[實用新型]永磁同步電機及其定子、轉子

有效

• 申請號: 201320875077.4
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN203984202U
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發明（設計）人: 韓明;張冠楠;羅平亮;任誼濱
• 申請（專利權）人: 聯合汽車電子有限公司
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K21/02
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司 31211
• 代理人: 王江富

技術領域

本實用新型涉及電機，特別涉及一種永磁同步電機及其定子、轉子。

背景技術

永磁同步電機的齒槽轉矩（Cogging?Torque），或稱定位轉矩（Detent?Torque），是電機鐵心的齒槽與轉子永磁體相互作用而產生的磁阻轉矩。由于永磁同步電機定子齒槽的存在，當永磁轉子磁極與定子齒槽相對在不同位置時，主磁路的磁導發生了變化。即使電動機繞組不通電，由于齒槽轉矩的作用，電機轉子有停在圓周上若干個穩定位置的趨向。有：

Tcog=Σk=1∞sin(kNcθ+θk),k=1,2,3...]]>???（式1）

式中，T_cog為齒槽轉矩；N_c為定子齒數Z與轉子極數2p的最小公倍數；θ為轉子機械位置角度，為變量；θ_k為相位角。

當電機轉子旋轉時，齒槽轉矩表現成一種附加的脈動轉矩，雖然它不會使電機的平均轉矩增加或減少，但它會引起速度波動、電機振動與噪聲。在變速驅動時，如果齒槽轉矩的頻率接近系統固有頻率，在可能會引起共振和強烈噪聲。另外，較大的齒槽轉矩也會引起電機啟動困難。

目前應用中，降低或消除齒槽轉矩的措施有很多種，其中采用斜槽（亦可稱斜齒，下同）或斜極是最常見的方法之一。

如上所述，轉子每一轉出現的齒槽轉矩的基波周期數等于N_c，即一個齒槽轉矩基波周期對應的機械角θ₁為：

θ₁=360°/N_c????（式2）

因此，如果將定子鐵心的齒槽或轉子磁極（扭轉）傾斜角度θ_sk=iθ₁,i=1,2,3...，即可消除齒槽轉矩的基波，但是，選擇較大的i值可能會造成電機峰值性能的急劇下降，推薦i＝1。圖1為采用斜槽的定子，圖2為采用斜極的轉子。

對于轉子而言，連續傾斜會造成永磁體安裝等困難。為了制造工藝上容易實施，也可采用轉子分段錯位方法模擬斜極的效果，如圖3所示，有：

???（式3）

式中，θ_ss為每段錯位角度；N_s為轉子分段數，為保證分段的意義，應使N_s≥2。

無論定子斜槽，還是轉子斜極、分段錯位，在消除齒槽轉矩的同時，都將會產生附加的軸向力。附加軸向力F_a的大小與主轉矩T和斜槽或斜極的角度等有關。有

F_a=sign(θ_sk)·f(T,θ_sk,...)???（式4）

式中，sign(θ_sk)為取θ_sk的符號，即在轉子相同旋轉方向的前提下，附加軸向力的方向與斜槽或斜極的傾斜方向相關。采用反向的斜槽或斜極角度會造成附加軸向力反向。

實際應用中，主轉矩往往有多次諧波成分。附加軸向力由脈動的主轉矩產生，同樣為脈動力，引起電機的振動與噪聲。永磁同步電機采用斜槽或斜極消除齒槽轉矩的同時，產生了附加的脈動軸向力，引起振動與噪聲。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是降低永磁同步電機的噪聲與振動。

為解決上述技術問題，本實用新型提供的永磁同步電機，包括定子、轉子，定子與轉子同軸；

所述定子，其齒槽為V形斜槽；

所述轉子，其磁極沿平行于軸的方向分布；或者

所述定子，其齒槽沿平行于軸的方向分布；

所述轉子，其磁極為V形斜極。