一种电机及车辆的制作方法

本发明涉及车辆零部件，具体而言，涉及一种电机及车辆。

背景技术：

1、随着新能源汽车的飞速发展，作为新能源汽车关键驱动系统的电机系统也得到了快速发展，其中，永磁电机以高功率密度、高效率等优势，得到了广泛的应用。

2、但是，由于永磁电机的气隙磁场是由永磁磁钢提供，在运行过程中几乎保持恒定，使得永磁电机的气隙磁场存在调节困难的问题。而且，永磁电机作为电动机运行时，容易受到直流母线电压和控制器电流饱和的影响，使得电动机的恒功率调速范围受到一定的限制，从而限制了永磁电机的进一步发展和应用。而相对于永磁电机来说，电励磁电机虽然可以通过调节励磁电流来改变气隙磁场，但电励磁电机存在效率偏低的问题。

技术实现思路

1、本发明解决的问题是：如何在保证电机的气隙磁场可调的情况下提高电机效率。

2、为解决上述问题，本发明提供一种电机，包括转子总成和定子总成，所述转子总成包括永磁转子和励磁转子，所述励磁转子设于所述永磁转子的径向内侧，所述永磁转子设于所述定子总成的径向内侧；

3、所述永磁转子包括第一永磁体、第二永磁体和永磁转子铁芯，所述第一永磁体和所述第二永磁体沿所述永磁转子铁芯的周向交替设置在所述永磁转子铁芯上，且相邻两个所述第一永磁体的第一端的磁性相反，相邻两个所述第一永磁体的第二端的磁性相反，相邻两个所述第二永磁体沿所述永磁转子铁芯的周向相对设置的端部的磁性相同，所述第一永磁体的第一端的磁性与相邻所述第二永磁体朝向所述第一永磁体的一端的磁性相反；其中，所述第一永磁体的第一端和第二端分别为所述第一永磁体沿所述永磁转子铁芯的径向的两端，且所述第一永磁体的第一端朝向所述励磁转子；

4、所述励磁转子用于在通电时产生励磁磁通，且当所述励磁转子正向通电时，所述励磁磁通的磁场方向与所述第二永磁体产生的永磁磁通的磁场方向相同，当所述励磁转子反向通电时，所述励磁磁通的磁场方向与所述第二永磁体产生的永磁磁通的磁场方向相反。

5、可选地，所述永磁转子铁芯上设有第一磁钢槽和第二磁钢槽，所述第一磁钢槽和所述第二磁钢槽沿所述永磁转子铁芯的周向交替设置，并沿所述永磁转子铁芯的轴向贯穿所述永磁转子铁芯，所述第二磁钢槽沿所述永磁转子铁芯的径向贯穿所述永磁转子铁芯的内侧壁，所述第一永磁体设于所述第一磁钢槽内，所述第二永磁体设于所述第二磁钢槽内。

6、可选地，所述永磁转子铁芯的外侧壁上设有沿所述永磁转子铁芯的轴向贯穿所述永磁转子铁芯的第一隔磁缺口和/或第二隔磁缺口，所述第一隔磁缺口与所述第一磁钢槽连通，所述第二隔磁缺口与所述第二磁钢槽连通。

7、可选地，所述励磁转子包括励磁转子铁芯、绕组支架和励磁绕组，所述励磁转子铁芯连接于所述永磁转子铁芯的径向内侧，所述绕组支架设置在所述励磁转子铁芯上，所述励磁绕组绕制在所述绕组支架上。

8、可选地，所述励磁转子铁芯与所述永磁转子铁芯同步转动且可拆卸连接。

9、可选地，所述励磁转子铁芯包括励磁铁芯环和多个励磁齿，多个所述励磁齿沿所述励磁铁芯环的周向间隔设置在所述励磁铁芯环的外侧壁上，相邻两个所述励磁齿之间形成空腔，所述励磁铁芯环上设有沿其径向贯穿所述励磁铁芯环的冷却油通道，所述冷却油通道的一端与所述空腔连通，另一端用于与空心电机轴的内部空间连通。

10、可选地，所述第一永磁体为径向式永磁磁钢，所述第二永磁体为切向式永磁磁钢。

11、可选地，所述转子总成还包括护套，所述护套套设于所述永磁转子铁芯的两端。

12、可选地，所述永磁转子铁芯由硅钢片叠压而成，或者由软磁复合材料模压成型。

13、为解决上述问题，本发明还提供一种车辆，包括如上所述的电机。

14、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

15、本发明的电机可通过在定子总成的内侧设置永磁转子和励磁转子，以便于采用对励磁转子的例如绕组线圈通电来间接调节气隙磁场，形成组合励磁电机。这样，当电机需要高速运行时，可将励磁转子的例如绕组线圈不通电，以在无输入电流的情况下，实现对气隙主磁通(即通过转子和定子之间的气隙的主磁通)的削弱，有助于提高电机高速运行的效率；当高速运行的电机需要进一步提升转速以实现超高速运行时，可将励磁转子的例如绕组线圈反向通电，以对气隙主磁通进一步削弱，从而大幅改善电机的运行转速范围；当电机需要低速运行以输出大转矩时，可将励磁转子的例如绕组线圈正向通电，此时，励磁电流产生的磁场起到增磁作用，使得气隙主磁通得到大幅的提高，从而使得电机的输出转矩也得到大幅提高，进而实现电机低速运行下的大转矩输出。如此，不仅可以大幅改善电机的调速范围，实现宽调速范围内恒功率运行，还可以保证电机低速时能够输出较大转矩，使得组合励磁电机能够在电动运行时具有启动转矩大、调速范围广的优点。另外，通过将励磁转子设于永磁转子的径向内侧，将永磁转子设于定子总成的径向内侧，使得永磁转子和励磁转子沿转子总成的径向分层布置，可以减小电机的轴向尺寸，使得电机能够实现高速小型化。

技术特征：

1.一种电机，其特征在于，包括转子总成(1)和定子总成(2)，所述转子总成(1)包括永磁转子(11)和励磁转子(12)，所述励磁转子(12)设于所述永磁转子(11)的径向内侧，所述永磁转子(11)设于所述定子总成(2)的径向内侧；

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述永磁转子铁芯(113)上设有第一磁钢槽(1131)和第二磁钢槽(1132)，所述第一磁钢槽(1131)和所述第二磁钢槽(1132)沿所述永磁转子铁芯(113)的周向交替设置，并沿所述永磁转子铁芯(113)的轴向贯穿所述永磁转子铁芯(113)，所述第二磁钢槽(1132)沿所述永磁转子铁芯(113)的径向贯穿所述永磁转子铁芯(113)的内侧壁，所述第一永磁体(111)设于所述第一磁钢槽(1131)内，所述第二永磁体(112)设于所述第二磁钢槽(1132)内。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述永磁转子铁芯(113)的外侧壁上设有沿所述永磁转子铁芯(113)的轴向贯穿所述永磁转子铁芯(113)的第一隔磁缺口(1133)和/或第二隔磁缺口(1134)，所述第一隔磁缺口(1133)与所述第一磁钢槽(1131)连通，所述第二隔磁缺口(1134)与所述第二磁钢槽(1132)连通。

4.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述励磁转子(12)包括励磁转子铁芯(121)、绕组支架(122)和励磁绕组(123)，所述励磁转子铁芯(121)连接于所述永磁转子铁芯(113)的径向内侧，所述绕组支架(122)设置在所述励磁转子铁芯(121)上，所述励磁绕组(123)绕制在所述绕组支架(122)上。

5.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述励磁转子铁芯(121)与所述永磁转子铁芯(113)同步转动且可拆卸连接。

6.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述励磁转子铁芯(121)包括励磁铁芯环(1211)和多个励磁齿(1212)，多个所述励磁齿(1212)沿所述励磁铁芯环(1211)的周向间隔设置在所述励磁铁芯环(1211)的外侧壁上，相邻两个所述励磁齿(1212)之间形成空腔(1214)，所述励磁铁芯环(1211)上设有沿其径向贯穿所述励磁铁芯环(1211)的冷却油通道，所述冷却油通道的一端与所述空腔(1214)连通，另一端用于与空心电机轴的内部空间连通。

7.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述第一永磁体(111)为径向式永磁磁钢，所述第二永磁体(112)为切向式永磁磁钢。

8.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子总成(1)还包括护套(13)，所述护套(13)套设于所述永磁转子铁芯(113)的两端。

9.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述永磁转子铁芯(113)由硅钢片叠压而成，或者由软磁复合材料模压成型。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的电机。

技术总结
本发明涉及车辆零部件技术领域，并提供了一种电机及车辆，该电机包括转子总成和定子总成，转子总成包括永磁转子和励磁转子，励磁转子设于永磁转子的径向内侧，永磁转子设于定子总成的径向内侧，永磁转子包括第一永磁体、第二永磁体和永磁转子铁芯，第一永磁体和第二永磁体沿永磁转子铁芯的周向交替设置在永磁转子铁芯上，第一永磁体的第一端的磁性与相邻第二永磁体朝向第一永磁体的一端的磁性相反；当励磁转子正向通电时，励磁转子产生的励磁磁通和第二永磁体产生的永磁磁通的磁场方向相同，当励磁转子反向通电时，励磁转子产生的励磁磁通和第二永磁体产生的永磁磁通的磁场方向相反。这样，使得电机在运行时具有启动转矩大、调速范围广的优点。

技术研发人员：张胜川,金重明,洪飞,宗兆科,方亮,于海生,林霄喆
受保护的技术使用者：无锡星驱动力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17