电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构及其优化方法

本发明涉及电动汽车电机，特别涉及一种电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构及其优化方法。

背景技术：

1、低噪音、高可靠、集成化的电动汽车电驱动系统具有广阔市场前景，然而高转速工况下电驱动系统产生的振动、噪声，声振粗糙度三个关键质量特性是限制我国电动汽车电驱动系统nvh技术水平和核心竞争的关键瓶领。电驱动系统驱动电机的齿槽转矩是电机的固有特性，也是产生电磁振动噪声的根源之一。

2、现有技术中，由于定子存在齿槽结构和转子磁场的特性，转子磁极在周向会存在一个平衡位置，一旦转子铁芯偏移该位置，在定子铁芯和永磁体之间就会产生一个力矩将其复位，该力矩就是齿槽转矩。齿槽转矩会使驱动电机产生振动和噪声，使转速在范围内发生波动，此外齿槽转矩还会引起转矩脉动，影响电驱动系统驱动电机的性能，不利于乘坐舒适性。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构及其优化方法，以至少解决上述现有技术当中的不足。

2、第一方面，本发明提供一种电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，包括：

3、定子，所述定子包括定子轭部以及定子绕组，所述定子轭部内圈设置有若干个轴向设置的定子齿，所述定子齿的顶部以自身中心线为中心开设有第一扇形辅助槽；

4、转子，所述转子上设置有转子表面槽、永磁体以及隔磁桥，所述转子表面槽以所述永磁体的对数为单位在所述永磁体的上方开设相应对数的第二扇形辅助槽；

5、其中，所述第一扇形辅助槽与所述第二扇形辅助槽相互配合用于减少齿槽间的磁场不对称性以及气隙磁阻，以优化所述转子与所述定子之间的磁场分布，并降低所述齿槽转矩。

6、与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用定子齿顶和转子表面开扇形辅助槽的双槽协同优化形式，达到降低齿槽转矩削弱电磁振动噪声的目的，通过第一扇形辅助槽以及第二扇形辅助槽协同优化，可以改变气隙磁密波形分布，削弱磁势和磁导的谐波幅值，降低气隙磁密特定谐波，从而大幅度降低永磁同步电机齿槽转矩，有利于电动汽车上电驱动系统永磁同步电机的稳定运行。

7、进一步的，所述第一扇形辅助槽的槽深为0.2mm。

8、进一步的，所述第一扇形辅助槽的弧长为以所述定子齿的中心线为基准，在所述定子齿的中心线上以所述定子齿的顶部为起点作定子槽，将所述定子槽作为第一线段，并将所述第一线段沿所述定子齿的中心线向两侧扫掠1.2度形成第一扫掠面，所述第一扫掠面为扇形，所述第一扫掠面的弧长为所述第一扇形辅助槽的弧长。

9、进一步的，所述定子槽的深度为0.2mm，所述第二扇形辅助槽的深度为0.4mm。

10、进一步的，所述第二扇形辅助槽的弧长以每对所述永磁体的中心线为基准，在所述永磁体的中心线上通过所述转子的最外端为起点作第二线段，将所述第二线段沿着所述永磁体的中心线的两侧扫掠1.4度形成第二扫掠面，所述第二扫掠面为扇形，所述第二扫掠面的弧长为所述第二扇形辅助槽的弧长。

11、进一步的，所述第二线段的长度为0.4mm。

12、进一步的，所述第二扇形辅助槽的位置角度为所述第二扫掠面绕所述永磁体的中心线的两侧各旋转17.5度。

13、进一步的，所述隔磁桥设置在所述永磁体靠近所述第一扇形辅助槽的一端，所述转子表面槽设置在所述隔磁桥靠近所述第一扇形辅助槽的一端。

14、进一步的，若干所述定子绕组以环形阵列的方式设置在所述定子轭部内。

15、第二方面，本发明还提供一种电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构优化方法，应用于上述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，所述方法包括：

16、在永磁同步电机中的定子齿的顶部以所述定子齿的中心开设第一扇形辅助槽，其中，所述定子齿设置有若干个，若干个所述定子齿轴向设置在定子轭部的内圈；

17、在所述永磁同步电机中的转子上开设有第二扇形辅助槽，其中，所述转子上设置有转子表面槽、永磁体以及隔磁桥，所述第二扇形辅助槽的数量为所述转子表面槽以所述永磁体的对数为单位的相应对数。

技术特征：

1.一种电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，所述第一扇形辅助槽的槽深为0.2mm。

3.根据权利要求1所述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，所述第一扇形辅助槽的弧长为以所述定子齿的中心线为基准，在所述定子齿的中心线上以所述定子齿的顶部为起点作定子槽，将所述定子槽作为第一线段，并将所述第一线段沿所述定子齿的中心线向两侧扫掠1.2度形成第一扫掠面，所述第一扫掠面为扇形，所述第一扫掠面的弧长为所述第一扇形辅助槽的弧长。

4.根据权利要求3所述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，所述定子槽的深度为0.2mm，所述第二扇形辅助槽的深度为0.4mm。

5.根据权利要求1所述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，所述第二扇形辅助槽的弧长以每对所述永磁体的中心线为基准，在所述永磁体的中心线上通过所述转子的最外端为起点作第二线段，将所述第二线段沿着所述永磁体的中心线的两侧扫掠1.4度形成第二扫掠面，所述第二扫掠面为扇形，所述第二扫掠面的弧长为所述第二扇形辅助槽的弧长。

6.根据权利要求5所述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，所述第二线段的长度为0.4mm。

7.根据权利要求5所述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，所述第二扇形辅助槽的位置角度为所述第二扫掠面绕所述永磁体的中心线的两侧各旋转17.5度。

8.根据权利要求1所述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，所述隔磁桥设置在所述永磁体靠近所述第一扇形辅助槽的一端，所述转子表面槽设置在所述隔磁桥靠近所述第一扇形辅助槽的一端。

9.根据权利要求1所述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，若干所述定子绕组以环形阵列的方式设置在所述定子轭部内。

10.一种电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构优化方法，应用于如权利要求1至9任一项所述的电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构，其特征在于，所述方法包括：

技术总结
本发明提供一种电动汽车电驱动系统永磁同步电机结构及其优化方法，结构包括定子，定子包括定子轭部以及定子绕组，定子轭部内圈设置有若干个轴向设置的定子齿，定子齿的顶部以自身中心线为中心开设有第一扇形辅助槽；转子，转子上设置有转子表面槽、永磁体以及隔磁桥，在永磁体的上方开设第二扇形辅助槽。本发明采用定子齿顶和转子表面开扇形辅助槽的双槽协同优化形式，达到降低齿槽转矩削弱电磁振动噪声的目的，通过第一扇形辅助槽以及第二扇形辅助槽协同优化改变气隙磁密波形分布，削弱磁势和磁导的谐波幅值，降低气隙磁密特定谐波，以大幅度降低永磁同步电机齿槽转矩，利于抑制电动汽车电驱动系统永磁同步电机的振动噪声。

技术研发人员：陈齐平,罗佳旭,钟秤平,游道亮,江志强,陈清爽,徐仕华,钟颖强,杨雪澜,吴昊
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12