[發明專利]一種非對稱內置式永磁同步電機

在審

• 申請號: 202310201420.5
• 申請日: 2023-01-18
• 公開（公告）號: CN115986984A
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 謝穎;楊艷會;蔡蔚
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02K1/276
• 分類號: H02K1/276;H02K1/28;H02K3/52;H02K21/02;H02K21/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及永磁同步電機技術領域，更具體地，涉及一種非對稱內置式永磁同步電機，包括：定子、轉子、氣隙及轉軸，其中轉子包括轉子鐵心，轉子鐵心上設有至少數量大于一的永磁單元結構，其中，永磁單元結構的中軸線為過轉軸中心的轉子徑向軸線，轉子徑向軸線將永磁單元結構分為結構相異的左側永磁單元結構和右側永磁單元結構，其中，第一層空氣磁障位于轉子徑向軸線的一側，且第一永磁體為“一”字型，第一永磁體與轉子徑向軸線兩者延長線的交角的余角值大于0°；第二永磁體和第三永磁體之間通過隔磁障相連，且兩者分別位于轉子徑向軸線的兩側，轉子徑向軸線兩側永磁體中含有第一永磁體所在側的永磁體用量小于另一側。

技術領域

本發明涉及永磁同步電機技術領域，更具體地，涉及一種非對稱內置式永磁同步電機。

背景技術

隨著生態環境的惡化和全球能源的衰竭，大力發展新能源汽車產業已經成為關乎國民經濟發展的一個關鍵舉措，永磁同步電機具有高功率密度、高效率以及高控制精度等優點廣泛應用于電動汽車驅動系統。內置式永磁同步電機永磁體位于轉子內部，永磁體穩固性較好，固定安裝方便，更適用于高速場合，同時交、直軸電感不同能夠提供磁阻轉矩，磁阻轉矩有利于提高電機的過載能力和功率密度，但是由于稀土材料價格昂貴，導致永磁電機的成本不斷增加，這對新能源汽車的發展和推廣非常不利。

內置式永磁同步電機大多采用對稱結構，對稱結構的電機永磁轉矩和磁阻轉矩的d軸相差大致45度電角度，這樣會使兩者的利用率下降，從而降低了電機的整體性能，因此有效提升磁阻轉矩分量，進一步提高內置永磁同步電機的功率密度至關重要。非對稱內置式電機使得永磁轉矩和磁阻轉矩幾乎在同一電流角下達到最大值，相比于傳統的對稱內置式電機在一定的稀土永磁用量前提下能夠產生更大的輸出轉矩，從而可減少稀土永磁用量。

發明內容

針對背景技術中的問題，本發明提供一種非對稱內置式永磁同步電機，目的在于減少稀土永磁用量，并提高輸出轉矩。

本發明的一種非對稱內置式永磁同步電機，包括：定子、轉子、氣隙及轉軸，其中轉子包括轉子鐵心，轉子鐵心上設有至少數量大于一的永磁單元結構，其中，

永磁單元結構包括：空氣磁障和設置在空氣磁障內的永磁體，從轉子鐵心外圓至轉軸中心依次為第一層空氣磁障、第二層空氣磁障，以及嵌入第一層空氣磁障內的第一永磁體、嵌入第二層空氣磁障內的第二永磁體和第三永磁體；

永磁單元結構的中軸線為過轉軸中心的轉子徑向軸線，轉子徑向軸線將永磁單元結構分為結構相異的左側永磁單元結構和右側永磁單元結構，其中，第一層空氣磁障位于轉子徑向軸線的一側，且第一永磁體為“一”字型，第一永磁體與轉子徑向軸線兩者延長線的交角的余角值大于0°；第二永磁體和第三永磁體之間通過隔磁障相連，且兩者分別位于轉子徑向軸線的兩側，轉子徑向軸線兩側永磁體中含有第一永磁體所在側的永磁體用量小于另一側。

進一步地，所述余角值的范圍為≥45°且≤47°。

進一步地，第一層空氣磁障、第二層空氣磁障靠近定子一側的尾端磁障的寬度按預設值增大，且尾端磁障與轉子徑向軸線兩者延長線的交角為預設角度。

進一步地，第一層空氣磁障遠離定子一側的尾端磁障的寬度按第一預設值增大，且尾端磁障與轉子徑向軸線兩者延長線的交角為第一預設角度。

進一步地，所述隔磁障為“一”字型空氣磁障。

進一步地，所述第一永磁體的長度為≥14mm且≤15mm，寬度為≥2mm且≤3mm。所述第二永磁體的長度為≥17mm且≤18mm，寬度為≥2mm且≤3mm。所述第三永磁體的長度為≥18mm且≤20mm，寬度為≥5mm且≤7mm。

附圖說明

為了更容易理解本發明，將通過參照附圖中示出的具體實施方式更詳細地描述本發明。這些附圖只描繪了本發明的典型實施方式，不應認為對本發明保護范圍的限制。

圖1為本發明的電機徑向截面結構示意圖；