[發(fā)明專利]用于車輛的繞線轉(zhuǎn)子同步電動機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610962430.0
• 申請日: 2016-11-04
• 公開（公告）號: CN107465321B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 樸商振;曹炯俊;李政祐;金連鎬;都相和;金基男;張容誠
• 申請（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動車株式會社
• 主分類號: H02K19/02
• 分類號: H02K19/02;H02K3/24;H02K1/22
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;周琴

一種繞線轉(zhuǎn)子同步電動機(WRSM)，其包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在定子內(nèi)預(yù)定間隙處的轉(zhuǎn)子主體和纏繞在多個轉(zhuǎn)子齒處的轉(zhuǎn)子線圈。該WRSM包括：繞線管，其各自設(shè)置在轉(zhuǎn)子主體軸方向的兩側(cè)以便支承轉(zhuǎn)子線圈，并且通過轉(zhuǎn)子線圈固定于轉(zhuǎn)子主體；楔形構(gòu)件，其在軸方向上插入轉(zhuǎn)子主體的轉(zhuǎn)子齒之間，以便突出到轉(zhuǎn)子主體兩端的外部，該楔形構(gòu)件支承轉(zhuǎn)子線圈；以及末端線圈罩，其在轉(zhuǎn)子主體的軸方向的兩側(cè)包圍楔形構(gòu)件的突出部分，并且各自安裝在繞線管處。

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2016年6月3日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的韓國專利申請No.10-2016-0069582的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及繞線轉(zhuǎn)子同步電動機(WRSM)，更具體地涉及用于車輛的WRSM的非模塑類型的磁場繞線轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

通常，混合動力車輛或電動車輛可以被稱為環(huán)境友好型車輛，并且通常由利用電能的電動馬達(在下文中，被稱為“驅(qū)動電動機”)產(chǎn)生驅(qū)動扭矩。

例如，混合動力車輛可以以電動車輛(EV)模式驅(qū)動，該電動車輛模式為僅使用驅(qū)動電動機的動力的純電動車輛模式，或者可以以混合電動車輛(HEV)模式驅(qū)動，該模式使用發(fā)動機和驅(qū)動電動機的整體扭矩作為動力。一般的電動車輛使用驅(qū)動電動機的扭矩來驅(qū)動。

用作這種環(huán)境友好型車輛的動力源的驅(qū)動電動機大多使用永磁同步電動機(PMSM)。為了在有限的布局條件下展現(xiàn)最大性能，使這種PMSM的永磁體性能最大化是有必要的。

在永磁體中，釹(Nd)組分增強永磁體的強度，鏑(Dy)組分增強高溫退磁耐性。然而，這種永磁體的稀土元素(Nd、Dy)金屬組分在一些國家諸如中國中的可得性有限，其通常非常昂貴并且價格波動劇烈。

作為使用稀土金屬的另選方案，考慮了應(yīng)用感應(yīng)電動機，但是為了顯示相同的電動機性能，存在不合期望的體積和重量增加。

進一步地，已經(jīng)對繞線轉(zhuǎn)子同步電動機(WRSM)進行了開發(fā)，該WRSM可替代PMSM作為用作環(huán)境友好型車輛的動力源的驅(qū)動電動機。

當通過在轉(zhuǎn)子和定子中纏繞線圈來施加電流時，WRSM使轉(zhuǎn)子成為電磁體，從而替代PMSM的永磁體。

在這種WRSM中，轉(zhuǎn)子布置在定子內(nèi)預(yù)定間隙處，當電力施加到轉(zhuǎn)子和定子的線圈時形成磁場，并且轉(zhuǎn)子通過在它們之間發(fā)生的磁性操作來旋轉(zhuǎn)。

在WRSM中，與PMSM不同，由于線圈在轉(zhuǎn)子中纏繞，當轉(zhuǎn)子以高速旋轉(zhuǎn)時(在正常的EV模式中，最大10000rpm或更大)，轉(zhuǎn)子線圈可能因離心力而脫離。

為了防止這點，在傳統(tǒng)技術(shù)中，作為示例，通過在轉(zhuǎn)子的兩端部安裝末端線圈罩，并且通過在末端線圈罩內(nèi)模塑樹脂，從而固定轉(zhuǎn)子線圈。

在WRSM中，由于轉(zhuǎn)子線圈的電阻而發(fā)生銅損耗，因此轉(zhuǎn)子線圈被加熱并且電動機的性能可能劣化。具體地，當WRSM在末端線圈罩內(nèi)模塑樹脂時，有很高的可能性發(fā)生電動機冷卻性能劣化。

此外，在傳統(tǒng)技術(shù)中，為了減少WRSM的損耗并且提高其效率，增大轉(zhuǎn)子的線圈占空系數(shù)和定子的線圈占空系數(shù)，由于轉(zhuǎn)子狹槽內(nèi)的線圈占空系數(shù)高，因此在其他相位線圈之間確保絕緣是很重要的。此外，在WRSM中，當轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時，線圈對齊因線圈中產(chǎn)生的離心力而劣化，因此可能出現(xiàn)故障。

為了確保這樣的線圈間絕緣性并且承受在線圈中產(chǎn)生的離心力，WRSM使用支撐結(jié)構(gòu)(通常被稱為“絕緣結(jié)構(gòu)”或“楔形”)。

這種支撐結(jié)構(gòu)在軸方向上插入轉(zhuǎn)子狹槽中并且支撐其他相位線圈，在傳統(tǒng)技術(shù)中，支撐結(jié)構(gòu)的發(fā)展可以減少電動機的風(fēng)損，同時確保轉(zhuǎn)子狹槽的裝配性能和足夠的機械強度以承受線圈的離心力。