一种高磁阻扭矩集中绕组永磁同步电机的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种高磁阻扭矩集中绕组永磁同步电机。
【背景技术】
[0002] 近年来，随着新能源汽车行业的兴起，车辆驱动电机对电机的峰值扭矩和转速范 围要求越来越高，为了满足整车尺寸空间降低系统成本，系统希望电机具备更大的磁阻扭 矩份额。但目前国内外各大电机公司研制集中绕组同步电机的凸极磁阻扭矩和永磁磁钢产 生扭矩的份额比例一般小于15%，甚至接近于0 ;若能有效提高该比例，可降低系统成本， 同时若能提高电机在告诉运行时的功率，可以提高混合动力汽车能量回收能力，并降低整 车制动时间。
[0003] 集中绕组永磁同步电机电枢由于其三相绕组端部无交叠，具备端部尺寸小，轴向 尺寸短，特别适用于新能源汽车起发电机领域。但集中绕组电机的每级每相槽数小于1，配 合现有的现有转子磁路结构（如图1和图2所示），包括定子冲片1-1、磁钢冲片1-2和转 子冲片1-3,此机构具有：谐波漏抗大、磁阻扭矩小、弱磁功率下降快等缺点。
[0004] 通过电机学可知：永磁同步电机的输出扭矩有两部分组成，一部分是永磁激磁扭 矩，其大小主要取决于工作电流和反电势系数，反电势系数和电机的工作转速成反比；另一 部分是磁阻扭矩，其大小主要取决于电机工作电流和交直轴磁导不对称程度。永磁同步电 机需要采用专门的控制器才能连续运转，当永磁同步电机有宽调速范围运行要求时，工程 上常遇到控制器驱动电流能力不足或器件耐电压（特别是电机最高转速时的空载反电势 电压）能力不够的问题。因此为了兼顾电机的宽转速范围和动力性能，一般情况下希望电 机的磁阻扭矩越大越好，依靠内嵌磁钢转子电机交轴电感Lq >直轴电感Ld的特征产生凸 极磁阻扭矩，实现电机的输出扭矩大于电流和反电势系数的乘积。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于：针对现有技术中存在的上述技术问题，提供一种通过特殊的 转子磁钢排列，可以实现集中绕组永磁同步电机磁阻扭矩比例大于永磁扭矩比例的60%以 上，同时有效改善了电机的恒功率弱磁性能，功率下降速率能够达到分布绕组电机方案的 高磁阻扭矩集中绕组永磁同步电机。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：
[0007] -种高磁阻扭矩集中绕组永磁同步电机，包括定子和转子，所述转子由转子铁芯5 和嵌于转子铁芯5上槽孔内的磁钢组成，其中：所述的定子由定子铁芯1和集中绕组2构 成；所述磁钢非均匀设置于所述转子铁芯5的圆周边缘处，每个转子磁极由三块磁钢组成； 所述每个转子磁极包括一块径向磁钢3和两块切向磁钢4,所述径向磁钢3的数量为切向磁 钢4的一半；所述两块切向磁钢4与空槽9组成"n"形结构；所述径向磁钢3位于"n"形结 构内侧靠近转子铁芯5的圆周边缘处。
[0008] 进一步，所述的径向磁钢3平行分布在转子铁芯5外侧。
[0009] 进一步，所述的相邻两块切向磁钢4垂直分布正在每两块径向磁钢3的中间位置。 [0010] 进一步，所述的转子S极和转子N极下设有相同数量的径向磁钢3和切向磁钢4。
[0011] 进一步，所述的两切向磁钢4位于转子铁芯5上的同一槽孔内。
[0012] 进一步，所述的空槽9的宽度C大于切向磁钢4的厚度。
[0013] 进一步，所述的相邻磁极的切向磁钢4平行于q轴。
[0014] 进一步，所述相邻2个集中绕组2之间设有定子齿，所述定子齿靠近转子的一侧为 为平面结构。
[0015] 进一步，所述的径向磁钢3所占的极弧角度a2为转子极弧角度a的0. 45~0. 55 倍之间；两块切向磁钢4所占的极弧角度al为转子极弧角度a的0. 7~0. 85倍之间。 [0016] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
[0017] 1、本发明的结构简单，易生产，成本低，且易使用推广；
[0018] 2、本发明通过特殊的转子磁钢排列，可以实现集中绕组永磁同步电机磁阻扭矩比 例大于永磁扭矩比例的60%以上，同时有效改善了电机的恒功率弱磁性能，功率下降速率 能够达到分布绕组电机方案的效果；
[0019] 3、本发明转子上的磁通回路有效拓宽，因此有效增大了电机的交轴电感；
[0020] 4、本发明负载谐波小比常规结构好，高速弱磁能力强；
[0021] 5、本发明磁力线多为有效磁通，特别高速弱磁时功率因数和效率明显提高；
[0022] 6、本发明明显的磁阻扭矩通道，相比常规结构电机磁阻扭矩明显提高。
【附图说明】
[0023] 本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
[0024] 图1为现有技术的电机示意图一；
[0025] 图2为现有技术的电机示意图二；
[0026] 图3为本发明的局部示意图一；
[0027] 图4为本发明的局部示意图二；
[0028] 图5为本发明的转子示意图；
[0029] 图6为本发明的极弧角度示意图；
[0030] 图7为常规结构电机空载磁路仿真图；
[0031] 图8为本发明结构电机空载磁路仿真图；
[0032] 图9为常规结构峰值扭矩磁力线分布；
[0033] 图10为本发明结构峰值扭矩磁力线分布；
[0034] 图11为常规结构深度弱磁时磁力线分布；
[0035] 图12为本发明结构深度弱磁时磁力线分布。
【具体实施方式】
[0036] 本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥 的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0037] 本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙 述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只 是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
[0038] 具体实施例，如图3和4所示，一种高磁阻扭矩集中绕组永磁同步电机，包括定子 和转子，所述转子由转子铁芯5和嵌于转子铁芯5上槽孔内的磁钢组成，其中：所述的定子 由定子铁芯1和集中绕组2构成；所述磁钢非均匀设