[發(fā)明專利]一種電動汽車用混合永磁轉(zhuǎn)子

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811451389.6
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109274187B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史立偉;張文超;安俊豪;王福杰;馬清芝;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 山東理工大學(xué)
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明提出了一種電動汽車用混合永磁轉(zhuǎn)子，屬于電動汽車電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。所述轉(zhuǎn)子為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括第一永磁體、第二永磁體、第三永磁體、非導(dǎo)磁固定心、轉(zhuǎn)子鐵心和緊箍圈，轉(zhuǎn)子鐵心固定在非導(dǎo)磁固定心外圍；第一永磁體、第二永磁體和第三永磁體數(shù)目相同且為偶數(shù)，組合成丩形。轉(zhuǎn)子外側(cè)安裝有緊箍圈防止轉(zhuǎn)子發(fā)生變形。與現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子相比，節(jié)省了部分緊缺的稀土永磁用量，具有更高的磁場強(qiáng)度，機(jī)械強(qiáng)度大，有效利用磁阻轉(zhuǎn)矩，輸出功率大。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動汽車用混合永磁轉(zhuǎn)子，屬于汽車電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

當(dāng)今社會能源短缺問題日益突顯，全社會對新能源汽車節(jié)能和環(huán)保的呼聲和要求日益提升。電動汽車作為新能源汽車的代表逐漸成為發(fā)展的主要方向。驅(qū)動電機(jī)是電動汽車要研究的關(guān)鍵技術(shù)之一，如何讓電動汽車電機(jī)能夠更節(jié)能高效的運(yùn)轉(zhuǎn)，成為汽車電機(jī)領(lǐng)域共同探討的話題。永磁同步電機(jī)不存在勵磁損耗，效率會高一些，所以永磁同步電機(jī)正逐步成為汽車驅(qū)動電機(jī)的主流。

永磁同步電機(jī)是永磁體勵磁產(chǎn)生同步旋轉(zhuǎn)磁場的電機(jī)。按照永磁體結(jié)構(gòu)分類：表面永磁同步電機(jī)（SPMSM）、內(nèi)置式永磁同步電機(jī)（IPMSM）。按照定子繞組感應(yīng)電勢波形分類：正弦波永磁同步電機(jī)、無刷永磁直流電動機(jī)。永磁同步電機(jī)還具有功率因數(shù)大、損耗低、結(jié)構(gòu)簡單、重量輕等優(yōu)勢。但永磁同步電機(jī)還存在成本高、起動困難、抗震能力差、總諧波含量高、易受電樞反應(yīng)影響等缺陷。

針對這些缺陷，目前已有一些永磁同步電機(jī)的方案被提出。例如：一種是用于高性能電機(jī)的準(zhǔn)V形磁鋼結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)子，申請?zhí)枺?01611054959.9，公開了一種準(zhǔn)V形的磁鋼的電機(jī)結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)的V形磁鋼布置成病態(tài)的U型結(jié)構(gòu)布置并添加了散熱通道，具有更高的氣隙磁密和更低的總諧波含量，同時有效的針對了永磁同步電機(jī)的溫升問題。公告的中國專利：雙定子永磁同步電機(jī)，申請?zhí)枺?01810235009.9，公開了一種采用分?jǐn)?shù)槽集中繞組的雙定子永磁同步電機(jī)，雙定子繞組對應(yīng)相錯位，使兩個電樞的合成磁動勢與電動勢諧波含量減少，降低永磁體的渦流損耗，提高電機(jī)效率和可靠性。公告的中國專利：車載永磁同步電機(jī)，申請?zhí)枺?01711400232.6，公開了一種車載永磁同步電機(jī)，包括電機(jī)、功率板、散熱板、控制器。該車載永磁同步電機(jī)能夠在電機(jī)工作時加快散熱，避免由于局部過熱而導(dǎo)致的電路損壞。

目前，多數(shù)永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子的永磁體布置采用內(nèi)置“一”字型、“V”型和“U”型，這些永磁體布置方法雖然可以利用磁阻轉(zhuǎn)矩，但同時帶了齒槽轉(zhuǎn)矩過大、轉(zhuǎn)矩脈動過大和氣隙磁密易受電樞反應(yīng)帶來的不利影響等不利因素，不利于提高電機(jī)的效率和穩(wěn)定性。

本發(fā)明在保證成本不發(fā)生過大變化和制作工藝不增加難度的前提下，提出了一種電動汽車用混合永磁轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括第一永磁體、第二永磁體、第三永磁體、非導(dǎo)磁固定心、轉(zhuǎn)子鐵心和緊箍圈，轉(zhuǎn)子鐵心固定在非導(dǎo)磁固定心外圍；第一永磁體、第二永磁體和第三永磁體數(shù)目相同且為偶數(shù)，組合成丩形。轉(zhuǎn)子外側(cè)安裝有緊箍圈防止轉(zhuǎn)子因離心力而發(fā)生變形，還可以弱化電樞反應(yīng)對波形的畸變影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明公開了一種電動汽車用混合永磁轉(zhuǎn)子，在保證成本不發(fā)生過大的變化和制作工藝不增加難度的基礎(chǔ)上，將數(shù)目相同但長度不同的第一永磁體、第二永磁體和第三永磁體組合成丩形，轉(zhuǎn)子外側(cè)安裝有緊箍圈防止變形，同時又可以弱化電樞反應(yīng)對波形的畸變影響，調(diào)節(jié)與定子之間氣隙磁密的正弦性。所采用的技術(shù)方案如下：

一種電動汽車用混合永磁轉(zhuǎn)子，包括第一永磁體、第二永磁體、第三永磁體、非導(dǎo)磁固定心、轉(zhuǎn)子鐵心和緊箍圈，所述轉(zhuǎn)子為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子鐵心固定在非導(dǎo)磁固定心外圍。

皆為平面磁鋼且內(nèi)嵌于轉(zhuǎn)子鐵心的第一永磁體、第二永磁體和第三永磁體皆有X個，X為偶數(shù)；第二永磁體呈斜輻條狀且第二永磁體與轉(zhuǎn)子徑向夾角大于20°且小于45°。

第一永磁體的長度小于第二永磁體；第一永磁體一頭抵在第二永磁體的中間，另一頭靠近相鄰的第三永磁體。