混合励磁电机转子结构制造技术

本发明专利技术涉及电机技术领域，具体地指一种混合励磁电机转子结构

【技术实现步骤摘要】
混合励磁电机转子结构


[0001]本专利技术涉及电机
，具体地指一种混合励磁电机转子结构
。

技术介绍

[0002]现有新能源汽车驱动电机多采用永磁同步电动机，也有用电励磁同步电动机，比如宝马和法雷奥
。
新能源驱动电机首选永磁同步电动机的原因主要是由于永磁同步电动机有高功率密度
、
高效率和高效区覆盖广，从而可以提高电动汽车的续航里程和减小重量
。
但永磁同步电动机应用在新能源汽车上也存在问题，可以归纳为以下几个方面：
[0003]第一，新能源汽车驱动用永磁同步电动机为了提高其功率密度，因此需要提高磁场强度，但是由于提高磁场强度就存在高速深度弱磁，而永磁同步电动机弱磁是通过提高弱磁电流来进行弱磁，该方法有导致磁钢退磁的风险，并且会增加无功功率，从而使电机在高速区效率较低
。
[0004]第二，由于永磁同步电动机永磁体中要加入稀土材料，而稀土材料是不可生材料，且其价格较贵，稀土材料的使用新能源驱动电机的价格和生产可持续性
。
[0005]针对永磁同步电动机在新能源汽车上应用存在的问题，电励磁同步电动机则有很好的优势
。
电励磁同步电动机的磁场可以通过调节励磁电流来调节，在高速弱磁区不需要大的去磁电流，电机的功率因数会提高，从而提高电机的效率，实现高速恒功率输出
。
[0006]如专利号为“CN114421672A”的名为“转子组件
、
混合励磁电机及其控制方法”的中国专利技术专利，该专利介绍的电机包括转轴
、
转子铁芯
、
永磁体以及励磁绕组；转子铁芯设置于转轴上；永磁体镶嵌于转子铁芯的磁钢槽内；励磁绕组沿径向一一对应各永磁体，绕制于转子铁芯的载体上，且励磁绕组位于永磁体的内侧，励磁绕组的轴线平行于永磁体的磁极方向
。
该电机由于设置了与永磁体磁场方向平行的励磁绕组，可以通过调整励磁绕组电流的方向及大小，实现即可增磁，也可去磁的作用，降低铜耗及铁耗，从而实现峰值恒功率区间最大化，效率更优化
。
但是其结构复杂，需要隔磁衬套，不利于生产和装配，且嵌绕励磁绕组的铁芯部分容易出现励磁绕组和电枢绕组的磁场耦合叠加导致的磁场饱和情况，磁场饱和会导致电机发热，降低电机性能，增加能耗，励磁绕组槽空间较小，没有最大利用励磁绕组产生的磁场
。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种混合励磁电机转子结构
。
[0008]本专利技术的技术方案为：一种混合励磁电机转子结构，包括，
[0009]转轴；
[0010]多个转子铁芯，所述多个转子铁芯沿转轴周向均匀间隔布置，转子铁芯包括固定在转轴上沿转轴径向布置的磁极，磁极远离转轴的一端设置有弧形的极靴，相邻转子铁芯之间留有转子槽；
[0011]多组励磁绕组，所述励磁绕组是缠绕在磁极上且跨越相邻转子槽的通电绕组，处于同一转子槽内的相邻励磁绕组的电流方向相同；
[0012]以及磁场优化结构，所述磁场优化结构设置于极靴上，用于在励磁绕组与定子结构的电枢绕组所产生的磁场耦合重叠位置形成反向磁场
。
[0013]根据本申请提供的一种混合励磁电机转子结构，所述磁场优化结构包括，
[0014]永磁单元，所述永磁单元是设置于相邻极靴之间的永磁结构，永磁单元在转轴周向方向上处于相邻两组励磁绕组之间，永磁单元的充磁方向与相邻励磁绕组产生的磁场方向相反
。
[0015]根据本申请提供的一种混合励磁电机转子结构，所述永磁单元包括，
[0016]第一永磁体，所述第一永磁体是两端固定在相邻极靴周向端部的永磁结构，第一永磁体的充磁方向沿转轴切线方向延伸
。
[0017]根据本申请提供的一种混合励磁电机转子结构，所述第一永磁体垂直其充磁方向的第一中心线穿过转轴轴线，相邻励磁绕组以之间的第一永磁体的第一中心线为中心对称布置
。
[0018]根据本申请提供的一种混合励磁电机转子结构，所述极靴周向端部开设有卡接第一永磁体的卡槽
。
[0019]根据本申请提供的一种混合励磁电机转子结构，所述永磁单元包括，
[0020]两组第二永磁体，所述两组第二永磁体分别固定在同一转子槽周向两侧的极靴端部，两组第二永磁体在转轴周向方向上留有间隙，两组第二永磁体的充磁方向相同且沿转轴切线方向延伸
。
[0021]根据本申请提供的一种混合励磁电机转子结构，所述极靴上开设有沿轴向延伸的用于容置第二永磁体的磁钢槽
。
[0022]根据本申请提供的一种混合励磁电机转子结构，所述磁钢槽内设置有可与极靴形成隔磁桥的不规则凸起
。
[0023]本申请的优点有：
1、
本申请通过在励磁绕组和电枢绕组最大磁场耦合重叠位置布置磁场优化结构，磁场优化结构产生的磁场和励磁绕组产生的磁场方向相反，可以改善励磁绕组和电枢绕组磁场重叠部分的磁场饱和程度，避免出现转子发热温度过高的情况，优化了电机性能，降低了电机能耗，增加磁场优化结构可以进一步促进定子其他位置的磁场，对电机的性能有进一步的提升，可以减小励磁绕组的匝数，节约成本，具有极大的推广价值；
[0024]2、
本申请的磁场优化结构包括永磁单元，永磁单元是安装在极靴上的永磁结构，永磁结构能够在励磁绕组和电枢绕组磁场重叠部分位置发出反向磁场，能够有效改善重叠磁场的饱和程度，可以提高电机的转矩性能，降低负载情况下转子磁极极靴部位的磁密，降低电机损耗；
[0025]3、
本申请的永磁单元包括第一永磁体，第一永磁体结构简单，布置方便，第一永磁体产生的磁场刚好处于励磁绕组与电枢绕组磁场耦合位置，装配简单，安装方便；
[0026]4、
本申请的第一永磁体在转轴的周向方向上刚好处于磁场最大饱和位置，第一永磁体产生的磁场能够最大程度的改善励磁绕组和电枢绕组磁场重叠部分的饱和程度，最大程度降低能耗和提高电机性能；
[0027]5、
本申请在极靴的周向端部开设卡槽，卡槽方便卡接第一永磁体，使第一永磁体的装配方式极为简单，整体安装的效率极高；
[0028]6、
本申请的永磁单元包括两组间隔布置的第二永磁体，间隔布置的第二永磁体方便励磁绕组的绕制，整体结构简单，安装方便；
[0029]7、
本申请在极靴上设置磁钢槽用来容纳第二永磁铁，使第二永磁体的安装极为方便，安装牢固稳定；
[0030]8、
本申请在磁钢槽内设置不规则凸起，可以在极靴内形成隔磁桥，结构简单
。
[0031]本申请的转子结构简单，可以降低转子极靴位置的磁场饱和程度，提高电机转矩，同时降低了负载情况下转子磁极极靴位置的磁密，降低了电机损耗，提升了电机性能，具有极大的推广价值
。
附图说明
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种混合励磁电机转子结构，其特征在于：包括，转轴
(1)
；多个转子铁芯，所述多个转子铁芯沿转轴
(1)
周向均匀间隔布置，转子铁芯包括固定在转轴
(1)
上沿转轴
(1)
径向布置的磁极
(2)
，磁极
(2)
远离转轴
(1)
的一端设置有弧形的极靴
(3)
，相邻转子铁芯之间留有转子槽
(4)
；多组励磁绕组
(5)
，所述励磁绕组
(5)
是缠绕在磁极
(2)
上且跨越相邻转子槽
(4)
的通电绕组，处于同一转子槽
(4)
内的相邻励磁绕组
(5)
的电流方向相同；磁场优化结构，所述磁场优化结构设置于极靴
(3)
上，用于在励磁绕组
(5)
与定子结构的电枢绕组所产生的磁场耦合重叠位置形成反向磁场
。2.
如权利要求1所述的一种混合励磁电机转子结构，其特征在于：所述磁场优化结构包括，永磁单元，所述永磁单元是设置于相邻极靴
(3)
之间的永磁结构，永磁单元在转轴
(1)
周向方向上处于相邻两组励磁绕组
(5)
之间，永磁单元的充磁方向与相邻励磁绕组
(5)
产生的磁场方向相反
。3.
如权利要求2所述的一种混合励磁电机转子结构，其特征在于：所述永磁单元包括，第一永磁体
(6)
，所述第一永磁体
(6)
是两端固定在相邻极靴
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘天知，刘光华，魏琼，李婷，徐刚，
申请(专利权)人：智新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：