一种永磁同步电机的制作方法

本发明涉及电动机领域，具体地涉及一种永磁同步电机。

背景技术：

1、永磁同步电机是以永磁体提供励磁，具有结构简单、体积小、效率高等优点。其中，嵌有永磁体的转子铁芯和定子铁芯为永磁同步电机的核心部件，转子铁芯位于定子铁芯内，并且转子铁芯的外周面与定子铁芯的内周面之间形成一定的气隙，旋转的嵌有永磁体的转子铁芯会在气隙处形成一个随空间变化的磁通，而气隙处的磁密(磁通密度)的非正弦畸变率过高会导致电机交流绕组的反电动势谐波含量大，从而导致涡流损耗增加，电机效率降低，同时也会导致电机转矩波动大，使电机出现较大的振动噪音并使得电机的性能下降。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明的一个目的在于提出一种永磁同步电机，包括：定子铁芯，所述定子铁芯具有内周面；转子铁芯，所述转子铁芯设于所述定子铁芯内并具有外周面，所述外周面包括多段不同心的圆弧面，并与所述定子铁芯的内周面之间形成不均匀的气隙；所述转子铁芯包括至少两个扇形段，每一个所述扇形段上设有轴向贯穿所述转子铁芯的多对磁钢槽。

3、在一些实施例中，所述多对磁钢槽中的每一对磁钢槽形成为在转子铁芯的周向上的距离从转子铁芯的径向内侧朝向外侧逐渐扩大的v字形。由此，可以使得电磁转矩和磁阻转矩相叠加，从而满足电机更高的转矩需求。

4、在一些实施例中，所述扇形段的外周面在所述转子铁芯横截面上的投影线包括第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧、第四圆弧和第五圆弧，所述第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧、第四圆弧和第五圆弧依次连接。由此，可使转子铁芯的外周面和定子铁芯的内周面形成连续不均匀的气隙，从而改善气隙处磁密的正弦性，降低转矩波动，提高电机效率。

5、在一些实施例中，所述第一圆弧的圆心、所述第二圆弧的圆心、所述第三圆弧的圆心、所述第四圆弧的圆心和所述第五圆弧的圆心在所述转子铁芯的同一径向。由此，可使得转子铁芯外周面与定子铁芯的内周面之间形成呈阶梯状变化的气隙，以改善气隙磁密的正弦型，从而提高电机性能。

6、在一些实施例中，所述第三圆弧关于所述扇形段的中线对称，所述第一圆弧和所述第五圆弧的圆心与所述转子铁芯的圆心重合且关于所述扇形段的中线对称，所述第二圆弧和所述第四圆弧关于所述扇形段的中线对称。由此，每个磁极对应的转子铁芯的外周面与相对应的定子铁芯的内周面形成的气隙关于扇形段的中线对称，有利于改善气隙处磁密的正弦性。

7、在一些实施例中，所述永磁同步电机还包括永磁体，所述永磁体成对地嵌入所述磁钢槽内。由此，不需要额外加电流就可以产生磁场。

8、在一些实施例中，所述扇形段的磁钢槽包括内侧磁钢槽和外侧磁钢槽，所述外侧磁钢槽的v形夹角大于所述内侧磁钢槽的v形夹角。

9、在一些实施例中，所述外侧磁钢槽与所述第三圆弧相对，所述外侧磁钢槽的v形夹角对应的两条射线限定所述第三圆弧的弧长。由此，有利于改善气隙处磁密的正弦性，降低了反电动势5次以及7次谐波，降低了反电动势正弦性的畸变率。

10、在一些实施例中，所述内侧磁钢槽与所述第二圆弧和所述第四圆弧相对，所述内侧磁钢槽的v形夹角对应的两条射线限定所述第二圆弧和所述第四圆弧的弧长。由此，有利于改善气隙处磁密的正弦性，降低了反电动势5次以及7次谐波，降低了反电动势正弦性的畸变率。

11、在一些实施例中，所述第二圆弧与所述第一圆弧所在的圆相切，所述第三圆弧与所述第一圆弧所在的圆相切。由此，第一圆弧的半径等于第二圆弧的半径加上第一圆弧的圆心至第二圆弧圆心的距离，第一圆弧的半径也等于第三圆弧的半径加上第一圆弧的圆心至第三圆弧的圆心的距离，这样可有效地降低反电动势的畸变率，改善气隙处磁密的正弦性，提高电机效率。

12、本发明通过对永磁同步电机的双v形内嵌式转子铁芯的外周面修形，在每个扇形段所对应的转子铁芯的外周面形成五段关于扇形段的中心线对称的呈阶梯状的圆弧表面，从而改善电机气隙磁密的正弦性，减少电机交流绕组反电动势谐波的含量，从而减少涡流的损耗，同时可降低转矩波动，抑制电机的振动噪音，以提高电机的效率和工作性能。

13、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种永磁同步电机，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机，其特征在于，所述多对磁钢槽中的每一对磁钢槽形成为在转子铁芯的周向上的距离从转子铁芯的径向内侧朝向外侧逐渐扩大的v字形。

3.根据权利要求1或2所述的永磁同步电机，其特征在于，所述扇形段的外周面在所述转子铁芯横截面上的投影线包括第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧、第四圆弧和第五圆弧，所述第一圆弧、第二圆弧、第三圆弧、第四圆弧和第五圆弧依次连接。

4.根据权利要求3所述的永磁同步电机，所述第一圆弧的圆心、所述第二圆弧的圆心、所述第三圆弧的圆心、所述第四圆弧的圆心和所述第五圆弧的圆心在所述转子铁芯的同一径向。

5.根据权利要求3所述的永磁同步电机，其特征在于，所述第三圆弧关于所述扇形段的中线对称，所述第一圆弧和所述第五圆弧的圆心与所述转子铁芯的圆心重合且关于所述扇形段的中线对称，所述第二圆弧和所述第四圆弧关于所述扇形段的中线对称。

6.根据权利要求3所述的永磁同步电机，其特征在于，还包括永磁体，所述永磁体嵌入所述磁钢槽内。

7.根据权利要求6所述的永磁同步电机，其特征在于，所述磁钢槽包括内侧磁钢槽和外侧磁钢槽，所述外侧磁钢槽的v形夹角大于所述内侧磁钢槽的v形夹角。

8.根据权利要求7所述的永磁同步电机，其特征在于，所述外侧磁钢槽与所述第三圆弧相对，所述外侧磁钢槽的v形夹角对应的两条射线限定所述第三圆弧的弧长。

9.根据权利要求7所述的永磁同步电机，其特征在于，所述内侧磁钢槽与所述第二圆弧和所述第四圆弧相对，所述内侧磁钢槽的v形夹角对应的两条射线限定所述第二圆弧和所述第四圆弧的弧长。

10.根据权利要求5所述的永磁同步电机，其特征在于，所述第二圆弧与所述第一圆弧所在的圆相切，所述第三圆弧与所述第一圆弧所在的圆相切。

技术总结
本发明涉及一种永磁同步电机，包括：定子铁芯，所述定子铁芯具有内周面；转子铁芯，所述转子铁芯设于所述定子铁芯内并具有外周面，所述外周面包括多段不同心的圆弧面，并与所述定子铁芯的内周面之间形成不均匀的气隙；所述转子铁芯包括至少两个扇形段，每一个所述扇形段上设有轴向贯穿所述转子铁芯的多对磁钢槽。本发明提供的永磁同步电机通过在转子铁芯外周面设置多段呈阶梯状的圆弧而与定子铁芯的内周面形成不均匀的气隙，从而有效地改善气隙磁密的正弦性，降低反电动势的畸变率和转矩波动，提高电机性能。

技术研发人员：王清,叶帅,彭慧
受保护的技术使用者：索恩格汽车电动系统有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12