[發(fā)明專利]具有永磁體的同步電馬達

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480025987.0
• 申請日: 2014-06-02
• 公開（公告）號: CN105191087B
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: L.布阿勞德杰;J-C.馬特
• 申請（專利權(quán)）人: 法雷奧電機設(shè)備公司
• 主分類號: H02K21/16
• 分類號: H02K21/16;H02K1/27
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 段志超

本發(fā)明涉及一種具有永磁體的同步電馬達(1、11)，包括繞線定子(11)和轉(zhuǎn)子(1)，所述定子包括軸向延伸的定子齒(13)，所述定子齒形成在框架(10)中，所述轉(zhuǎn)子包括多個在柱形頭部(2)的第一凹部(4)中軸向地延伸的永磁體(3)。根據(jù)本發(fā)明，轉(zhuǎn)子(1)的第一外直徑(D1)與定子(11)的第二外直徑(D2)的尺寸比被預(yù)先確定為使得，馬達提供最佳的效率。根據(jù)另外的特征，尺寸比預(yù)先確定為使得由焦耳效應(yīng)導(dǎo)致的定子損失減小到最小。本發(fā)明可應(yīng)用于機動車輛的電動壓縮機中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及具有永磁體的同步電馬達，用于在機動車輛工業(yè)中應(yīng)用，特別地用于電動壓縮機。

背景技術(shù)

由于同步電機在輸出、單位功率和功率密度方面的增加的性能，具有永磁體的旋轉(zhuǎn)電機現(xiàn)今在機動車輛領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

這些電機可以被制成有寬范圍的功率和速度，并在“全電動”類型的車輛以及稱為為“輕度混合動力”和“全混合動力”類型的低CO2排放的車輛中找到應(yīng)用。

輕度混合動力應(yīng)用大致涉及約8至15kW的電機，例如，裝配在熱機的前表面上并通過驅(qū)動帶聯(lián)接至熱機的電馬達。借助該類型的電馬達，可以通過提供特別是在重新起動期間供應(yīng)額外動力的電扭矩輔助而減少熱機動化的容積(“發(fā)動機縮小化”)。此外，在低速下的牽引，例如在城市環(huán)境中，還可以通過該相同電馬達被確保。

電機在該功率范圍的另一應(yīng)用例子是驅(qū)動用于熱機的雙增壓系統(tǒng)的離心壓縮機。在低速時，電動壓縮機輔助由排氣驅(qū)動的渦輪壓縮機，且使得可以在減小容量方面省去附加步驟。

全混合動力類型的應(yīng)用大致涉及用于串聯(lián)和/或并聯(lián)類型的30至50KW的結(jié)構(gòu)，其具有和車輛的牽引鏈中的電馬達(一個或多個)相比更優(yōu)的一體化水平。

但是，這些電動車輛的電池對于氣候條件敏感，且車輛的自主性在嚴苛條件下明顯降低。因此需要空調(diào)系統(tǒng)。

在具有熱機的車輛中，空調(diào)系統(tǒng)的壓縮機通常機械地聯(lián)接至該熱機。

在電動車輛中，壓縮機由電馬達驅(qū)動，其必須符合多個約束，不僅是在功率、扭矩和旋轉(zhuǎn)速度方面，還有尺寸和重量方面。

該類型的馬達在2011年摩洛哥馬拉喀什的會議Progress in ElectromagnetismResearch Symposium中遞交的文章(“Design and study of a permanent magnetsynchronous motor”,p.160,PIERS,20-232011年3月)有所討論。

這關(guān)注具有NdFeB類型的永磁體的同步馬達，其具有6kW的名義功率、6Nm的最大扭矩和10,000rpm的最大速度。馬達的重量小于2kg，其長度小于50mm。

在這些條件下，為了符合日益增長的能量約束，本發(fā)明主體確定了對具有增加的性能的馬達的需求。

發(fā)明內(nèi)容

由此本發(fā)明的目的是優(yōu)化上述類型的馬達的尺寸參數(shù)，以獲得最佳可行性能。

特別地，其目的是一種具有永磁體的同步電馬達，包括繞線定子和轉(zhuǎn)子，所述定子包括定子齒，所述定子齒軸向地延伸且形成在外殼中，所述轉(zhuǎn)子包括多個這些在頭部中的第一凹部中軸向地延伸的永磁體。

根據(jù)本發(fā)明，該具有永磁體的同步電馬達具有轉(zhuǎn)子的第一外直徑與定子的第二外直徑的尺寸比，其預(yù)先確定為使得，所述馬達具有最佳的性能。

有利地，所述尺寸比被預(yù)先確定為使得，焦耳效應(yīng)導(dǎo)致的定子損失最小。

優(yōu)選地，該轉(zhuǎn)子是磁通集中類型的。

根據(jù)本發(fā)明的同步電馬達由此區(qū)別在于，永磁體每個包括接近轉(zhuǎn)子的圓周部分的第一平行六面體部分，鄰近楔形件形式的第二部分，所述第二部分接近所述轉(zhuǎn)子的中心部分。