一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机的制作方法

本发明涉及一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机，属于汽车电器技术领域。

背景技术：

愈演愈烈的能源短缺与环境恶化问题迫使人们寻找替代内燃机汽车的方法，而电动汽车无疑成为主要手段之一。而在电动汽车的整车结构中，驱动系统占据重要地位，直接决定了整车性能的优劣。因此，研究和开发出适用于电动汽车驱动用的电机在开发高性能电动汽车过程中具有关键地位和作用，对电动汽车产业的发展具有里程碑意义。

磁阻电机驱动系统作为一种新型驱动系统，兼有直流电机驱动系统和传统交流电机驱动系统的特点，具有起动电流小、起动转矩大、可靠性高、损耗小、效率高，可以方便实现四象限运行等突出优点，很适合电动汽车的各种工况下运行，是电动汽车中极具有潜力的电机种类，有着广阔的市场前景。但是磁阻电机涉及车辆工程、磁阻电机理论、电力电子和控制理论等众多学科领域，导致其研究的复杂性，因此其在电动车用驱动电机方面还有待进一步的研究与完善。

目前电动汽车上使用的电机多为电磁型电机。例如相关授权的发明专利：一种电动车用电机，专利号： 201010118916.9，发明了一种电动车用电机包括定子组件、转子架体和外转子，其定子组件包括固定轴、与固定轴连接的定子支架、均布于定子支架上的多组相同结构的独立铁芯单元。该发明可减轻电机的重量，能减少单个电机的矽钢片的用量。

另外，也有一些关于磁阻电机的专利，例如申请专利：电动车、车轮及其开关磁阻电机，申请号：201610862047.8，提出了一种外转子内定子结构的开关磁阻电机，该开关磁阻电机包括壳体及设于壳体内的外转子和内定子，内定子包括绕周向间隔设置的多个定子齿和位于定子齿之间的定子槽。该开关磁阻电机具有转矩大、生产工艺简单、成本低的优点。本发明的创造性不在于轮毂电机技术和平衡车技术的结合。

目前申请人经国内外检索，尚未检索到本发明所涉及的利用永磁双凸极原理，并且采用不同定子极大小、特殊极弧系数和偏角匹配的一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机。

技术实现要素：

为了发明一种体积小、结构简单、性能可靠的一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机，本发明采用如下技术方案：

一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机，所述为内转子结构，包括定子铁心(1)、转子铁心(4)、永磁体(3)、电枢绕组(5)和轴(2)，其特征在于：

所述转子铁心(4)固定在轴(2)上，转子铁心(4)上有8个均布的凸形转子极，凸形转子极的极弧系数为0.5；

所述定子铁心(1)由三个均布的子定子铁心(1)组成，每个子定子铁心(1)有两个极弧机械角为15°的电枢定子极和一个极弧机械角为22.5°的永磁定子极，其中两个电枢定子极分别位于永磁定子极的两边，永磁定子极和电枢定子极之间有定子铁心(1)轭部连接；

永磁定子极和电枢定子极之间有定子槽，所述定子槽极弧的机械角为30°；

每个永磁定子极上固定有永磁体(3)，所有永磁体(3)充磁方向一致；

每个电枢定子极上绕有电枢绕组(5)，同一个子定子铁心(1)上的电枢绕组(5)绕向相反；

两个励磁定子极之间的电枢绕组(5)绕向相反，串联组成一相，电枢绕组(5)分为三相。

如上所述的一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机，其特征在于：转子极为非斜极结构，所述电机采用无刷直流电机所用的三相六拍控制方法进行控制。

本发明的有益效果是：

1电机的三相绕组互相隔离，可以把故障限制在一相内，以减小故障相对其它相造成负面影响，防止故障传播；

2本发明采用永磁双凸极原理，具有结构简单、靠性高的特点；

3转子上没有永磁体，工作可靠；

4总的磁链较短，定子铁心磁阻小，铁耗少；

5总的磁链较短，硅钢片用量少、电机重量轻；

6绕组皆为集中式绕组，内阻小，效率高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机横向剖视结构示意图。其中，1、定子铁心，2、轴，3、永磁体，4、转子铁心，5、电枢绕组。

图2是本发明一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机的永磁体充磁方向示意图。

图3是本发明一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机的A相绕组磁链图。

图4是本发明一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机的采用无刷直流电机所用的三相六拍控制方法示意图。

具体实施方式

本发明提供一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机，为使本发明的技术方案及效果更加清楚、明确，以及参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1是本发明一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机横向剖视结构示意图，如图所示该电机由定子铁心(1)、转子铁心(4)、永磁体(3)、电枢绕组(5)和轴(2)组成，转子铁心(4)固定在轴(2)上，转子铁心(4)上有8个均布的凸形转子极，凸形转子极的极弧系数为0.5；

定子铁心(1)由三个均布的子定子铁心(1)组成，每个子定子铁心(1)有两个极弧机械角为15°的电枢定子极和一个极弧机械角为22.5°的永磁定子极，其中两个电枢定子极分别位于永磁定子极的两边，永磁定子极和电枢定子极之间有定子铁心(1)轭部连接；永磁定子极和电枢定子极之间有定子槽，所述定子槽极弧的机械角为30°。

在每个电枢定子极上绕有电枢绕组(5)，同一个子定子铁心(1)上的电枢绕组(5)绕向相反。两个励磁定子极之间的电枢绕组(5)绕向相反，串联组成一相，电枢绕组(5)分为三相。

图2是本发明一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机的永磁体充磁方向示意图。可以看出，在每个永磁定子极上固定有永磁体(3)，所有永磁体(3)充磁方向一致。

图3是本发明一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机的A相绕组磁链图。当转子逆时针旋转时，A极上的绕组磁链由最大值开始减小，-A极上的绕组有最小值转向增加。当A极上的绕组和-A极上的绕组反向串联时，可以形成双极性的磁链。

图4本发明一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机的是采用无刷直流电机所用的三相六拍控制方法示意图。采用传统永磁无刷直流的三相六状态的控制策略，其三相电流波形非常接近梯形波。具体方法是给磁链增加的极上的绕组通以正向电流，给磁链减小的极上的绕组通以负向电流，所述永磁磁阻电机便可以输出正的转矩。

下面对本发明提出的一种电动汽车用互补型永磁磁阻电机进行工作原理的说明。可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

本发明所述电机在永磁体的作用下产生磁场，在电机内产生的磁通将经过定子轭部、定子极、气隙、转子极、转子轭部形成闭合磁路。作为电动机时，通过位置传感器检测电机转子位置，将位置信号输送给控制器后，控制器控制功率变换器的相应开关管，给磁链上升的绕组通以正向电流，给磁链下降的绕组通以负向电流，电机即可实现对外输出转矩；电机发电运行时，当励磁绕组通有恒定电流时，在电机内产生的磁通将经过定子轭部、定子极、气隙、转子极、转子轭部形成闭合磁路。外加机械力传动转子使其按某一方向旋转时，由于每相电枢绕组所匝链的磁链发生变化，绕组将产生感应电动势，当绕组与外接负载连接时，则电机发电，向负载输送电能。当负载或转速变化时，可通过调压器调节励磁绕组的电流大小来维持恒定电压输出。

需要指出的是，本发明的创新点不是简单的选取或优化问题。本申请电枢定子极弧系数、转子极弧系数、永磁定子极极弧系数等具有无穷多个的配合，加上各个极之间的角度也不一样，因此在没见到本申请的技术内容、且不具备的创造性思维的研究人员无法在有限时间内求出最可行的方案。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。