永磁同步电机、永磁同步电机的转子铁芯和车辆制造技术

本申请公开了一种永磁同步电机、永磁同步电机的转子铁芯和车辆，所述永磁同步电机，包括：定子；转子，所述转子安装于所述定子内，且所述转子的外周壁与所述定子的内周壁间隔开形成气隙，所述气隙包括多个第一子气隙和多个第二子气隙，多个所述第一子气隙和多个所述第二子气隙沿周向一一交错设置，且顺次首尾连接，所述第二子气隙的至少部分区域的高度大于所述第一子气隙的高度。本申请的永磁同步电机包通过设计非均匀的气隙，可以提高气隙磁密基波含量，降低磁密谐波畸变率，减小电机振动和噪声，减小电机损耗，提高效率，且方案的成本低，较易产业化实施。

Permanent magnet synchronous motor, rotor core and vehicle of permanent magnet synchronous motor

【技术实现步骤摘要】
永磁同步电机、永磁同步电机的转子铁芯和车辆
本申请属于电机制造
，具体而言，涉及一种永磁同步电机、永磁同步电机的转子铁芯和具有该永磁同步电机的车辆。
技术介绍
永磁同步电机的功效高，广泛应用于新能源电动汽车中。相关技术中的永磁同步电机，其3次、5次和7次谐波含量非常多，高的谐波含量至少在以下三个方面会严重影响永磁同步电机：1)导致永磁同步电机运行时的转矩脉动加大；2)使得永磁同步电机附加的振动噪声加大；3)增加电机运行时的铁耗，影响电机效率。因此，需要对永磁同步电机进行进一步地优化设计。申请内容本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。本申请的一个目的在于提出一种永磁同步电机，包括：定子；转子，所述转子安装于所述定子内，且所述转子的外周壁与所述定子的内周壁间隔开形成气隙，所述气隙包括多个第一子气隙和多个第二子气隙，多个所述第一子气隙和多个所述第二子气隙沿周向一一交错设置，且顺次首尾连接，所述第二子气隙的至少部分区域的高度大于所述第一子气隙的高度。本申请实施例的永磁同步电机包通过设计非均匀的气隙，可以提高气隙磁密基波含量，降低磁密谐波畸变率，减小电机振动和噪声，减小电机损耗，提高效率，且方案的成本低，较易产业化实施。根据本申请一个实施例的永磁同步电机，所述定子的内周壁为圆形，所述转子的外周壁包括多段圆弧形，所述多段圆弧形中的至少两段的圆心间隔开。根据本申请一个实施例的永磁同步电机，所述多段圆弧形包括多个第一段和多个第二段，所述第一段和所述第二段沿周向一一交错设置且顺次首尾连接，所述第一段的圆心位于所述转子的中轴线上，所述第二段的圆心位于所述第二段的背离所述转子的中轴线的一侧。根据本申请一个实施例的永磁同步电机，所述第二段的高度与所述第一段的半径的比值为a，满足：0.1％≤a≤0.4％。根据本申请一个实施例的永磁同步电机，所述第二段的半径与所述第一段的半径的比值为b，满足：1.05≤b≤1.2。根据本申请一个实施例的永磁同步电机，所述多段圆弧形包括多个半径相同的子段，多个所述子段沿周向顺次首尾连接，每个所述子段的圆心均位于所述转子的中轴线与所述子段之间，多个所述子段的圆心绕所述转子的中轴线均匀间隔开设置。根据本申请一个实施例的永磁同步电机，所述子段的半径与所述转子的外接圆的半径的比值为c，满足：0.85≤c≤0.95。本申请还提出了一种车辆，具有如上述任一种所述的永磁同步电机。本申请还提出了一种永磁同步电机的转子铁芯，所述转子铁芯为如上述永磁同步电机的转子的转子铁芯。所述车辆、所述转子铁芯与上述的永磁同步电机相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。附图说明本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本申请一个实施例的永磁同步电机的横截面；图2是图1中A处的局部放大图；图3是本申请一个实施例的永磁同步电机的基波、3次波、5次波、7次波等气隙磁密幅值；图4是相关技术中的永磁同步电机的基波、3次波、5次波、7次波等气隙磁密幅值。附图标记：永磁同步电机100，第一子气隙101，第二子气隙102，定子10，转子20a，转子铁芯20b，转子槽21，第一段22，第二段23，第二段23的高度h。具体实施方式下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。下面参考图1-图2描述根据本申请实施例的永磁同步电机100。如图1所示，永磁同步电机100包括定子10和转子20a。定子10具有圆柱形的内腔，转子20a可转动地安装于定子10的内腔中。转子20a包括转子铁芯20b和永磁体(图中未示出)，转子铁芯20b设有转子槽21，永磁体安装于转子槽21内。定子10包括定子铁芯和定子绕组，定子铁芯设有用于绕制定子绕组的定子齿，定子绕组绕设在定子齿上。转子20a的外周壁与定子10的内周壁间隔开形成气隙，即定子10的内径大于转子20a的外径，这样转子20a可在定子10内自由转动。如图1所示，气隙沿转子20a的周向非均匀分布。在实际的执行中，气隙包括多个第一子气隙101和多个第二子气隙102，图1所示的实施例为8个第一子气隙101和8个第二子气隙102，多个第一子气隙101和多个第二子气隙102沿周向一一交错设置，且多个第一子气隙101和多个第二子气隙102顺次首尾连接，第二子气隙102的至少部分区域的高度大于第一子气隙101的高度，该高度指沿永磁同步电机100的径向的高度，在实际的执行中，第一子气隙101为高度均匀的弧形，第二子气隙102在周向上各个区域的最小高度等于第一子气隙101的高度，第二子气隙102在周向上部分区域的高度大于第一子气隙101的高度，第一子气隙101的形状与第二子气隙102的形状不同。这样转子20a在转动时不易因为不均匀的外周壁晃动。可以理解的是，相关技术中的气隙均为均匀分布的，即相关技术中，定子的内周壁为圆形，转子的外周壁为圆形，且两个圆形为同心圆，对应地，气隙为圆环形。专利技术人经过大量试验发现，均匀的气隙导致永磁同步电机的3次、5次和7次谐波含量非常多，导致永磁同步电机运行时的转矩脉动加大，附加的振动噪声加大，运行时的铁耗大，影响电机效率。如图3和图4，其横坐标表示几次波，纵坐标表示气隙磁密幅值。从图中可以清楚地看到，本申请的永磁同步电机100，可以提高基波幅值，降低高次波幅值。本申请实施例的永磁同步电机100包通过设计非均匀的气隙，可以提高气隙磁密基波含量，降低磁密谐波畸变率，减小电机振动和噪声，减小电机损耗，提高效率，且方案的成本低，较易产业化实施。在实际的执行中，如图1和图2所示，定子10的内周壁为圆形，转子20a的外周壁包括多段圆弧形，多段圆弧形中的至少两段的圆心间隔开，即多段圆弧形中的至少两段的圆心不重合。多段圆弧形的外周壁易于成型制造，且转子20a在转动时的对中性好。在图1和图2所示的实施例中，多段圆弧形包括多个第一段22和多个第二段23，第一段22和第二段23沿周向一一交错设置且顺次首尾连接，第一段22的圆心位于转子20a的中轴线上，第二段23的圆心位于第二段23的背离转子20a的中轴线的一侧。可以理解的是，第一段22所在的圆形形成转子20a(转子铁芯20b)的外圆，第二段23为用一个圆心位于该外圆外的圆与该外圆相交后截出的圆弧，第二段23相当于转子20a(转子铁芯20b)的缺口。在实际的执行中，第二段23的半径与第一段22的半径的比值为b，满足：1.05≤b≤1.2。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种永磁同步电机，其特征在于，包括：/n定子；/n转子，所述转子安装于所述定子内，且所述转子的外周壁与所述定子的内周壁间隔开形成气隙，所述气隙包括多个第一子气隙和多个第二子气隙，多个所述第一子气隙和多个所述第二子气隙沿周向一一交错设置，且顺次首尾连接，所述第二子气隙的至少部分区域的高度大于所述第一子气隙的高度。/n

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机，其特征在于，包括：
定子；
转子，所述转子安装于所述定子内，且所述转子的外周壁与所述定子的内周壁间隔开形成气隙，所述气隙包括多个第一子气隙和多个第二子气隙，多个所述第一子气隙和多个所述第二子气隙沿周向一一交错设置，且顺次首尾连接，所述第二子气隙的至少部分区域的高度大于所述第一子气隙的高度。


2.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述定子的内周壁为圆形，所述转子的外周壁包括多段圆弧形，所述多段圆弧形中的至少两段的圆心间隔开。


3.根据权利要求2所述的永磁同步电机，其特征在于，所述多段圆弧形包括多个第一段和多个第二段，所述第一段和所述第二段沿周向一一交错设置且顺次首尾连接，所述第一段的圆心位于所述转子的中轴线上，所述第二段的圆心位于所述第二段的背离所述转子的中轴线的一侧。


4.根据权利要求3所述的永磁同步电机，其特征在于，所述第二段的高...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小良，饶胜，
申请(专利权)人：宝能汽车有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44