一种可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机制造技术

本发明专利技术公开了一种可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机的设计方法。该电机包括定子、转子和转轴。定子包括定子铁心，定子铁心上设有多个定子线槽，每个定子线槽内均设有定子绕组。转子包括设在转轴上的转子铁心，转子永磁体为4极结构相同的新型W型永磁体。在交轴磁路中加入弧形磁障和独立可控漏磁对称磁障，转子结构设计成非均匀的结构圆。本发明专利技术给出了新型W型反凸极永磁体与可控漏磁磁障相结合的设计方法，电机具有反凸极和可控漏磁的电磁特性，具有高功率密度、低退磁风险和高效率等诸多优势。势。势。

【技术实现步骤摘要】
一种可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机


[0001]本专利技术涉及一种电机，具体涉及一种可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机。

技术介绍

[0002]近年来，永磁同步电机以其结构简单、高转矩/功率密度、高效率和运行可靠等诸多优势，吸引了国内外专家和学者的关注及研究。而永磁同步电机的劣势在于采用稀土永磁体进行励磁，气隙磁场基本恒定不变且难以调节，这就导致其调速范围很难扩大。同时在大电流和高温等极端运行状态下，其永磁体可能会遭遇较大的不可逆退磁风险，这些缺陷也在一定程度上限制了该类电机在汽车领域的大规模应用。故研究出兼具高效率/转矩密度、宽调速范围、且满足汽车复杂多变运行工况需求的永磁同步电机，能够更好地提升汽车的整体性能，推动电动汽车产业的蓬勃发展，这对于汽车行业具有非常重要的经济价值和战略意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机，该技术方案结构简单、效率高、避免高温高压退磁、具有反凸极效应，反凸极永磁磁阻电机结合了永磁同步电机高效率和高功率密度特性，同时电机具有可控漏磁的电磁特性，该电机在具有高功率密度、低退磁风险和高效率等诸多优势的同时，还能利用交轴电流来控制支路漏磁通的大小，从而间接调节气隙磁通，有效拓宽电机的恒功率调速范围。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机，其特征在于，所述电机包括转轴、转子铁心、新型W型永磁体、定子绕组、弧形对称磁障、定子铁心，所述转子铁心以冲片叠压的形式穿过转轴，转子铁心中均匀分布着永磁体安装槽，所述新型W型永磁体粘在永磁体安装槽中形成偶数个磁极，定子绕组均匀嵌入定子线槽中。
[0005]进一步，所述定子叠片和转子铁心之间设置有气隙。
[0006]进一步，所述定子铁心上均匀分布多个定子线槽；每个定子槽中均设有定子绕组。
[0007]进一步，其中永磁体安装槽中偶数个磁极，永磁体为W型 ，永磁体直轴方向永磁体靠近气隙，W型构型的永磁体可以使得电机在交轴方向形成磁障从而增大交轴方向的磁阻减少Lq。
[0008]进一步，转子结构设计成非均匀的结构圆，通过改变电机交轴转子偏心优化转子外形，致使电机气隙长度在直轴方向比交轴方向小，可以实现Ld>Lq。
[0009]进一步，在直轴磁路上添加合适的弧形导磁桥，减小永磁体的自漏磁，提高Ld。
[0010]进一步，直轴磁路两边设计弧形磁障，防止直交轴之间的强交叉耦合磁饱和，并增大Ld。
[0011]进一步，通过在交轴磁路中加入弧形磁障和独立漏磁支路。既能有效减小交轴电感Lq，还能为电机的漏磁提供一条可变化的路径。
[0012]相对于现有技术，本专利技术具有如下优点，本专利技术设计新型W型反凸极永磁同步电机，过转子永磁体结构上的设计，使得电机Ld>Lq，q轴深槽型空气磁障增大了电机的凸极率，提高了电机带载性能，电机转子结构设计成非均匀的结构圆，使得电机在转子交轴处有较大的气隙存在，满足直轴电感大于交轴电感，解决传统永磁同步电机弱磁调速难、永磁体易退磁等一系列问题。
[0013]利用本专利技术设计方法设计电机在转子交轴靠近气隙处利用梯形磁障和弧形磁障设置了极间漏磁支路，以供永磁体漏磁通过。同时，交轴磁通与漏磁通在该支路汇集，两者之间互相影响。通过改变交轴电流可以实时控制交轴磁通的大小，进而控制漏磁支路的饱和程度，最后实时控制漏磁通的大小，从而实现可控漏磁特性，能够有效拓宽该电机的调速范围。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机结构图；图2是本专利技术的可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机的转子结构图；图中：1
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定子铁心；2
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定子线槽；3
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定子绕组；4
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转子铁心；5
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新型W型永磁体；6
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转轴；7
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三角形空气磁障；8
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半圆空气磁障；9
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弧形磁障；10
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对称弧形磁障；11
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弧形导磁桥；12
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转子凹陷。
实施方式
[0015]下面结合附图对本专利技术的一个实施例作进一步的描述：如图1和图2所示，以4极可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机为例，可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机包括定子、转子和转轴6，所述定子包括定子铁心1，定子铁心1上设有多个定子线槽2，定子槽的数量一般为3的倍数；每个定子线槽2内均设有定子绕组3，定子绕组为漆包线绕制而成。所述转子包括设在转轴6上的转子铁心4，转子铁心4上均设有偶数个围绕转轴6的新型W型永磁体5，所述永磁体5于d轴处成一字型贴近转子气隙处，永磁体5位于转子铁心4相对于每个转子直轴d对称分布，新型W永磁体5连接处之间均开设三角形空气磁障7，所述转子直轴d位置上添加合适的弧形导磁桥11；所述呈新型W型永磁体5排列之间，每个转子交轴线q位置沿轴向开凿一个半圆空气磁障8，W型永磁体端部连接着弧形磁障9，构成一个独立的漏磁支路；所述交轴磁路q两旁设计对称弧形磁障10。所述转子为不规则圆，转子交轴q有转子凹陷12。
[0016]工作原理：为了提高Ld，在直轴磁路上添加合适的导磁桥，同时也提升了设计电机转子在高速状态下的机械强度。直轴磁路两边的弧形磁障能够防止直交轴之间的强交叉耦合磁饱和，并增大Ld。同时将弧形磁障的形状尺寸进行优化，可以有效减小电机的转矩脉动。通过在交轴磁路中加入弧形磁障和独立漏磁支路，既能有效减小交轴电感Lq，还能为电机的漏磁提供一条可变化的路径。因此可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机能够获得可控漏磁特性和反凸极特性，两者能够有效拓宽该电机的调速范围。
[0017]针对传统弱磁扩速困难等问题，在传统W型电机转子结构的基础上进行了创新设计。设计电机在转子交轴靠近气隙处利用半圆磁障和弧形磁障设置了极间漏磁支路，以供永磁体漏磁通通过。同时，交轴磁通与漏磁通在该支路汇集，两者之间互相影响。通过改变
交轴电流可以实时控制交轴磁通的大小，进而控制漏磁支路的饱和程度，最后实时控制漏磁通的大小，从而实现可控漏磁特性传统W型电机的电感特性是Ld<Lq，而可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机的电感特性为Ld>Lq，电机具有反凸极特性，从而有利于实现弱磁。W型构型的永磁体可以使得电机在交轴方向形成磁障从而增大交轴方向的磁阻减少Lq，由于磁桥的磁导率比永磁磁导率大得多，新型W型永磁体中许多磁通直接通过磁桥，降低了直轴磁路的磁阻，因此Ld>Lq。与此同时，由于永磁体特殊拓扑结构，磁链难以通过交轴，同样可以使得Ld>Lq。在低速状态时，可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机可以利用正值直轴电流来产生正值磁阻转矩；在高速状态时，由于可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机具备较大的Ld，只需相对较小的直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机， 其特征在于，所述电机包括转轴、转子铁心、新型W型永磁体、定子绕组、弧形对称磁障、定子铁心，所述转子铁心以冲片叠压的形式穿过转轴，转子铁心中均匀分布着永磁体安装槽，所述新型W型永磁体粘在永磁体安装槽中形成偶数个磁极，定子绕组均匀嵌入定子线槽中；定子铁心内部定子槽设置双层绕组，所述转子为非均匀的结构圆，所述转子铁心上有多对对称分布的新型W型永磁体。2.根据权利要求1所述的可控漏磁新型W型反凸极永磁同步电机，其特征在于，所述定...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫丽红，赖巧巧，赵泽卿，秦通，
申请(专利权)人：淮阴工学院，
类型：发明
国别省市：