[發明專利]一種性能可靈活調整的永磁電機及其性能調節方法

在審

• 申請號: 202011246751.3
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112383161A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 周漢秦;李良梓;周小筠;呂鵬
• 申請（專利權）人: 麗水方德智驅應用技術研究院有限公司;浙江方正電機股份有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K21/02;H02K21/14;H02P25/022;B60L15/20
• 代理公司: 杭州豐禾專利事務所有限公司 33214
• 代理人: 徐金杰

本發明涉及一種性能可靈活調整的永磁電機及其性能調節方法，包括電機殼體、定子、轉子和電機軸，轉子上設有磁鋼，還包括磁化機構、電源及電機控制器系統，磁鋼包括永磁體以及設置在永磁體至少一側的軟磁組件，磁化機構包括磁化線圈充磁頭、小型旋轉變壓器的定子、小型旋轉變壓器的轉子和磁化線圈引出線，小型旋轉變壓器的轉子固定在電機軸的一端，小型旋轉變壓器的定子固定在殼體上，磁化線圈引出線連接磁化線圈充磁頭和小型旋轉變壓器的轉子，電機控制器系統與小型旋轉變壓器的轉子的三相線連接。本發明利用軟磁材料矯頑力低、在特定強度的磁場強度下容易控制充磁和退磁的特點，根據需求進行調整，進而改善電機的性能。

技術領域

本發明屬于電機控制技術領域，具體地說，是涉及一種性能可靈活調整的永磁電機及其性能調節方法。

背景技術

新能源汽車要求電機高轉矩密度、高功率密度、高轉速高以滿足良好的啟動或爬坡能力、復雜的運行工況以及較高的車速，效率高、成本低亦是電機設計的重要指標；高磁能釹鐵硼等永磁材料的問世，使電機設計進入了新時期。在低轉速工況區域，電機需要輸出很高的峰值轉矩；在高轉速工況區域，電機需要輸出較高的持續功率。低速-高轉矩意味著電機需要較高的反電勢，而高速-高功率意味著電機需要較低的反電勢，如何解決這一矛盾，是高轉速永磁同步電機應用于新能源汽車研究的關鍵問題。

新能源汽車還要求電機效率高、熱性能好，在低速工況區域，電機銅耗高，影響短時間內的峰值溫升(主要是繞組溫度)；在高速工況區域，電機鐵耗高，影響電機的持續溫升(磁鋼溫度或繞組溫度)。如何提高電機效率、降低電機溫升，是永磁同步電機應用于新能源汽車研究的關鍵問題。同時釹鐵硼等永磁材料的資源稀少、價格昂貴、加工成本高，降低永磁材料的用量進而降低電機制造的成本亦具有很大意義。

另外，現有轉子磁鋼的設計具有局限性：為滿足汽車高性能的需求通常采用剩余磁感應強度高、磁感應矯頑力大、磁能積高的高牌號磁鋼，硬磁磁鋼(永磁體)牌號固定，電機性能設計基本固定，低速峰值扭矩和高速持續功率矛盾無法解決、進一步提高效率、改善電機溫升亦是難題，同時高牌號的磁鋼成本很高。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的第一個目的是提供一種性能可靈活調整的永磁電機，本發明的第二個目的是提供所述的永磁電機的性能調節方法。

為了實現上述第一個發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種性能可靈活調整的永磁電機，包括電機殼體、定子、轉子和電機軸，所述定子設置在殼體內部，所述電機軸設置在轉子中部，所述轉子由多個轉子沖片堆疊而成，且轉子上設有磁鋼，還包括磁化機構、電源及電機控制器系統，所述磁鋼包括永磁體以及設置在永磁體至少一側的軟磁組件，所述磁化機構包括磁化線圈充磁頭、小型旋轉變壓器的定子、小型旋轉變壓器的轉子和磁化線圈引出線，所述小型旋轉變壓器的轉子固定在電機軸的一端，所述小型旋轉變壓器的定子固定在殼體上與小型旋轉變壓器的轉子對應的位置，所述磁鋼上的兩側設有凹槽，所述磁化線圈充磁頭設置在凹槽內，所述磁化線圈引出線連接磁化線圈充磁頭和小型旋轉變壓器的轉子，所述電機控制器系統與小型旋轉變壓器的轉子的三相線連接。

作為優選方案：所述電機軸內沿軸向開設有第一通道，所述轉子沖片上開設有第二通道，所述磁化線圈引出線依次穿過第一通道和第二通道后與磁化線圈充磁頭連接。

作為優選方案：所述凹槽位于軟磁組件的兩側，所述磁化線圈充磁頭嵌設在凹槽內。

作為優選方案：所述永磁體與軟磁組件緊密貼合后共同放置在轉子沖片上的磁鋼槽內，且軟磁組件體積磁鋼整體體積的20％～30％。

作為優選方案：所述電機殼體的一端設有電機后端蓋，所述小型旋轉變壓器的定子固定在電機后端蓋上。

作為優選方案：所述磁鋼形成多對磁極，每對磁極成“一”字型、“V”字型、或者“U”字型。

為了實現上述第二個發明目的，本發明采用以下技術方案：