新能源汽车用永磁同步电机转子结构及其加工方法技术

本发明专利技术提供一种应用于新能源汽车电机技术领域的新能源汽车用永磁同步电机转子结构，本发明专利技术还涉及一种新能源汽车用永磁同步电机转子结构加工方法，所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构的转子本体(1)设置多组磁铁部(3)，每组磁铁部(3)包括磁铁槽(4)，转子本体(1)外表面设置多组沟槽组件(6)，每组沟槽组件(6)的两个倾斜的沟槽(11)布置在对应的一组磁铁部(3)的两个磁铁槽(4)之间位置，本发明专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构，不改变主磁路的铁芯面积，而是改变主磁通量的流通路径，从而有效削弱气隙磁密的谐波含有率，减少由此加振力造成的噪声，阶次噪声，全面提高驱动电机NVH性能。

Rotor structure and processing method of PMSM for new energy vehicles

【技术实现步骤摘要】
新能源汽车用永磁同步电机转子结构及其加工方法
本专利技术属于新能源汽车电机
，更具体地说，是涉及一种新能源汽车用永磁同步电机转子结构，本专利技术还涉及一种新能源汽车用永磁同步电机转子结构加工方法。
技术介绍
目前，新能源汽车行业NVH问题比较明显，驱动电机作为主要噪声源，是主要的需要改进零部件。与传统汽车的低频噪声不同，驱动电机中的高频噪声会使人产生极度的不舒适感，其中与驱动电机的极槽数相关的阶次噪声更为突出。在高输出密度要求的EV用电机中，一般使用的是布置略呈V型磁石嵌入式转子。该方式转子是针对圆形转子铁芯，防止转子内部短路磁通量为目的，提案实施了各种形状隔磁桥的转子结构。此转子结构通过调整磁极的分布(如磁铁布置角度，磁铁间距，磁极大小(极弧系数)，可以改善气隙磁密的正弦性，减少转矩脉动，增加磁阻转矩等。但是，前述方式气隙磁密容易成矩形状。由于矩形波中含有很多的谐波成分，因此存在着容易增大无助于产生电磁扭矩的定子电磁力成分的问题。通常，如果此电磁加振&加振模式与定子的固有振动频率&固有模式相接近时可能会引起较大噪音。举例来说，驱动电机的极槽配合是8极48槽，在负载下电机的转速频率48阶(相对电机转速)转矩脉动会比较大。另外，转速频率的48阶成分的径向电磁力可引起空间上0阶振动，可能会产生较大的加振力。这样，会造成电机运行中产生比较明显的48阶噪音。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种结构简单，通过改进转子本体，不改变主磁路的铁芯面积，而是改变主磁通量的流通路径，从而有效削弱气隙磁密的谐波含有率，使对应谐波阶次的转矩脉动及径向电磁加振力减少，减少由此加振力造成的噪声，提高电机NVH性能的新能源汽车用永磁同步电机转子结构。要解决以上所述的技术问题，本专利技术采取的技术方案为：本专利技术为一种新能源汽车用永磁同步电机转子结构，包括转子本体，转子本体上设置轴向穿透转子本体的中间开孔，转子本体沿轴向一周按间隙设置多组磁铁部，每组磁铁部包括两个呈V字形布置的磁铁槽，每组磁铁部的两个磁铁槽之间设置一个孔状部，转子本体外表面沿轴向一周设置多组沟槽组件，每组沟槽组件的两个倾斜的沟槽布置在对应的一组磁铁部的两个磁铁槽之间位置，两个沟槽均设置为向孔状部方向延伸的结构。所述的每组沟槽组件的两个倾斜布置的沟槽设置为呈V字形结构，所述的孔状部设置为呈三角形结构。所述的孔状部包括边线Ⅰ、边线Ⅱ、边线Ⅲ，每组磁铁部的磁铁槽4分别包括外侧边线。每组磁铁部的两个磁铁槽之间的孔状部的边线Ⅰ靠近转子本体外表面，边线Ⅱ靠近该组磁铁部的一个磁铁槽的外侧边线，边线Ⅲ靠近该组磁铁部的另一个磁铁槽的外侧边线。每组磁铁部的两个磁铁槽之间的孔状部的边线Ⅱ与该组磁铁部的一个磁铁槽的外侧边线平行布置，每组磁铁部的两个磁铁槽之间的孔状部的边线Ⅲ与该组磁铁部的另一个磁铁槽的外侧边线平行布置。每组沟槽组件的两个倾斜的沟槽位于一个孔状部两侧位置，每个沟槽分别包括沟槽内侧线。每组沟槽组件的每个沟槽的沟槽内侧线与对应的磁铁部的一个磁铁槽的外侧边线平行布置。每组磁铁部的两个磁铁槽之间的孔状部的边线Ⅱ与该组磁铁部的一个磁铁槽的外侧边线之间的距离为，每组磁铁部的两个磁铁槽之间的孔状部的边线Ⅲ与该组磁铁部的另一个磁铁槽的外侧边线之间的距离为a，每组沟槽组件的沟槽的沟槽内侧线与一个对应的磁铁槽的外侧边线之间的距离为b，每个沟槽的宽度尺寸为c，每个沟槽的深度尺寸为d。每组沟槽组件6的沟槽的沟槽内侧线与一个对应的磁铁槽的外侧边线的距离b的尺寸为：0.5a≤b≤a，每个沟槽的深度尺寸d为：2c≤d≤4c。本专利技术还涉及一种新能源汽车用永磁同步电机转子结构加工方法，所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构加工方法包括沟槽加工，沟槽加工的步骤为：1)在转子本体1上加工初步凹进的沟槽，形成初步沟槽，初步沟槽包括沟槽内侧线和沟槽外侧线；2)沟槽外侧线和转子本体1外表面之间形成尖角结构；3)对尖角结构进行倒圆角处理，形成沟槽；4)依次对每个初步沟槽进行倒圆角处理。采用本专利技术的技术方案，能得到以下的有益效果：本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构，在转子本体上设置多组磁铁部，每组磁铁部包括两个磁铁槽，而每组磁铁部的两个磁铁槽之间设置两个沟槽，两个沟槽之间设置一个孔状部。这样，对磁铁槽、沟槽、孔状部的各自结构、各自布置位置、彼此相对关系进行改变，这样，不会改变主磁路的铁芯面积，而是能够实现主磁通量的流通路径的改变，从而有效削弱气隙磁密的谐波含有率，降低驱动电机噪音。本专利技术的结构，是在转子本体上靠近每个磁铁槽的部位开设沟槽，而沟槽与磁铁槽边线平行。本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构，结构简单，通过改进转子本体，不改变主磁路的铁芯面积，而是改变主磁通量的流通路径，从而有效削弱气隙磁密的谐波含有率，使对应谐波阶次的转矩脉动及径向电磁加振力减少，减少由此加振力造成的噪声，阶次噪声，全面提高驱动电机NVH性能。附图说明下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：图1为本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构的整体结构示意图；图2为本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构的A部位的局部结构示意图；图3为本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构进行倒圆角处理前的局部结构示意图；图4为本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构的各部位标记尺寸关系时的局部结构示意图；图5为本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构与现有技术(原方案)的一种实施例的总体扭矩波动幅值对比图；图6为本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构与现有技术均为8极48槽的实施例的48次扭矩波动幅值对比图；图7为本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构与现有技术均为8极48槽的实施例的不同位置48阶径向力的对比图；图8为本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构与现有技术的一种实施例的总体声压级的对比图；图9为本专利技术所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构与现有技术均为8极48槽的实施例的48阶声压级的对比图；附图中标记分别为：1、转子本体；2、中间开孔；3、磁铁部；4、磁铁槽；5、孔状部；6、沟槽组件；7、边线Ⅰ；8、边线Ⅱ；9、边线Ⅲ；10、外侧边线；11、沟槽；12、沟槽内侧线；13、初步沟槽；14、沟槽外侧线；15、尖角结构；16、内侧边线。具体实施方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：如附图1-附图9所示，本专利技术为一种新能源汽车用永磁同步电机转子结构，包括转子本体1，转子本体1上设置轴向穿透转子本体1的中间开孔2，转子本体1沿轴向一周按间隙设置多组磁铁部3，每组磁铁部3包括两个呈V字形布置的磁铁槽4，每组磁铁部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新能源汽车用永磁同步电机转子结构，其特征在于：包括转子本体(1)，转子本体(1)上设置轴向穿透转子本体(1)的中间开孔(2)，转子本体(1)沿轴向一周按间隙设置多组磁铁部(3)，每组磁铁部(3)包括两个呈V字形布置的磁铁槽(4)，每组磁铁部(3)的两个磁铁槽(4)之间设置一个孔状部(5)，转子本体(1)外表面沿轴向一周设置多组沟槽组件(6)，每组沟槽组件(6)的两个倾斜的沟槽(11)布置在对应的一组磁铁部(3)的两个磁铁槽(4)之间位置，两个沟槽(11)均设置为向孔状部(5)方向延伸的结构。/n

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车用永磁同步电机转子结构，其特征在于：包括转子本体(1)，转子本体(1)上设置轴向穿透转子本体(1)的中间开孔(2)，转子本体(1)沿轴向一周按间隙设置多组磁铁部(3)，每组磁铁部(3)包括两个呈V字形布置的磁铁槽(4)，每组磁铁部(3)的两个磁铁槽(4)之间设置一个孔状部(5)，转子本体(1)外表面沿轴向一周设置多组沟槽组件(6)，每组沟槽组件(6)的两个倾斜的沟槽(11)布置在对应的一组磁铁部(3)的两个磁铁槽(4)之间位置，两个沟槽(11)均设置为向孔状部(5)方向延伸的结构。


2.根据权利要求1所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构，其特征在于：所述的每组沟槽组件(6)的两个倾斜布置的沟槽(11)设置为呈V字形结构，所述的孔状部(5)设置为呈三角形结构。


3.根据权利要求1或2所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构，其特征在于：所述的孔状部(5)包括边线Ⅰ(7)、边线Ⅱ(8)、边线Ⅲ(9)，每组磁铁部(3)的磁铁槽(4)分别包括外侧边线(10)。


4.根据权利要求3所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构，其特征在于：每组磁铁部(3)的两个磁铁槽(4)之间的孔状部(5)的边线Ⅰ(7)靠近转子本体(1)外表面，边线Ⅱ(8)靠近该组磁铁部(3)的一个磁铁槽(4)的外侧边线(10)，边线Ⅲ(9)靠近该组磁铁部(3)的另一个磁铁槽(4)的外侧边线(10)。


5.根据权利要求3所述的新能源汽车用永磁同步电机转子结构，其特征在于：每组磁铁部(3)的两个磁铁槽(4)之间的孔状部(5)的边线Ⅱ(8)与该组磁铁部(3)的一个磁铁槽(4)的外侧边线(10)平行布置，每组磁铁部(3)的两个磁铁槽(4)之间的孔状部(5)的边线Ⅲ(9)与该组磁铁部(3)的另一个磁铁槽(4)的外侧边线(10)平行布置。


6.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：申帅龙，德永翔平，程麒，
申请(专利权)人：奇瑞安川电驱动系统有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34