一种用于汽车的永磁电动机制造技术

本发明专利技术公开了一种用于汽车的永磁电动机，包括定子、转子、机壳、端盖、轴承、测温元件，旋转变压器及组件,其特征在于，转子包括转子冲片铁芯、小槽金属片、端板、端环和永磁体，定子包括定子线圈、定子冲片铁芯；所述转子冲片铁芯上设有n个V字型内置磁钢槽及2n个金属片小槽，每个V字型内置磁钢槽中嵌置2m块永磁体，每个金属片小槽中嵌置小槽金属片，n≥6,m≥1。本发明专利技术有超高效率和功率因数、高可靠性等特点。具有良好的机械和电气性能，结构工艺简化，体质小重量轻，低成本，良好的环境适应性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种稀土钕铁硼励磁的永磁同步电动机，特别涉及一种稀土钕铁硼励磁的纯电动汽车用的永磁调速同步电动机。
技术介绍
近年来永磁同步电动机得到较快发展，其特点是功率因数高、效率高，在许多场合开始逐步取代最常用的交流异步电机。永磁电动机具有高功率密度、高效率、高可靠性、较好的动态性能等特点，成为当前驱动用电机的研究热点。电动汽车电机驱动系统除了具有普通电气传动的共性外，还应满足电动汽车特定用途的要求。电动汽车是一种露天运行、结构紧凑、具有车载能源的行走机械，工况复杂，既要能高速飞驰，又要能频繁起动、制动、上下坡、快速超车、紧急刹车，既要能适应雪天、雨天、盛夏、严冬、雪后撒盐等恶劣天气条件，又要能承受道路的颠簸震动，还要保证司乘人员的舒适与安全。电动汽车的核心，是要用电气传动系统取代机械推进系统，用电池代替汽油作为车载能源，在零排放的前提下，满足燃油汽车各项性能、价格指标的要求。采用永磁同步电机是目前电动车驱动电机的主要发展方向，但是目前永磁同步电机技术尚不完善，普遍存在一些问题：(1)永磁体存在退磁风险；(2)电机结构和工艺复杂，生产制造成本太高；(3)机械调速特性欠佳，调速范围不够宽广；(4)最大转矩倍数偏低，巡航和爬坡力不从心；(5)温升偏高。永磁同步电机是利用永磁体建立励磁磁场的同步电机，其定子三相绕组 产生旋转磁场，转子磁极用永磁材料制成，磁场相互作用使转子转动。永磁同步电机具有效率高、功率因数高、转矩和功率密度大、可靠性高和便于维护等优点。永磁电机可以高速运转，定子绕组匝数少，电机的电磁时间常数较小，电机的动态特性好.其极限转速和制动性能等都优于其它类型的电机。但是汽车内环境温度高，永磁材料在高温、振动和过高电流作用下，会发生磁性衰退现象。由于电机永久性磁场的存在，使恒功率范围时电机的控制较为困难，在无载荷的情况下，会发生磁性衰退现象，降低永磁电机的性能。此外多种永磁电机效率偏低，温升高，最大功率和最大扭矩过小，等等，需要研发一种超高效和功率因数以及机械性能优良而价格较低的永磁电机，适应当今纯电动汽车发展的需要。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于汽车的永磁电动机，应用了一种新型的转子铁芯结构、定子绕组结构以及新型的压铸铝机壳和端盖，全方位挖潜增效，使之具有超高效率和较高功率因数，良好的机械和电气性能，结构工艺简化，体质小重量轻，低成本，良好的环境适应性。具体技术方案如下：一种用于汽车的永磁电动机，包括定子、转子、机壳、端盖、轴承、测温元件，旋转变压器及组件,转子包括转子冲片铁芯、小槽金属片、端板、端环和永磁体，定子包括定子线圈、定子冲片铁芯；所述转子冲片铁芯上设有n个V字型内置磁钢槽及2n个金属片小槽，每个V字型内置磁钢槽中嵌置2m块永磁体，每个金属片小槽中嵌置小槽金属片，n≥6,m≥1。进一步，所述转子冲片铁芯包括六个嵌置永磁体的V字型内置磁钢槽。进一步，所述嵌置永磁体的V字型内置磁钢槽两端设有隔磁桥，隔磁桥厚度为1.5-2mm。进一步，所述转子冲片铁芯的轴向两端各有一个端环，此端环与小槽金属片的两端端板压接，构成转子笼体。进一步，所述V字型内置磁钢槽中嵌置的永磁体，组成一磁极。进一步，所述永磁体采用高性能钕铁硼，其表面镀锌，每个V字型内置磁钢槽中嵌置20块永磁体，永磁体采用两列并排组装结构。进一步，所述金属片小槽为径向设置。进一步，所述金属片小槽宽度为0.8-1.2mm，深14-18mm，所述金属片小槽在转子外圆端处有一连接桥，其厚度为1.5mm。进一步，所述定子与转子间的气隙1.8-2.2mm，绕组的短距系数为0.833。进一步，所述定子冲片铁芯的槽口宽度与气隙之比约为(1.1-1.15)：1.0，定子冲片铁芯的槽口处有附加磁性槽泥结构。进一步，永磁电动机额定频率为150Hz,定子绕组的每个线圈匝数优选为1。进一步，定子线圈六个极相为一组，绕成一串。本专利技术的有益效果为：本专利技术有超高效率和功率因数、高可靠性、成本低的特点。其主要特点是:(1)良好的输出特性。在起动和爬坡时，具有较大的输出转矩；在巡航时，具有较高的转速；(2)采用开有两个小槽的内嵌式V字型转子冲片结构，V型结构不用不锈钢作隔磁材料,两个小槽则减小了电机的转矩特性下凹畸变，有利于调速稳定。该小槽还减小了转子铁芯的附加损耗；(3)可靠性高，磁性能稳定不退磁。转子笼具有抑制浪涌冲击电流的功能，从而防止浪涌冲击电流引起的祛磁危害。此外在过载3倍输出功率时，永磁体的工作点高于最大磁能积点。采用高性能永磁体表面镀锌，且内置入转子冲片槽中，永磁体不外露，防止氧化弱磁，还采用磁稳定的工艺措施；(4) 由于采用陶瓷轴承，因此无轴承环流；(5)体质小重量轻，采用具有辐式散热筋的新型结构的压铸铝壳体和铝端盖；(6)采用内罝式小槽铜片，取消了铜片与铜端环间的焊接工艺；永磁体采用两列并排组装结构；(7)定子铁芯的槽口处有附加磁性槽泥结构，减小定转子铁芯的表面附加损耗，而且取消了定子铁芯的斜槽工艺；(8)噪声小，无风扇。本电机可达5000转/分高速,风扇需特除制造，本电机温升低，可取消风扇，减小了噪音，还减小了风扇损耗。此外，本专利技术这种开有小槽的内嵌式永磁电动机是一种新型的无刷直流电机，借助旋转变压器还可以通过超前导通角，实现恒功率调速，通过优化控制超前角还可以进一步优化电机的效率。附图说明图1为本专利技术的总体结构示意图；图2为转子装配示意图图3为小槽铜片和永磁体安装示意图图4为定、转子冲片铁芯套裁组合冲制示意图；图5为转子冲片铁芯示意图；图6为定子冲片铁芯示意图；图7为定子装配示意图；1-左端盖；2-机壳；3-转子；4-测温元件；5-轴承；6-右端盖；7-定子冲片铁芯；9-旋转变压器；12-防水接头；13-出线；14-转轴；15-端板；31-转子紫铜端环；16-小槽铜片；17-紧圈；18-永磁体；19-隔磁桥；20-连接桥；21-定子槽。具体实施方式以下结合附图对专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发 明，并非用于限定本专利技术的范围。如图1和图2所示，一种用于汽车的永磁电动机，包括定子、转子、机壳、端盖、轴承、测温元件，旋转变压器及组件。转子包括转子冲片铁芯、拉紧螺杆、小槽紫铜片、转轴、端板、紫铜端环和永磁体，定子包括定子线圈和定子冲片铁芯。小槽金属片优选紫铜片，端环采用紫铜材质，效果较好。如图3和图4所示，转子冲片铁芯材质为0.35mm的优质硅钢片35W270，由两个V字型内置磁钢槽组成一磁极，共六个V字型组成六极。磁钢槽两端设有隔磁桥限制漏磁，隔磁桥厚度为1.5-2mm。每两个V型磁极之间有两个径向金属片小槽，小槽宽度为1mm，深15mm，该小槽顶部的连接桥厚度为1.5mm。逐一将各转子冲片直接热套在转轴上。省去价格较高的1Cr18Ni9Ti不锈钢作隔磁材料。转子冲片铁芯两端各有一个紫铜端环，此端环与小槽铜片的两端压接，构成转子笼体。转子冲片铁芯迭压拉紧后，逐一内置永磁体和小槽铜片，并且用螺杆将铜端环和铝端板轴向压紧，构成转子笼体。转子笼体具有抑制浪涌冲击电流的功能，从而防止浪涌冲击电流引起的祛磁危害。端板平面没有外露的螺釘头，减小了噪音，整个转子组装全过程避免了电焊环节，避免磁钢过热退磁。如图2所示，转子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于汽车的永磁电动机，包括定子、转子、机壳、端盖、轴承、测温元件，旋转变压器及组件,其特征在于，转子包括转子冲片铁芯、小槽金属片、端板、端环和永磁体，定子包括定子线圈、定子冲片铁芯；所述转子冲片铁芯上设有n个V字型内置磁钢槽及2n个金属片小槽，每个V字型内置磁钢槽中嵌置2m块永磁体，每个金属片小槽中嵌置小槽金属片，n≥6,m≥1。

【技术特征摘要】
1.一种用于汽车的永磁电动机，包括定子、转子、机壳、端盖、轴承、测温元件，旋转变压器及组件,其特征在于，转子包括转子冲片铁芯、小槽金属片、端板、端环和永磁体，定子包括定子线圈、定子冲片铁芯；所述转子冲片铁芯上设有n个V字型内置磁钢槽及2n个金属片小槽，每个V字型内置磁钢槽中嵌置2m块永磁体，每个金属片小槽中嵌置小槽金属片，n≥6,m≥1。2.根据权利要求1所述的永磁电动机，其特征在于，所述转子冲片铁芯包括六个嵌置永磁体的V字型内置磁钢槽。3.根据权利要求1或2所述的永磁电动机，其特征在于，所述嵌置永磁体的V字型内置磁钢槽两端设有隔磁桥，隔磁桥厚度为1.5-2mm。4.根据权利要求1所述的永磁电动机，其特征在于，所述转子冲片铁芯的轴向两端各有一个端环，此端环与小槽金属片的两端端板压接，构成转子笼体。5.根据权利要求1或2或3所述的永磁电动机，其特征在于，所述V字型内置磁钢槽中嵌置的永磁体，组成一磁极。6.根据权利要求1所述的永磁电动...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伟康，尚栋，汪文涛，
申请(专利权)人：宋艺宁，吴伟康，吴德全，
类型：发明
国别省市：北京;11