[發明專利]多相容錯永磁同步電機盤式轉子

有效

• 申請號: 201210420594.2
• 申請日: 2012-10-29
• 公開（公告）號: CN102882299A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 鄭萍;隋義;王鵬飛;白金剛;吳帆
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及多相容錯永磁同步電機盤式轉子，屬于永磁電機領域。

背景技術

隨著環境與能源危機等問題的日益嚴重，社會對環境清潔和能源安全問題的重視程度日益加大，由此極大的促進了電動汽車的發展。對于電動汽車而言，電驅動系統的可靠性和安全性至關重要。而傳統的三相永磁同步電機在繞組開路、繞組短路以及驅動器功率器件發生開路或短路故障的時候，電機的轉矩輸出會劇烈變化，甚至于不能工作，進而對車輛本身和車內人員的安全造成嚴重威脅，因此，出于安全性和可靠性的考慮，采用具有良好容錯能力的多相容錯永磁同步電機系統作為電動汽車的電驅動系統就極為重要。所謂容錯就是指電機系統在發生故障的情況下仍然可以保持和正常狀態下一樣或者相當的輸出能力，并且在故障狀態下電機應該具有故障保護和抑制的功能，防止故障的惡化和擴散。采用多相容錯永磁同步電機作為電動汽車的動力來源，可以在電機發生故障的時候繼續運行，直到故障修復，由此大大提高了電動汽車的安全性，是電動汽車的理想選擇。

對于電動汽車用多相永磁容錯電機，需要能夠在繞組端部短路，匝間短路等故障狀態下繼續運行。對于常規的表貼式盤式永磁電機，參見圖5至圖7所示，這種傳統的表貼式盤式永磁電機的永磁體均勻粘貼在轉子鐵心表面，短路故障發生時，電機的短路電流很大，短路電流過大一方面會造成繞組燒毀，另一方面也會導致永磁體退磁。針對短路電流過大導致的永磁體退磁、繞組燒毀等問題，傳統的設計方式是對電機的定子槽形進行特殊設計，如增加槽肩的厚度、減小槽口寬度、設計窄而深的槽型等方式來增加電機的漏抗，從而對電機的短路電流進行抑制。增加漏磁雖然可以實現對短路電流的抑制，但是電機在正常狀態下的轉矩等電磁性能也受到了負面影響，因此如何在不影響電機電磁性能的前提下實現對電機短路電流的抑制就極具現實意義。

發明內容

本發明目的是為了解決傳統的表貼式盤式永磁電機的短路電流抑制效果不好的問題，提供了一種多相容錯永磁同步電機盤式轉子。

本發明所述多相容錯永磁同步電機盤式轉子，它包括轉子鐵心和p個永磁體，轉子鐵心包括轉子鐵心軛和p個轉子鐵心極，圓環形的轉子鐵心軛的盤面上設置有p個轉子鐵心極，p個轉子鐵心極沿圓周方向均勻排布，每相鄰兩個轉子鐵心極之間形成一個永磁體槽，每個永磁體槽中嵌入一個永磁體，永磁體的扇形面圓心角小于或等于永磁體槽的扇形面圓心角，p個永磁體與定子相對的表面的極性相同，且為軸向充磁，p為轉子的極對數。

本發明的優點：針對常規表貼式盤式永磁電機轉子，將轉子相異極性永磁體中一種極性的永磁體取出，使用轉子鐵心材料代替，沒有被取出的永磁體分別形成轉子每對磁極中的一個極，用以替代被取出的永磁體的轉子鐵心材料形成轉子每對磁極中另一個極性的磁極。一種極性的永磁體被轉子鐵心材料代替，使得電機的交直軸電抗產生變化，與常規表貼式轉子相比，這種某一相同極性的永磁體被轉子鐵心材料代替的轉子，電機的交直軸電抗變大，電抗的增加使得電機的繞組短路電流變小，從而達到限制短路電流的目的。該轉子使得永磁體在轉子表面的固定更加容易，永磁體用量減半，成本降低，具有很高的電氣和機械可靠性。

附圖說明

圖1是本發明所述多相容錯永磁同步電機盤式轉子的結構示意圖。

圖2是圖1的A-A剖視圖。

圖3是圖1的B-B剖視圖。

圖4是基于本發明的電機交直軸磁路示意圖。

圖5是傳統的表貼式盤式永磁電機轉子。

圖6是圖5的A-A剖視圖。

圖7是基于傳統表貼式盤式永磁轉子的電機交直軸磁路示意圖。

具體實施方式

具體實施方式一：下面結合圖1至圖7說明本實施方式，本實施方式所述多相容錯永磁同步電機盤式轉子，它包括轉子鐵心1和p個永磁體2，轉子鐵心1包括轉子鐵心軛1-2和p個轉子鐵心極1-1，圓環形的轉子鐵心軛1-2的盤面上設置有p個轉子鐵心極1-1，p個轉子鐵心極1-1沿圓周方向均勻排布，每相鄰兩個轉子鐵心極1-1之間形成一個永磁體槽3，每個永磁體槽3中嵌入一個永磁體2，永磁體2的扇形面圓心角小于或等于永磁體槽3的扇形面圓心角，p個永磁體2與定子相對的表面的極性相同，且為軸向充磁，p為轉子的極對數。

轉子鐵心極1和永磁極2沿轉子鐵心1的盤面上依次交替排布，p個永磁體2的極性相同，若永磁體2與定子相對的表面的極性都為N極，則p個轉子鐵心極1-1與定子相對的表面的極性都為S極。