[實用新型]瓦片式永磁同步電機

有效

• 申請號: 201822136532.4
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN209170077U
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 林德芳
• 申請（專利權）人: 上海特波電機有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 上海驍象知識產權代理有限公司 31315
• 代理人: 林煒

一種瓦片式永磁同步電機，涉及電機技術領域，所解決的是提高弱磁擴速能力的技術問題。該電機包括定子、轉子，所述轉子的外周面固定有多個瓦片形的永磁體，并且各個永磁體圍繞轉子的軸心對稱間隔布設；所述轉子的外周面上形成有多個徑向向外突出的導磁凸塊，各個導磁凸塊分布在各個永磁體之間，每兩個相鄰永磁體之間布設有一個導磁凸塊，并且轉子的交軸將導磁凸塊劃分為對稱的兩半。本實用新型提供的電機，能改善電機動態性能。

技術領域

本實用新型涉及電機技術，特別是涉及一種瓦片式永磁同步電機的技術。

背景技術

電機是電氣驅動系統的核心，電機的性能、效率直接影響電動汽車的性能。目前用于電動汽車的寬調速、高轉矩永磁同步電機（PMSM）還存在著技術瓶頸，存在功率密度低，高速恒功率范圍窄、力矩波動大、過載能力低和可靠性差等缺陷，難以滿足要求。

根據轉子永磁體配置位置的不同，可以把PMSM分為表面安裝式永磁轉子結構和內置式永磁轉子結構兩大類。

內置式永磁同步電機（IPMSM）相比表面安裝式永磁同步電機（SPMSM）的優點在于：IPMSM的轉子為典型的凸極結構，交軸電感大于直軸電感（Lq＞Ld），屬于弱磁型結構，有凸極效應，凸極率=（Lq/Ld）＞1，使電機在永磁轉矩的基礎上迭加了磁阻轉矩，磁阻轉矩的存在有助于提高電機的起動特性、過載能力和功率密度，易于弱磁調速，擴大恒功率范圍運行，但是必須通過弱磁（即：增加定子直軸去磁電流分量）來獲得磁阻轉矩，存在著漏磁大，恒轉矩小的缺陷。

表面安裝式永磁同步電機（SPMSM）相比內置式永磁同步電機（IPMSM）的優點在于：SPMSM漏磁少，轉矩大，轉矩脈動低，結構簡單，制造成本低，轉動慣量小等特點，適合用于低速、大轉矩的直接驅動系統。

但長期以來SPMSM傳統結構存在著以下缺陷：永磁體通常呈瓦片形（弧形），并位于轉子鐵芯的外表面上，由于永磁體的相對回復磁導率接近空氣，交、直軸氣隙均勻，交、直軸電感相等（Ld=Lq），電磁性能上屬于隱極磁路，不產生磁阻轉矩，而且由于等效氣隙較大，比IPMSM更難解決弱磁擴速，必須在定子繞組中通入很大的直軸電流，達到弱磁擴速的目的，這種方法會減小轉矩，增加定子損耗，降低驅動系統效率，且功率密度低，并可能導致永磁體不可逆退磁危險，弱磁擴速能力差是阻礙SPMSM向高速發展的根本原因。

實用新型內容

針對上述現有技術中存在的缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是提供一種弱磁擴速能力好的瓦片式永磁同步電機。

為了解決上述技術問題，本實用新型所提供的一種瓦片式永磁同步電機，包括定子、轉子，所述轉子的外周面固定有多個瓦片形的永磁體，并且各個永磁體圍繞轉子的軸心對稱間隔布設；其特征在于：

所述轉子的外周面上形成有多個徑向向外突出的導磁凸塊，各個導磁凸塊分布在各個永磁體之間，每兩個相鄰永磁體之間布設有一個導磁凸塊，并且轉子的交軸將導磁凸塊劃分為對稱的兩半。

進一步的，所述導磁凸塊呈等腰梯形。

進一步的，所述導磁凸塊呈T字形。

進一步的，所述導磁凸塊在轉子徑向上的厚度，與永磁體在轉子徑向上的厚度一致。

進一步的，所述導磁凸塊與永磁體的對向面之間的夾角在30度至40度之間。

進一步的，所述定子上設有用于散熱的冷卻水套。

進一步的，所述轉子上開設有圍繞轉子的軸心對稱分布的多個軸向貫通的圓形軸孔。

本實用新型提供的瓦片式永磁同步電機，由于直軸上的永磁體的相對回復磁導率接近空氣，磁阻大，導磁凸塊使直軸磁阻遠大于交軸磁阻，形成直軸電感小于交軸電感的弱磁型結構，從而可以增大最大電磁轉矩，提高電機的功率密度、改善動態性能，能提高弱磁擴速能力，擴大恒功率范圍運行。