通过以下技术方案实现：一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机，包括定子、转子和永磁体，所述定子的内圆交替形成多个定子槽及多个定子齿，所述定子齿朝向转子的一段为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿齿面；在一个齿距范围内，定子齿的径向截面由一根经过转子轴心的虚拟直线分成对称的两半，该虚拟直线为定子齿的齿端中心线，齿面边缘部沿另一条虚拟直线削平，该虚拟直线为齿端削平线，所述的定子齿的齿面边缘部各有一齿端削平线，两条齿端削平线不重合且以齿端中心线为对称轴对称；所述的定子齿齿面上开设有2个齿面凹槽，齿面凹槽轴线是经过定子中心的轴线并位于定子齿的齿端中心线的两端，齿面凹槽轴线和定子齿的齿端中心线距离小于1/3个齿距的距离。作为优选的技术方案，所述的齿端削平线和齿端中心线所成的锐角的为5-45度。作为优选的技术方案，所述的齿端削平线和齿端中心线所成的锐角的为30度。作为优选的技术方案，所述定子齿径向截面沿齿端中心线可以呈对称或非对称结构。作为优选的技术方案，在一个极距范围内，所述的转子由第一扇形转子部分、第二扇形转子部分和第三扇形转子部分3个扇形转子部分组成，所述的第一扇形转子部分的外圆弧内开设有永磁体开槽，组成同一转子的3个扇形转子部分的外圆弧具有不同圆心；每个扇形转子部分的外圆弧与内圆弧具有不同圆心；第二扇形转子部分的外圆弧的圆心位于转子的一个极距范围内的中心线Q上；第一扇形转子部分和第三扇形转子部分的外圆弧圆心位于转子的一个极距的两条边界线P2和P1上，3个扇形转子部分外圆弧段两个交点处进行倒角处理；一个极距下的转子径向截面沿中心线Q呈对称结构。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术提供的一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机，由于定转子的结构设计使其在气隙两侧边缘形成不均匀径向气隙，减少了气隙磁导的变化，近而减少了转子旋转时气隙磁场储能的变化，消弱了电机反电势波形畸变率，降低了电机定位力矩和转矩波动，同时也避免了采用斜槽或斜极设计带来的复杂工艺问题。附图说明图1是本技术的定子和转子径向截面图；图2是本技术的定子一个齿距范围内的结构示意图；图3是本技术的转子一个极距范围内的结构示意图；图中，1定子，2转子，3永磁体，21定子齿齿面，22齿面凹槽，23齿面边缘部；31第二扇形转子部分；32第一扇形转子部分；33第三扇形转子部分；34永磁体开槽。具体实施方式下面结合附图详细说明本技术的具体实施方式。如图1所示，一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机，包括定子1、转子2和永磁体3，所述定子的内圆交替形成多个定子槽及多个定子齿，所述定子齿朝向转子2的一段为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿齿面21；如图2所示，在一个齿距范围内，定子齿的径向截面由一根经过转子轴心的虚拟直线分成对称的两半，该虚拟直线为定子齿的齿端中心线，齿面边缘部23沿另一条虚拟直线削平，该虚拟直线为齿端削平线，所述的定子齿的齿面边缘部23各有一齿端削平线，两条齿端削平线不重合且以齿端中心线为对称轴对称；所述的定子齿齿面21上开设有2个齿面凹槽22，齿面凹槽22轴线是经过定子中心的轴线并位于定子齿的齿端中心线的两端，齿面凹槽22轴线和定子齿的齿端中心线距离小于1/3个齿距的距离，所述的齿端削平线和齿端中心线所成的锐角的为5-45度。所述的齿端削平线和齿端中心线所成的锐角的为30度。所述定子齿径向截面沿齿端中心线可以呈对称或非对称结构。如图3所示，在一个极距范围内，所述的转子由第一扇形转子部分、第二扇形转子部分和第三扇形转子部分3个扇形转子部分组成，所述的第一扇形转子部分32的外圆弧内开设有永磁体开槽，组成同一转子的3个扇形转子部分的外圆弧具有不同圆心；每个扇形转子部分的外圆弧与内圆弧具有不同圆心；第二扇形转子部分31的外圆弧的圆心位于转子的一个极距范围内的中心线Q上；第一扇形转子部分32和第三扇形转子部分33的外圆弧圆心位于转子的一个极距的两条边界线P2和P1上，3个扇形转子部分外圆弧段两个交点处进行倒角处理；一个极距下的转子径向截面沿中心线Q呈对称结构。选取所有齿距下的定子1和所有极距下的扇形转子部分进行组合，形成如图1所示的电机定转子径向截面图，定子1和转子2之间的气隙呈现非均匀的特征。本技术提供的集中绕组内置式永磁同步电机相对于现有永磁同步电机，转矩波动最大值从14％减少到12％，齿槽转矩从2.46Nm减少到0.97Nm，电机的转矩波动和齿槽转矩性能得到了大幅的提高，有效的降低了电机的反电势谐波和气隙谐波，能够实现新能源车平稳运行、低噪声、高性能的动力电机需求。以上通过具体实施方式对本技术进行了详细的说明，该实施方式仅仅是本技术的较佳实例，不应理解为对本技术的限制，任何依据专利技术的原理所做的更改都应在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机，包括定子、转子和永磁体，所述定子的内圆交替形成多个定子槽及多个定子齿，所述定子齿朝向转子的一段为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿齿面；其特征在于：在一个齿距范围内，定子齿的径向截面由一根经过转子轴心的虚拟直线分成对称的两半，该虚拟直线为定子齿的齿端中心线，齿面边缘部沿另一条虚拟直线削平，该虚拟直线为齿端削平线，所述的定子齿的齿面边缘部各有一齿端削平线，两条齿端削平线不重合且以齿端中心线为对称轴对称；所述的定子齿齿面上开设有2个齿面凹槽，齿面凹槽轴线是经过定子中心的轴线并位于定子齿的齿端中心线的两端，齿面凹槽轴线和定子齿的齿端中心线距离小于1/3个齿距的距离。

【技术特征摘要】
1.一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机，包括定子、转子和永磁体，所述定子的内圆交替形成多个定子槽及多个定子齿，所述定子齿朝向转子的一段为定子齿的齿端，定子齿的齿端端面为定子齿齿面；其特征在于：在一个齿距范围内，定子齿的径向截面由一根经过转子轴心的虚拟直线分成对称的两半，该虚拟直线为定子齿的齿端中心线，齿面边缘部沿另一条虚拟直线削平，该虚拟直线为齿端削平线，所述的定子齿的齿面边缘部各有一齿端削平线，两条齿端削平线不重合且以齿端中心线为对称轴对称；所述的定子齿齿面上开设有2个齿面凹槽，齿面凹槽轴线是经过定子中心的轴线并位于定子齿的齿端中心线的两端，齿面凹槽轴线和定子齿的齿端中心线距离小于1/3个齿距的距离。2.如权利要求1所述的一种用于新能源车的集中绕组内置式永磁同步电机，其特征在于：所述的齿端削平线和齿端中心线所成的锐角的为5-45度。3.如权利要求1所述的一种用于新能源车的集中绕...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘如意，曾金玲，宫健，赵慧超，钱志超，杨静参，郭守仑，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林;22