[實(shí)用新型]斜極轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201822259575.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN209282958U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 費(fèi)朝輝;褚文強(qiáng);燕秀龍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 蘇州匯川技術(shù)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H02K1/27
• 分類(lèi)號(hào): H02K1/27
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 陸軍

本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種斜極轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)，所述斜極轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)軸和安裝到所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯包括沿所述轉(zhuǎn)軸的軸向相鄰設(shè)置的多個(gè)轉(zhuǎn)子分段，每一所述轉(zhuǎn)子分段上具有多個(gè)沿所述轉(zhuǎn)軸周向均勻分布的磁鋼單元且相鄰磁鋼單元的磁化方向相反；所述多個(gè)轉(zhuǎn)子分段以沿所述轉(zhuǎn)軸的軸向中央的橫截面左右對(duì)稱(chēng)的方式錯(cuò)極分布，所述多個(gè)轉(zhuǎn)子分段構(gòu)成的斜極結(jié)構(gòu)的最大斜極角度與所述轉(zhuǎn)子鐵芯中轉(zhuǎn)子分段的種類(lèi)數(shù)以及電機(jī)定子槽數(shù)相關(guān)，且磁化方向相同的磁鋼單元的中心線位于同一直線的轉(zhuǎn)子分段視為相同種類(lèi)的轉(zhuǎn)子分段。本實(shí)用新型實(shí)施例能夠抑制電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩中特定倍頻次數(shù)的諧波分量，進(jìn)而有優(yōu)化電機(jī)的NVH表現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型實(shí)施例涉及永磁電機(jī)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種斜極轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)。

背景技術(shù)

隨著全球變暖以及能源危機(jī)的不斷加劇，新能源汽車(chē)替代現(xiàn)有的燃油汽車(chē)已經(jīng)成為必然的趨勢(shì)。永磁同步電機(jī)由于高轉(zhuǎn)矩密度、高效率、高功率密度等特點(diǎn)而成為新能源汽車(chē)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的首選。

由于永磁同步電機(jī)中的永磁鐵不會(huì)根據(jù)電機(jī)的位置和狀態(tài)更改磁性的強(qiáng)弱，所以在圓周方向運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，磁鐵的磁極會(huì)對(duì)定子齒和槽產(chǎn)生不同的吸引力，大小不同的吸引力將導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)矩發(fā)生波動(dòng)，這個(gè)波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的振動(dòng)和噪聲，尤其對(duì)大功率的電機(jī)，此原因產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲尤為明顯。即永磁同步電機(jī)因?yàn)橛来呸D(zhuǎn)子的特性產(chǎn)生的齒槽轉(zhuǎn)矩將引起電機(jī)的振動(dòng)和噪聲。

為降低電機(jī)噪聲和振動(dòng)，需減小電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的齒槽轉(zhuǎn)矩。轉(zhuǎn)子分段錯(cuò)極是減小齒槽轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，從而降低電磁振動(dòng)的簡(jiǎn)單有效的措施之一。例如公開(kāi)號(hào)為105305678A的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，其提出了一種永磁同步電機(jī)分段斜極定位轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子采用內(nèi)置徑向式拓?fù)洌还_(kāi)號(hào)為105262302A的中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)，其提出了一種轉(zhuǎn)子斜極結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子仍采用內(nèi)置徑向式拓?fù)洌D(zhuǎn)子軸向分段斜極，以降低齒槽轉(zhuǎn)矩。

上述轉(zhuǎn)子分段斜極，其基本思想是將轉(zhuǎn)子軸向分為多段，每一段上的磁鋼11錯(cuò)開(kāi)一定角度，如圖1所示(圖1中的電機(jī)轉(zhuǎn)子軸向分為4段，每一段錯(cuò)開(kāi)一定角度)。該種措施簡(jiǎn)單易行，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)工藝，但存在的問(wèn)題是，轉(zhuǎn)子呈單邊傾斜，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)軸向電磁分力，造成電機(jī)軸向竄動(dòng)。為消除轉(zhuǎn)子的軸向磁分力，如圖2所示，可將轉(zhuǎn)子的多個(gè)軸向分段上的磁鋼21呈人字形相錯(cuò)。

上述轉(zhuǎn)子錯(cuò)極方式雖然可以減小電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動(dòng)和齒槽轉(zhuǎn)矩，但對(duì)于輸出轉(zhuǎn)矩的2×q×m次和q×m次轉(zhuǎn)矩波動(dòng)削弱不明顯(其中m為相數(shù)、q為每極每相槽數(shù))；而這些特殊倍頻次數(shù)往往是電機(jī)NVH(Noise、Vibration、Harshness，即噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度)性能優(yōu)劣的根源所在。

此外，圖1和圖2所示磁鋼錯(cuò)極結(jié)構(gòu)，還將使得轉(zhuǎn)子各功率段并非沿著轉(zhuǎn)軸中心線對(duì)稱(chēng)分布，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)存在扭振效應(yīng)，同樣導(dǎo)致電機(jī)產(chǎn)生NVH問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型實(shí)施例針對(duì)上述電機(jī)轉(zhuǎn)子中的磁鋼錯(cuò)極結(jié)構(gòu)在特殊倍頻次數(shù)的NVH性能較差的問(wèn)題，提供一種斜極轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)。

本實(shí)用新型實(shí)施例解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是，提供一種斜極轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)軸和安裝到所述轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)子鐵芯，所述轉(zhuǎn)子鐵芯包括沿所述轉(zhuǎn)軸的軸向相鄰設(shè)置的多個(gè)轉(zhuǎn)子分段，每一所述轉(zhuǎn)子分段上具有多個(gè)沿所述轉(zhuǎn)軸周向均勻分布的磁鋼單元且相鄰磁鋼單元的磁化方向相反；其特征在于，所述多個(gè)轉(zhuǎn)子分段以沿所述轉(zhuǎn)軸的軸向中央的橫截面左右對(duì)稱(chēng)的方式錯(cuò)極分布，且所述多個(gè)轉(zhuǎn)子分段構(gòu)成的斜極結(jié)構(gòu)的最大斜極角度介于之間，其中，n為所述轉(zhuǎn)子鐵芯中轉(zhuǎn)子分段的種類(lèi)數(shù)，且磁化方向相同的磁鋼單元的中心線位于同一直線的轉(zhuǎn)子分段視為相同種類(lèi)的轉(zhuǎn)子分段，z為所述斜極轉(zhuǎn)子所在電機(jī)的定子槽數(shù)。

優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子鐵芯包括5～10個(gè)轉(zhuǎn)子分段。