一种电动汽车永磁驱动电机的制作方法

本发明涉及一种电动汽车永磁驱动电机，属于汽车电机电器技术领域。

背景技术：

电动汽车是指以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。由于对环境影响相对传统汽车较小，其前景被广泛看好。能源问题是二十一世纪的重点问题之一，电机作为电力能源最大的消耗对象，很大程度上影响着节能减排的实施，开发和设计出节能高效的电机对节能减排具有重要意义。永磁同步电机具有结构简单、效率高、功率因数大、不需要励磁绕组等优势，受到世界各国的关注。

永磁同步电机是永磁体励磁产生同步旋转磁场的电机。按照永磁体结构分类：表面永磁同步电机（spmsm）、内置式永磁同步电机（ipmsm）。按照定子绕组感应电势波形分类：正弦波永磁同步电机、无刷永磁直流电动机。除上述优点外，永磁同步电机还具有结构简单、重量轻等优势。但永磁同步电机还存在起动困难、抗震能力差、总谐波含量高、易受电枢反应影响等缺陷。

针对这些缺点，目前已经有一些永磁同步电机的方案被提出。例如：公告的中国专利：永磁同步电机，申请号：201610459737.9，公开了一种具有中空的隔磁环的永磁同步电机转子结构，转子本体上开有滑槽并安装有磁场屏蔽块，转速的改变会带动磁场屏蔽块的位置改变，从而降低漏磁通，增大励磁磁通。公告的中国专利：新能源汽车用非对称型永磁电机，申请号：201610004524.7，公开了一种非对称布置磁钢的永磁电机，将多个永磁体组合成类u型的结构，降低了力矩波动，使d轴和q轴的径向力趋向于平衡，降低了机械振动、噪声，提高了电机的综合性能。公告的中国专利：永磁同步电机转子和永磁同步电机，申请号：201510562547.5，公开了一种新型的电机结构，在两个v形永磁体中间加入一个径向永磁体且径向永磁体的极性与相邻两侧永磁体的极性相同，优化气隙磁场波形，减小齿槽转矩。

目前多数永磁同步电机采用集中式绕组，虽然结构简单，但同时带了齿槽转矩过大、转矩脉动过大和气隙磁密易受电枢反应带来的不利影响等不利因素，不利于提高电机的效率和稳定性。

本发明在保证电机成本不发生过大改变和制作工艺不增加难度的基础上，提出了一种电动汽车永磁驱动电机，该驱动电机为内转子结构，包括轴、转子铁心、永磁体、电枢铁心、主电枢绕组、辅助电枢绕组和电机外壳；永磁体共有四个，且以表面凸出式或嵌入式的方式固定在转子铁心上；两个电枢齿之间有电枢槽，且电枢槽分为宽电枢槽和窄电枢槽，电枢槽中绕有分布式的偏心电枢绕组：第一电枢绕组、第二电枢绕组和第三电枢绕组。

技术实现要素：

本发明公开了一种电动汽车永磁驱动电机，在保证电机成本不发生过大改变和制作工艺不增加难度的前提下，将电枢槽进行优化并采用分布式偏心绕组：第一电枢绕组、第二电枢绕组和第三电枢绕组，实现减小电机转矩脉动的目的，所采用的技术方案如下：

一种电动汽车永磁驱动电机，包括包括轴、转子铁心、永磁体、电枢铁心、主电枢绕组、辅助电枢绕组和电机外壳。

两个电枢齿之间有电枢槽，电枢槽中绕有分布式的偏心电枢绕组，且相邻电枢绕组绕向相反；本电机有电枢槽48个，顺时针沿圆周方向第1、5、9、13、17、21、25、29、33、37、41和45个电枢槽为宽电枢槽，其余36个电枢槽为窄电枢槽。

宽电枢槽横截面积为窄电枢槽横截面积的3倍。

两相邻电枢槽中心线夹角为7.5°。

如上述的一种电动汽车永磁驱动电机电枢极上的电枢绕组分为第一电枢绕组、第二电枢绕组和第三电枢绕组，第一电枢绕组跨四个连续的电枢槽绕制，即从第4n-3个宽电枢槽绕制到第4n个窄电枢槽，其中n为正整数；沿顺时针方向的第4n-3个宽电枢槽到第4n-1个窄电枢槽上绕制有第二电枢绕组；从第4n-3个宽电枢槽到第4n-2个窄电枢槽绕制第三电枢绕组。

同时绕在第4n-3个宽电枢槽上的第一电枢绕组、第二电枢绕组和第三电枢绕组串联组成一个模组线圈。

如上述的一种电动汽车永磁驱动电机沿圆周方向上第1个、第2个、第3个和第4个电枢绕组组成的模组线圈和第12+1个、第12+2个、第12+3个和第12+4个电枢绕组组成的模组线圈、……（以此类推）串联组成a相电枢绕组；第5个、第6个、第7个和第8个电枢绕组组成的模组线圈和第12+5个、第12+6个、第12+7个和第12+8个电枢绕组组成的模组线圈、……（以此类推）串联组成b相电枢绕组；第9个、第10个、第11个和第12个电枢绕组组成的模组线圈和第12+9个、第12+10个、第12+11个和第12+12个电枢绕组组成的模组线圈、……（以此类推）串联组成c相电枢绕组。

第一电枢绕组、第二电枢绕组和第三电枢绕组匝数比优选为0.8：0.15：0.05。

本发明的有益效果如下：

由于第一电枢绕组、第二电枢绕组、第三电枢绕组构成长距绕组和短距绕组，有效减小了永磁驱动电机的转矩脉动。

附图说明

图1所示为本发明一种电动汽车永磁驱动电机图。其中1、宽电枢槽2、电枢绕组3、窄电枢槽4、电枢铁心5、永磁体6、转子铁心7、轴。

图2所示为本发明一种电动汽车永磁驱动1/4电机图。其中8、第一电枢绕组9、第二电枢绕组10、第三电枢绕组。

图3所示为本发明一种电动汽车永磁驱动电机转矩图。

图4所示为本发明一种电动汽车永磁驱动电机嵌线图。

具体实施方案

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。

如图1所示的本发明一种电动汽车永磁驱动电机图，所示电机包括轴、转子铁心、永磁体、电枢铁心、主电枢绕组、辅助电枢绕组和电机外壳，所述驱动电机为内转子结构。

永磁体共有四个，且以表面凸出式或嵌入式的方式固定在转子铁心上，永磁体径向充磁。

两个电枢齿之间有电枢槽，电枢槽中绕有分布式的偏心电枢绕组，且相邻电枢绕组绕向相反；本电机共有电枢槽48个，顺时针沿圆周方向第1、5、9、13、17、21、25、29、33、37、41和45个电枢槽为宽电枢槽，其余36个电枢槽为窄电枢槽，且宽电枢槽横截面积为窄电枢槽横截面积的3倍。

两相邻电枢槽中心线夹角为7.5°。

沿圆周方向上第1个、第2个、第3个和第4个电枢绕组组成的模组线圈和第12+1个、第12+2个、第12+3个和第12+4个电枢绕组组成的模组线圈、……（以此类推）串联组成a相电枢绕组；第5个、第6个、第7个和第8个电枢绕组组成的模组线圈和第12+5个、第12+6个、第12+7个和第12+8个电枢绕组组成的模组线圈、……（以此类推）串联组成b相电枢绕组；第9个、第10个、第11个和第12个电枢绕组组成的模组线圈和第12+9个、第12+10个、第12+11个和第12+12个电枢绕组组成的模组线圈、……（以此类推）串联组成c相电枢绕组。

如图3所示的本发明一种电动汽车永磁驱动电机转矩图，由于第一电枢绕组、第二电枢绕组和第三电枢绕组构成长距绕组和短距绕组，有效减小了永磁驱动电机的转矩脉动。

此申请的基本原理是：

由于永磁电机中永磁体产生的磁场同电枢槽相互作用产生转矩，引起周期性的转矩脉动，所以在保证电机成本不发生过大改变和制作工艺不增加难度的前提下，将电枢槽进行优化采用宽电枢槽和窄电枢槽并采用分布式偏心绕组：第一电枢绕组、第二电枢绕组和第三电枢绕组构成长距绕组和短距绕组，以实现减小电机转矩脉动的目的。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。