车用永磁同步电机以及可削弱磁阻力矩的定子铁芯制造技术

本发明专利技术涉及一种车用永磁同步电机，其中，在转子铁芯内部的圆周方向均匀镶嵌有径向磁化的磁钢，磁钢与极靴形成永磁磁极，在极靴的内部设有扇形空腔，在空腔的外缘与内部分别设有弧形的导电启动条与树脂填料，此种结构可防止静态、动态电枢反应对磁钢永久去磁，提高启动转矩和峰值转矩，减小转子惯量与离心力，提高快速响应能力；应用于该同步电机中的定子铁芯由三层定子冲片齿面不同的铁芯依次叠压构成，第一层铁芯为齿面右移θ角的定子冲片构成，第二层铁芯由齿面左、右移θ／２角的定子冲片构成，第三层铁芯由齿面左移θ角的定子冲片构成，三层铁芯的齿面叠压后形成斜齿，此种结构可削弱磁阻力矩，抑制齿槽力矩波动，避免铁芯斜槽的缺点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电机
，尤其是一种车用永磁同步电机以及可削弱磁阻力矩的定子铁芯。
技术介绍
当前汽车工业可持续发展所面临的两大难题是环境污染、石油资源匮乏。汽 车的排气污染、噪声、燃油存放的火灾隐患等问题，越来越引起人们的关注，环保和节能是 二十一世纪汽车技术的一个重要发展方向，电动汽车成为新一代清洁能源汽车。其中驱动 电机和传动系统是电动汽车的心脏，电机是驱动系统的核心，电机的综合性能直接影响电 动汽车的性能。目前电动汽车用驱动电机制约着中国电动汽车的研发及其产业化进程。 目前，国内外正在研发永磁直流无刷电机(PMBLM)，其电枢励磁为"非圆形跳跃式" 的旋转磁场，存在较大的力矩波动，影响电机高效、高精度、高速和平稳运行。然而，现有 的永磁直流无刷电机在使用过程中，由于无法阻止电枢反应磁通的上升，使系统过流保护 装置没有足够时间动作，使静态、动态电枢反应对磁钢永久去磁，降低了启动转矩和峰值转 矩；另外，由于现有用于同步电机中的定子铁芯无法削弱磁阻力矩，抑制齿槽力矩的波动， 从而无法避免铁芯斜槽的缺点。
技术实现思路
本专利技术提供一种可以防止静态、动态电枢反应对磁钢永久去磁，提高启动转矩和 峰值转矩的一种车用永磁同步电机。 本专利技术还提供一种可以削弱磁阻力矩、抑制齿槽力矩波动，可避免铁芯斜槽缺点 的一种应用于车用永磁同步电机中的可削弱磁阻力矩的定子铁芯。 为实现上述目的，本专利技术提供一种车用永磁同步电机，在机壳的内部安装有定子与转子，所述定子由固定在所述机壳内壁的定子铁芯和定子绕组构成，所述定子铁芯包括定子磁轭、定子槽以及定子齿，所述转子由转轴与转子铁芯构成，在所述转子铁芯内部的圆周方向均匀镶嵌有径向磁化的磁钢，所述磁钢与其外侧的极靴形成永磁磁极，在所述极靴的内部设有扇形空腔，在所述空腔的外缘表面设有弧形的导电启动条。 所述空腔的内部填充有树脂填料。 由所述磁钢表面发出的磁力线向所述极靴延伸，并汇聚于磁极中心形成一个能够 增加气隙磁密的磁极。 所述气隙设置所述极靴与所述定子齿之间。 所述磁钢的形状为一字形条状结构、U形单层多段式结构或双层多段式结构中的 一种。 本专利技术同时还提供一种应用于车用永磁同步电机中的可削弱磁阻力矩的定子铁 芯，所述定子铁芯包括定子磁轭、定子槽以及定子齿，所述定子铁芯由三层定子冲片齿面不同的铁芯依次叠压构成，所述第一层铁芯为齿面右移e角的定子冲片构成，所述第二层铁芯由齿面左、右移e/2角的定子冲片构成，所述第三层铁芯由齿面左移e角的定子冲片构 成，三层铁芯的齿面叠压后形成斜齿，在所述定子齿的表面还设有半圆形的凹槽。 与现有技术相比，本专利技术具有以下优点 本专利技术提供一种车用永磁同步电机，其中，在转子铁芯内部的圆周方向均匀镶嵌 有径向磁化的磁钢，磁钢与极靴形成永磁磁极，在极靴的内部设有扇形空腔，在空腔的外缘 表面与内部分别设有弧形的导电启动条与树脂填料，此种结构可有效阻止电枢反应磁通的 上升，使系统过流保护装置就有足够时间动作，防止静态、动态电枢反应对磁钢永久去磁， 提高启动转矩和峰值转矩，并且还可以减小转子惯量与离心力，提高快速响应能力，便于高速运行；应用于该同步电机中的定子铁芯由三层定子冲片齿面不同的铁芯依次叠压构成，第一层铁芯为齿面右移e角的定子冲片构成，第二层铁芯由齿面左、右移e/2角的定子冲 片构成，第三层铁芯由齿面左移e角的定子冲片构成，三层铁芯的齿面叠压后形成斜齿，本专利技术采用此种结构可削弱磁阻力矩，抑制齿槽力矩波动，可避免铁芯斜槽的缺点；另外，在定子齿的表面还设有半圆形的凹槽，可提高谐波频率降低幅值，减小气隙磁导的变化与 齿槽力矩波动，使电机实现高精度、高功率密度、高启动转矩、宽调速、快响应和平稳运行， 满足电动汽车驱动要求。附图说明图1为本专利技术同步电机第一实施例的剖面图； 图2为图1的另一实施例的剖面图； 图3为本专利技术同步电机第二实施例的剖面图 图4为本专利技术同步电机第三实施例的剖面图 图5为本专利技术同步电机力矩波动分析示意图 图6为本专利技术中三层铁芯的分解示意图； 图7为本专利技术中定子铁芯齿面的局部示意图； 图8为本专利技术中定子齿端面的结构图。 主要元件符号说明如下laU形单层多段式磁钢 lb —字形条状磁钢lc双层多段式磁钢 ld磁钢端面2磁钢槽 3极靴 4气隙5定子磁轭 6定子槽 7定子齿7a第一层铁芯 7b第二层铁芯 7c第三层铁芯 L-7a齿面为左移e角的定子铁芯段 L-7b齿面为左、右移e角的定子铁芯段 L-7c齿面为右移e角的定子铁芯段8永磁转子 9空腔 IO导电启动条 ll树脂杆12定子 13转轴 14半圆槽15定子铁芯 16凹凸面具体实施例方式如图1所示，本专利技术提供一种车用永磁同步电机，在机壳的内部安装有定子与转 子，定子由固定在机壳内壁的定子铁芯和定子绕组构成，定子铁芯包括定子磁轭5、定子槽 6以及定子齿7，转子由转轴与转子铁芯构成，在转子铁芯内部的圆周方向均匀镶嵌有径向 磁化的磁钢，磁钢与其外侧的极靴3形成永磁磁极，形成后的永磁磁极起到聚磁、改善气隙 磁场波形、降低转矩波动、抑制静态和动态电枢反应作用。由磁钢表面发出的磁力线向极靴 延伸，并汇聚于磁极中心形成一个能够增加气隙磁密的磁极，提高了电机过载能力和功率 密度，使电机小型轻量化。该磁钢的形状为U形单层多段式磁钢la，该U形单层多段式磁钢 la固定于转子铁芯内部的磁钢槽2中，U形单层多段式磁钢la的两端均延伸至转子的内侧 边缘，使永磁磁路在达到饱和的同时，漏磁减少。在极靴3的内部设有扇形的空腔9，在空腔 9的内部填充有树脂填料(图中未描述)，因此可减小转子惯量，提高快速响应能力，与磁钢 结合后，可进一步减轻转子重量，减小转子离心力，便于高速运行。在空腔9的外缘设有弧 形条状的导电启动条10，因此可有效阻止电枢反应磁通的上升，使系统过流保护装置就有 足够时间动作，防止静态、动态电枢反应对磁钢永久去磁，提高启动转矩和峰值转矩。定子 铁芯设置于极靴3的外侧，定子磁轭5为弧形结构，定子齿7由定子磁轭5的内侧表面延伸 出，定子槽6设置于相邻的两个定子齿7之间。在定子齿7与极靴3之间还设有气隙4。 如图2所示，在U形单层多段式磁钢la两端的内部分别插入有树脂杆ll，可避免 应力集中，减小高速运行时转子铁芯的应力，适合高速和高可靠性运行。将U形单层多段式 磁钢la的两端靠近永磁转子8内缘的距离h可以控制的很窄，可保证磁路饱和，减少漏磁， 增加气隙磁密，提高出力。 如图3所示，固定于转子铁芯内部的磁钢为双层多段式磁钢lc，该双层多段式磁 钢lc与极靴3形成永磁磁极，形成后的永磁磁极起到聚磁、改善气隙磁场波形、降低转矩波 动、抑制静态和动态电枢反应作用。双层多段式磁钢lc的两端均延伸至转子的内侧边缘， 使永磁磁路在达到饱和的同时，漏磁减少。由双层多段式磁钢lc表面发出的磁力线向极靴 3延伸，并汇聚于磁极中心形成一个能够增加气隙4磁密的磁极，提高了电机过载能力和功 率密度，使电机小型轻量化。定子铁芯设置于极靴3的外侧，定子磁轭5为弧形结构，定子 齿7由定子磁轭5的内侧表面延伸出，定子槽6设置于相邻的两个定子齿7之间。在定子 齿7与极靴3之间还设有气隙4。双层多段式磁钢的磁通线(箭头方向)同时通过极靴3 挤向气本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车用永磁同步电机，在机壳的内部安装有定子与转子，所述定子由固定在所述机壳内壁的定子铁芯和定子绕组构成，所述定子铁芯包括定子磁轭、定子槽以及定子齿，所述转子由转轴与转子铁芯构成，在所述转子铁芯内部的圆周方向均匀镶嵌有径向磁化的磁钢，所述磁钢与其外侧的极靴形成永磁磁极，其特征在于，在所述极靴的内部设有扇形空腔，在所述空腔的外缘表面设有弧形的导电启动条。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉琛，林德芳，
申请(专利权)人：李嘉琛，林德芳，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]