一种混合表嵌-辐条式永磁非对称磁轴偏移电机制造技术

本发明专利技术公开了一种混合表嵌

【技术实现步骤摘要】
一种混合表嵌
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辐条式永磁非对称磁轴偏移电机


[0001]本专利技术涉及永磁电机领域，具体涉及一种混合表嵌
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辐条式永磁非对称磁轴偏移电机。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的受众面越来越广，用户对其需求也不断提高，内置式永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Machine，PMSM)因为其高功率密度、高效率以及更好的控制精度被广泛应用于电动汽车中。
[0003]永磁电机中使用的昂贵稀土永磁材料不利于电动汽车的推广和发展，因此提高永磁利用率至关重要。传统内置式电机能够提供较高的磁阻转矩，但相对传统表面式永磁电机，其永磁转矩相对较低，且其转子通常采用对称的结构，永磁转矩和磁阻转矩的d轴相差大致45度电角度，导致两者的利用率较低，限制了电机整体的功率密度。为此，一类磁轴偏移永磁电机被提出，此类电机可以令永磁转矩与磁阻转矩的d轴差角减小，从而实现转矩密度的提升。但为了弥补偏移过程中转矩峰值的下降，此类电机的磁阻结构日益复杂，提升了电机的设计分析与制造难度。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种混合表嵌
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辐条式永磁非对称磁轴偏移电机。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种永磁电机，包括：中间部分隔有气隙的定子铁心、转子、设置于所述定子铁心上的三相电枢绕组与被所述转子环绕的转轴；
[0007]所述的定子铁心包括定子轭与多个定子齿；多个所述定子齿均匀分布于所述定子轭内端，且相邻定子轭之间形成了定子槽，用于设置三相电枢绕组；
[0008]所述转子包括转子凸极齿、转子轭、多个表嵌式永磁体与辐条式永磁体，所述转子轭外周设有多个由相邻转子凸极齿形成的的转子外槽，用于容纳所述表嵌式永磁体；多个所述表嵌式永磁体围绕转子轭的外周面均匀分布；多个所述辐条式永磁体均嵌于所述转子轭之间的转子内槽内且成对布置，成对的两个所述辐条式永磁体关于转子轭中心呈中心对称，所述辐条式永磁体布置于两相邻表嵌式永磁体之间，所述的表嵌式永磁体的中轴线与所述转子外槽的中轴线之间存在夹角。
[0009]可选地，所述辐条式永磁体布置在所述转子内槽中，所述的转子内槽将两个相邻的所述转子外槽之间的转子凸极齿划分为不对称的两个部分。
[0010]可选地，所述辐条式永磁体相对于所述转子轭的径向具有夹角。
[0011]可选地，所述辐条式永磁体不完全地填充在所述转子内槽中。
[0012]可选地，所述表嵌式永磁体不完全地填充在所述转子外槽中，且永磁体的一侧紧贴所述转子凸极齿。
[0013]可选地，所述转子凸极的不对称的两个部分，分别占据β1和β2的角度；所述的表嵌式永磁体的中轴线与所述转子外槽的中轴线之间的夹角为α，电机极对数为p
r
，所述转子中的设计满足：
[0014]p
r
×
[α+(β2‑
β1)/2]＝45
°
。
[0015]一种用于机动车的调节驱动装置，其带有上述的永磁电机。
[0016]本专利技术为了使得永磁转矩和磁阻转矩的最大值对应的电流角接近相同的角度，通过在混合磁极下永磁体的偏置使得永磁磁轴，即永磁转矩对应的d轴产生偏移，朝着磁阻磁轴，即磁阻转矩对应的d轴的方向移动，从而实现电机永磁转矩、磁阻转矩利用率以及总转矩峰值的提升。
[0017]永磁表嵌式电机具有结构简单、永磁转矩高的优势，但磁阻转矩相对欠缺，通过结合辐条式永磁结构，可以在不过度增加电机复杂度的基础上增大电机的凸极率，从而实现磁阻转矩的提升。由于永磁表嵌式电机与辐条式永磁电机两者结构精简，因此本专利技术采用了结合永磁表嵌式和辐条式永磁的混合磁极式电机，实现电机“高转矩密度精简化”设计。
[0018]本专利技术的有益效果：
[0019]1、本专利技术可以基于具有高永磁转矩的表嵌式永磁电机，结合辐条式永磁结构，进一步拓展电机的磁阻转矩，为电机的弱磁调速提供进一步的优势。同时，相对于现存的众多具有复杂结构的内置式永磁电机，本专利技术电机仅仅结合了两种简单磁极结构，较少的磁障可以降低永磁磁通以及永磁转矩的削弱程度。因此，本专利技术电机具备的高永磁转矩与磁阻转矩峰值有益于提升电机的总转矩密度。
[0020]2、传统对称电机两转矩分量的最大值对应的电流角相差45度电角度，而本专利技术在一定永磁体用量的前提下，运用永磁体及转子槽的多种不对称分布设计使得永磁转矩和磁阻转矩分量可以在相近的电流角下达到最大值，提高转矩分量利用率，提升转矩输出能力。
[0021]3、非对称磁轴偏移电机面临着不对称结构带来的转矩脉动提升风险，辐条式永磁结构采用的斜极设计，能够在一定程度上抑制转矩脉动，通过斜极的倾斜角度设计，可以将转矩脉动抑制在理想范围内。
附图说明
[0022]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0023]图1为本专利技术的电机横截面结构示意图；
[0024]图2为本专利技术的电机空载磁力线分布及永磁d轴与磁阻d轴示意图；
[0025]图3为本专利技术的电机辐条式永磁单元设计示意图；
[0026]图4为本专利技术的电机转矩分离图。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]请结合图1所示，本专利技术的一些实施例中，公开了一种混合表嵌
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辐条式永磁非对
称磁轴偏移电机，包括中间部分隔有气隙的定子铁心1和混合表嵌
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辐条式永磁转子2，设置于定子铁心1上的三相电枢绕组3以及被转子环绕且位于电机中轴线的转轴4。
[0029]所述定子铁心1包括定子电枢齿1.1、定子轭1.2以及相邻定子齿1.1形成的定子槽1.3；定子齿1.1一端靠近转子2，定子齿1.1远离转子2的一端由定子轭1.2相连接，相邻定子齿1.1之间形成定子槽1.3，且定子齿1.1与定子槽1.3绕定子中心轴线均匀分布；三相电枢绕组3为双层分布绕组，穿过定子槽1.3缠绕在定子齿1.1上。
[0030]所述混合表嵌
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辐条式永磁转子2包括转子凸极齿2.1、转子轭2.2、表嵌式永磁2.3、辐条式永磁2.4、转子外槽2.5以及转子内槽2.6，这些结构共同构成了表嵌式5以及辐条式6两类永磁单元结构。
[0031]其中，混合表嵌
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辐条式永磁转子2的表嵌式永磁单元5包括转子凸极齿2.1、表嵌式永磁体2.3以及转子外槽2.5。所述表嵌式永磁体2.4偏置于所述转子外槽2.5，表嵌式永磁体2.3中轴线与转子外槽2.5的中轴线之间存在角度α，且表嵌式永磁体2.3不完全填充转子外槽2.本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁电机，包括：中间部分隔有气隙的定子铁心、转子、设置于所述定子铁心上的三相电枢绕组与被所述转子环绕的转轴；所述的定子铁心包括定子轭与多个定子齿；多个所述定子齿均匀分布于所述定子轭内端，且相邻定子轭之间形成了定子槽，用于设置三相电枢绕组；所述转子包括转子凸极齿、转子轭、多个表嵌式永磁体与辐条式永磁体，所述转子轭外周设有多个由相邻转子凸极齿形成的的转子外槽，用于容纳所述表嵌式永磁体；多个所述表嵌式永磁体围绕转子轭的外周面均匀分布；多个所述辐条式永磁体均嵌于所述转子轭之间的转子内槽内且成对布置，成对的两个所述辐条式永磁体关于转子轭中心呈中心对称，所述辐条式永磁体布置于两相邻表嵌式永磁体之间，所述的表嵌式永磁体的中轴线与所述转子外槽的中轴线之间存在夹角。2.根据权利要求1所述的永磁电机，其特征在于，所述辐条式永磁体布置在所述转子内槽中，所述的转子内槽将两个相邻的所述转子外槽之间的转子凸极齿划分为不对称的两个部分。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：阳辉，葛永盛，林鹤云，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：