电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子的制作方法
【专利摘要】一种电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子，涉及电机技术领域，所解决的是降低电机力矩波动的技术问题。该转子上开设有多个一字型永磁槽，每个一字型永磁槽内都嵌置有一字型磁钢，各个一字型永磁槽等分成A、B两类，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且各个A类永磁槽的径向插入深度一致，各个B类永磁槽的径向插入深度一致，并且A类永磁槽的径向插入深度大于B类永磁槽的径向插入深度，一字型永磁槽的径向插入深度是指一字型永磁槽与转子轴心之间的最小间距。本实用新型提供的转子，特别适用于电动汽车使用。
【专利说明】
电动汽车电机的低波动内置式_字型永磁转子
技术领域
[0001]本实用新型涉及电机技术，特别是涉及一种电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子的技术。
【背景技术】
[0002]电动汽车是解决能源危机和环境污染的重要途径。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。尤其在适用于电动汽车的高效能内置式永磁同步电机方面，存在着功率密度低，高速恒功率范围窄、力矩波动大、过载能力低和可靠性差等缺陷，难以满足要求。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。
[0003]齿槽力矩(也称磁阻力矩)是自动化场合、机电一体化场合的调速系统中致命缺陷。现有的降低电机力矩波动方法主要有分数槽法、辅助槽法、辅助齿法、斜槽法、斜极法、闭口槽法和磁化槽楔法等，这些方法各有利弊，但总是难以有效消除齿槽效应。斜槽或斜极是最常用减小力矩波动的方法，但斜槽和斜极法对方波电机气隙磁感应强度平顶宽度有影响，同时定子斜槽使生产工艺和结构复杂，使定子槽面积减小，降低出力，使铜耗增加，斜槽和斜极两者均降低出力，并使电机的工艺和结构复杂，电机制造成本提高。
【实用新型内容】
[0004]针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能降低齿槽引起的力矩波动，从而能降低机械振动、噪音的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子，该转子上开设有多个一字型永磁槽，每个一字型永磁槽内都嵌置有一字型磁钢，其特征在于:
[0006]各个一字型永磁槽等分成两类，其中的一类为A类永磁槽，另一类为B类永磁槽，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且各个A类永磁槽的径向插入深度一致，各个B类永磁槽的径向插入深度一致，一字型永磁槽的径向插入深度是指一字型永磁槽与转子轴心之间的最小间距；
[0007]设A类永磁槽的径向插入深度为Rl，B类永磁槽的径向插入深度为R2，则有Rl>R2。
[0008]进一步的，设转子的半径为R，则R1/R在0.75至0.8之间，R2/R在0.5至0.55之间。
[0009]进一步的，在转子的径向截面中，每个一字型永磁槽都由转子的磁极轴线分为对称的两半。
[0010]进一步的，在转子的径向截面中，每个一字型永磁槽的两端都朝向转子外圆方向弯折。
[0011]本实用新型提供的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子，采用相邻一字型永磁槽的径向插入深度不等的方式获得定子铁心斜槽、转子永磁磁极斜极或者定转子间采用不均匀气隙等工艺和结构复杂的同样效果，使d轴(磁极轴线)与q轴(相邻磁极中心线)的径向力趋于平衡，能有效地消除齿槽效应，降低齿槽引起的力矩波动，从而能降低机械振动、噪音和反电势谐波，减少铁心损耗，实现电机高效、高功率密度、高可靠性、宽调速、低噪、低波动平稳运行等特点。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型第一实施例的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子的径向截面图；
[0013]图2是本实用新型第二实施例的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子的径向截面图；
[0014]图3是现有的额定输出功率均为46KW的内置式一字型永磁同步电机的力矩波动曲线图，其中的横轴Θ为力矩角，竖轴Tcog为力矩；
[0015]图4是采用了本实用新型第二实施例的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子的额定输出功率均为46KW的电机的力矩波动曲线图，其中的横轴Θ为力矩角，竖轴Tcog为力矩。
【具体实施方式】
[0016]以下结合【附图说明】对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围，本实用新型中的顿号均表示和的关系。
[0017]如图1所示，本实用新型第一实施例所提供的一种电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子，该转子11上开设有多个一字型永磁槽12，每个一字型永磁槽内都嵌置有一字型磁钢13，其特征在于:
[0018]各个一字型永磁槽12等分成两类，其中的一类为A类永磁槽，另一类为B类永磁槽，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且各个A类永磁槽的径向插入深度一致，各个B类永磁槽的径向插入深度一致，一字型永磁槽的径向插入深度是指一字型永磁槽与转子轴心之间的最小间距；
[0019]设A类永磁槽的径向插入深度为Rl，B类永磁槽的径向插入深度为R2，则有Rl>R2。
[0020]本实用新型第一实施例在转子11的径向截面中，每个一字型永磁槽12都由转子的磁极轴线d分为对称的两半。
[0021]如图2所示，本实用新型第二实施例所提供的一种电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子，该转子21上开设有多个一字型永磁槽22，每个一字型永磁槽内都嵌置有一字型磁钢23，其特征在于:
[0022]各个一字型永磁槽22等分成两类，其中的一类为A类永磁槽，另一类为B类永磁槽，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且各个A类永磁槽的径向插入深度一致，各个B类永磁槽的径向插入深度一致，一字型永磁槽的径向插入深度是指一字型永磁槽与转子轴心之间的最小间距；
[0023]设A类永磁槽的径向插入深度为Rl，B类永磁槽的径向插入深度为R2，则有Rl>R2;设转子21的半径为R，则Rl/R在0.75至0.8之间，R2/R在0.5至0.55之间。
[0024]本实用新型第二实施例在转子21的径向截面中，每个一字型永磁槽22都由转子的磁极轴线d分为对称的两半，并且每个一字型永磁槽22的两端都朝向转子外圆方向弯折。
[0025]本实用新型第二实施例中，一字型永磁槽两端相比第一实施例更贴近转子外缘，使得一字型永磁槽端部与转子外缘之间的宽度变窄，从而形成磁路饱和，能减少漏磁，提高功率密度和效率。
[0026]本实用新型第一、第二实施例中，相邻的一字型永磁槽的径向插入深度不等，磁钢越贴近转子转子外缘(即增加Rl或R2)，电机输出力矩也越大，但齿槽力矩和力矩波动也会随之增加，因此调节A类永磁槽及B类永磁槽的径向插入深度R1、R2的差值，及Rl、R2与转子半径R的比值，可以有效降低电机噪音和力矩波动。
[0027]本实用新型第一、第二实施例获得了与定子铁心斜槽、转子永磁磁极斜极或者定转子间采用不均匀气隙等工艺和结构复杂的措施同样的效果，减小了气隙磁导的变化，从而减小了当转子旋转时气隙磁场储能的变化，使d轴与q轴径向力趋于平衡，削弱了磁阻力矩(即齿槽力矩)这一电动汽车驱动系统中致命缺陷，抑制了齿槽引起的力矩波动，能显著减小转子高速运行时的噪音、机械振动和定子铁心变形，特别是可显著减小反电势谐波分量，能有效降低反电势总谐波失真THD(Total Harmonic Distort1n)，有利于电机频繁启动，能提高效率、过载能力和功率密度。
[0028]图3是现有的额定输出功率均为46KW的内置式一字型永磁同步电机的力矩波动曲线图，其中的横轴Θ为力矩角，竖轴Tcog为力矩；
[0029]图4是采用了本实用新型第二实施例的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子的额定输出功率均为46KW的电机的力矩波动曲线图，其中的横轴Θ为力矩角，竖轴Tcog为力矩；
[0030]如图3、图4所示，采用了本实用新型第二实施例的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子的电机相比现有内置式一字型永磁同步电机，输出功率、电流、效率和力矩波动均有明显改善，电机径向力趋于平衡，能降低机械振动，可显著减小转子高速运时的离心力，有利于电机频繁启动，提尚过载能力，有效提尚电机的综合性能，能满足电动汽车驱动要求，实现高功率密度、低噪、低力矩波动、宽调速小型轻量化和平稳运行等特点。
【主权项】
1.一种电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子，该转子上开设有多个一字型永磁槽，每个一字型永磁槽内都嵌置有一字型磁钢，其特征在于: 各个一字型永磁槽等分成两类，其中的一类为A类永磁槽，另一类为B类永磁槽，并且各个A类永磁槽与各个B类永磁槽沿转子的周向交替布设，并且各个A类永磁槽的径向插入深度一致，各个B类永磁槽的径向插入深度一致，一字型永磁槽的径向插入深度是指一字型永磁槽与转子轴心之间的最小间距； 设A类永磁槽的径向插入深度为Rl，B类永磁槽的径向插入深度为R2，则有R1>R2。2.根据权利要求1所述的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子，其特征在于:设转子的半径为R，则Rl/R在0.75至0.8之间，R2/R在0.5至0.55之间。3.根据权利要求1所述的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子，其特征在于:在转子的径向截面中，每个一字型永磁槽都由转子的磁极轴线分为对称的两半。4.根据权利要求3所述的电动汽车电机的低波动内置式一字型永磁转子，其特征在于:在转子的径向截面中，每个一字型永磁槽的两端都朝向转子外圆方向弯折。
【文档编号】H02K1/27GK205725215SQ201620541982
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】林德芳
【申请人】上海特波电机有限公司