[發明專利]用于電動汽車的寬調速永磁同步電機

無效

• 申請號: 201210269428.7
• 申請日: 2012-07-31
• 公開（公告）號: CN103580410A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 樊成芳;何勤;張闖;陳奇志
• 申請（專利權）人: 成都聯騰動力控制技術有限公司
• 主分類號: H02K16/02
• 分類號: H02K16/02;H02K1/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種永磁同步電機，具體是指用于電動汽車的寬調速永磁同步電機。

背景技術

現有應用于電動汽車上的電機基本分為兩種，第一種為采用異步電機變頻驅動方式：電機的轉速（轉子轉速）小于旋轉磁場的轉速，從而叫為異步電機。它和感應電機基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s為轉差率，ns為磁場轉速，n為轉子轉速。異步電機是由氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流相互作用產生電磁轉矩,從而實現機電能量轉換為機械能量的一種交流電機，?異步電動機按照轉子結構分為兩種形式：有鼠籠式、繞線式異步電動機；作電動機運行的異步電機，因其轉子繞組電流是感應產生的，又稱感應電動機。采用異步電機變頻驅動方式存在低速時轉矩不足、控制精度較差，變頻調速范圍較小，與電動汽車低速大扭矩、高轉速的需求存在較大差異，同時，異步電機工作效率較低，會大大降低整車的續駛里程；而且異步電機體積和重量較大，在車輛上安裝較困難，采用異步電機變頻調速的方式，異步電機的額定轉速一般在3000rpm左右，最高轉速在5000左右，采用自然冷卻的方式。由于異步電機低轉速時扭矩不足，不能滿足車輛低速大扭矩（起步、加速、爬坡）的使用要求，而且最高轉速也不能滿足車輛的最高車速的要求，因此，異步電機需要與多檔變速箱配合使用，才能滿足整車的需求。當車輛在起步、加速、爬坡時，變速箱置于低檔，此時變速箱減速比大，電機的輸出經過變速箱減速后傳遞給車輪，滿足車輛的大扭矩需求；當車輛在高速行駛時，變速箱置于高檔（速比小于1），此時電機的輸出轉速經過變速箱提升后傳遞給車輪，滿足車輛的高轉速需求。

第二種為采用永磁同步電機：同步發電機為了實現能量的轉換，需要有一個直流磁場。而產生這個磁場的直流電流，稱為發電機的勵磁電流。根據勵磁電流的供給方式，凡是從其它電源獲得勵磁電流的發電機，稱為他勵發電機，從發電機本身獲得勵磁電源的，則稱為自勵發電機。采用的永磁同步電機存在調速范圍較窄，不能滿足電動汽車的高速需求，需要加裝變速箱來滿足整車的性能需求的不足，加裝變速箱后，整體結構較復雜，體積較大，安裝不方便，并且成本較高，采用永磁同步電機的方式，永磁同步電機的額定轉速一般在3000rpm左右，最高轉速在6000左右，同樣需要加裝變速箱，通過調整變速箱的檔位，來滿足整車不同工況下的需求。

發明內容

本發明的目的在于提供用于電動汽車的寬調速永磁同步電機，解決目前的電機工作效率較低，體積和重量較大、在車輛上安裝較困難、并且成本較高的問題。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

用于電動汽車的寬調速永磁同步電機，包括殼體，在殼體的兩端分別安裝有前端蓋、以及后端蓋，在殼體內部安裝有定子，在前端蓋和后端蓋之間安裝有轉子軸，在轉子軸上至少套裝有兩個轉子模塊，轉子模塊之間安裝有間隔環，在轉子模塊與前端蓋、以及轉子模塊與后端蓋之間均安裝有平衡環。通過在轉子軸上安裝至少兩個的轉子模塊，在不改變徑向尺寸的前提下，可以通過增加轉子模塊5的數量，同時根據需要來增加定子3的長度來增加電機的輸出扭矩及功率，大大提高了電機的匹配性，而且其直徑不變，便于減小空間，解決了目前的電機工作效率較低，體積和重量較大、在車輛上安裝較困難、并且成本較高的問題。

所述轉子模塊包括轉子鐵芯，轉子鐵芯由硅鋼片疊壓而成并用鉚釘固定，在轉子鐵芯的軸線上設置有用于與轉子軸連接的裝配孔，在所述轉子鐵芯上設置有多個與轉子鐵芯的軸線平行的通孔，在通孔內部安裝有磁鋼體。轉子鐵芯由硅鋼片疊加組合而成，通過鉚釘將疊加的硅鋼片壓緊、固定，在轉子鐵芯上設置有多個與轉子鐵芯的軸線平行的通孔，在通孔內部安裝有磁鋼體，相對于傳統的永磁電機轉子整體是永磁體的方式，不僅可以提高轉子鐵芯的強度，而且磁路更加嚴謹，符合實際的應用，即：磁路的通道、磁通量、磁場強度等等參數可以更好控制和調整，通過優化電機轉子的結構和磁路結構，降低氣隙磁場強度，減弱永磁磁阻，最終達到提高電機的最高轉速，提高電機的調速范圍的目的，使得永磁同步電機的恒功率范圍得到大大的拓寬，調速范圍可以達到基速的四倍，從而使其成為集低轉速大扭矩和較大恒功率范圍內調速等優點于一身，克服了目前現有電機的種種缺陷。

在所述磁鋼體的外部與通孔側壁之間填充有環氧樹脂。

在所述裝配孔側壁上設置有與轉子軸的鍵槽相匹配的裝配條。進一步講，通過在裝配孔上設置裝配條，裝配條與轉子軸上的鍵槽相配合，克服了轉子鐵芯在工作過程中相對于轉子軸圓周方向的轉動，進一步增加了扭矩。

在所述轉子軸分別通過軸承與前端蓋和后端蓋連接，在轉子軸與前端蓋的軸承之間安裝有密封圈。