一种非对称内置式永磁同步电机转子结构

    技术2024-11-10  7


    本发明涉及电机转子,具体为一种非对称内置式永磁同步电机转子结构。


    背景技术:

    1、内置式永磁同步电机具有效率高、功率密度高、调速范围宽等优势,在新能源汽车驱动电机领域颇受青睐,内置式永磁同步电机的转子主要由铁心和汝铁硼稀土永磁体组成,然而,由于稀土材料价格昂贵,导致电机永磁体材料成本增加,这对车用驱动电机降低成本构成巨大挑战。

    2、为了降低永磁体材料成本,在保持电机综合性能基本不变的前提下,可通过提高永磁体利用率来降低永磁体的使用量,然而,常规内置式永磁同步电机转子采用对称结构,导致磁阻转矩和永磁转矩两个转矩分量在分别达到最大值时存在电流相位差,使得磁阻转矩和永磁转矩难以得到充分利用,限制电机转矩密度的进一步提高,为此,我们提出一种非对称内置式永磁同步电机转子结构。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种非对称内置式永磁同步电机转子结构。

    2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种非对称内置式永磁同步电机转子结构,包括大硅钢片,所述大硅钢片的表面设置有多组磁组,每组所述磁组均包括左侧大v磁钢组、左侧小v磁钢组、右侧小v磁钢组和右侧大v磁钢组,所述左侧大v磁钢组、左侧小v磁钢组、右侧小v磁钢组和右侧大v磁钢组按顺时针方向依次固定安装在大硅钢片的表面,所述左侧大v磁钢组和右侧大v磁钢组呈v形分布,所述左侧小v磁钢组和右侧小v磁钢组呈v形分布,且左侧小v磁钢组和右侧小v磁钢组位于左侧大v磁钢组和右侧大v磁钢组之间;

    3、所述左侧大v磁钢组和右侧大v磁钢组的相反两端均设置有大v隔磁桥,所述左侧大v磁钢组和右侧大v磁钢组的相对两端均设置有大v空气槽,所述左侧小v磁钢组和右侧小v磁钢组的相反两端均设置有小v隔磁桥,所述左侧小v磁钢组和右侧小v磁钢组的相对两端均设置有小v空气槽。

    4、作为本发明的进一步方案:同组所述左侧大v磁钢组和右侧所述大v磁钢组中部及左侧小v磁钢组和右侧小v磁钢组中部共同设置有中轴线d,左侧大v磁钢组与d轴之间的夹角ε小于右侧小v磁钢组与d轴之间的夹角γ。

    5、作为本发明的进一步方案:左侧小v磁钢组与d轴之间的夹角α小于右侧小v磁钢组与d轴之间的夹角β。

    6、作为本发明的进一步方案:左侧小v磁钢组的长度d1小于右侧小v磁钢组的长度d2,且左侧小v磁钢组和右侧小v磁钢组的宽度均为d3。

    7、作为本发明的进一步方案:左侧大v磁钢组的长度d6小于右侧小v磁钢组的长度d5,左侧大v磁钢组和右侧小v磁钢组的宽度均为d4。

    8、作为本发明的进一步方案:同组两个所述大v空气槽之间设置有磁通屏障,所述磁通屏障安装在大硅钢片上,所述磁通屏障由磁通屏障上端和磁通屏障下端组成。

    9、作为本发明的进一步方案:相邻两组磁组之间设置开槽,所述开槽开设在硅钢片的表面。

    10、采用上述技术方案,与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

    11、1、本发明提出的永磁同步电机,其图中展示为通过截取1/4转子铁心部分,该永磁单元结构采用双v型结构,比起单v结构,双v结构可以提高转子有效磁极数目,可以减小磁场在空气间隙中的漏磁,提高电机的效能,此外,内部永磁体呈不对称排列在转子铁心中,为提高永磁体的利用效率,且使电机的结构紧凑,永磁体与定子间的间隙较小,永磁体和定子之间相互作用产生齿槽转矩,通过调整小v和大v永磁体与d轴的夹角不对称,设计永磁体的形状,并调整永磁体在磁场中的分布,使得电机的磁场在空间上产生偏移,在缩减永磁体宽度的情况下,减少永磁体组结构尺寸以及永磁体用量,使得永磁体体积降低5%,同时随着永磁体体积减小,重量也随着减小,离心力就会变小,适当提高了转子强度,利用磁路不对称和磁场偏移效应,在不增加永磁转矩和磁阻转矩幅值的前提下,永磁体体积减小5%以上,使其输出转矩和输出效率与原对称结构相当,电机性能保持不变。

    12、本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。



    技术特征:

    1.一种非对称内置式永磁同步电机转子结构,包括大硅钢片(8),其特征在于:所述大硅钢片(8)的表面设置有多组磁组,每组所述磁组均包括左侧大v磁钢组(1)、左侧小v磁钢组(2)、右侧小v磁钢组(3)和右侧大v磁钢组(4),所述左侧大v磁钢组(1)、左侧小v磁钢组(2)、右侧小v磁钢组(3)和右侧大v磁钢组(4)按顺时针方向依次固定安装在大硅钢片(8)的表面,所述左侧大v磁钢组(1)和右侧大v磁钢组(4)呈v形分布,所述左侧小v磁钢组(2)和右侧小v磁钢组(3)呈v形分布,且左侧小v磁钢组(2)和右侧小v磁钢组(3)位于左侧大v磁钢组(1)和右侧小v磁钢组(4)之间;

    2.根据权利要求1所述的一种非对称内置式永磁同步电机转子结构,其特征在于:同组所述左侧大v磁钢组(1)和右侧所述大v磁钢组(4)中部及左侧小v磁钢组(2)和右侧小v磁钢组(3)中部共同设置有中轴线d,左侧大v磁钢组(1)与d轴之间的夹角ε小于右侧小v磁钢组(4)与d轴之间的夹角γ。

    3.根据权利要求2所述的一种非对称内置式永磁同步电机转子结构,其特征在于:左侧小v磁钢组(2)与d轴之间的夹角α小于右侧小v磁钢组(3)与d轴之间的夹角β。

    4.根据权利要求1所述的一种非对称内置式永磁同步电机转子结构,其特征在于:左侧小v磁钢组(2)的长度d1小于右侧小v磁钢组(3)的长度d2,且左侧小v磁钢组(2)和右侧小v磁钢组(3)的宽度均为d3。

    5.根据权利要求1所述的一种非对称内置式永磁同步电机转子结构,其特征在于:左侧大v磁钢组(1)的长度d6小于右侧大v磁钢组(4)的长度d5,左侧大v磁钢组(1)和右侧大v磁钢组(4)的宽度均为d4。

    6.根据权利要求1所述的一种非对称内置式永磁同步电机转子结构,其特征在于:同组两个所述大v空气槽之间设置有磁通屏障,所述磁通屏障安装在大硅钢片(8)上,所述磁通屏障由磁通屏障上端(5)和磁通屏障下端(6)组成。

    7.根据权利要求1所述的一种非对称内置式永磁同步电机转子结构,其特征在于:相邻两组磁组之间设置开槽(7),所述开槽(7)开设在硅钢片的表面。


    技术总结
    本发明公开了一种非对称内置式永磁同步电机转子结构,本发明涉及电机转子技术领域,包括大硅钢片,大硅钢片的表面设置有多组磁组,每组磁组均包括左侧大V磁钢组、左侧小V磁钢组、右侧小V磁钢组和右侧大V磁钢组,左侧大V磁钢组、左侧小V磁钢组、右侧小V磁钢组和右侧大V磁钢组按顺时针方向依次固定安装在大硅钢片的表面,左侧大V磁钢组和右侧大V磁钢组呈V形分布,左侧小V磁钢组和右侧小V磁钢组呈V形分布,本发明的优点在于:本发明提出的电机转子结构相比于常规的对称内置式永磁同步电机,在保持与对称结构性能基本相同的情况下,永磁体使用量减少5%以上,降低永磁体材料成本,适当提高电机峰值效率,提高电机的综合性能。

    技术研发人员:王东雄,吴志鸿,余磊,袁显举,王保华
    受保护的技术使用者:湖北汽车工业学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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