CN101521447A - 内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电机 - Google Patents

内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电机 Download PDF

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窦汝振
王晓远
赵春明
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QINGYUAN ELECTRIC VEHICLE CO Ltd TIANJIN
Tianjin University
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QINGYUAN ELECTRIC VEHICLE CO Ltd TIANJIN
Tianjin University
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Abstract

本发明公开了内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电动机，它包括机壳、在机壳中间设置有一个其内开有孔的假轴，假轴的一个轴端固定的套有一个端板，所述的端板的两端分别固定在所述的机壳内壁上，在机壳内壁上安装有其上缠绕有定子线圈的定子铁芯，其上安装有转子磁钢的转子支架通过轴承安装在假轴外壁上，定子铁芯与所述的转子磁钢相对设置，一个旋转变压器的转子固定安装在转子支架底壁上并且与其相对设置的定子固定安装在假轴外壁上。采用本发明的电动机无需维护，使用可靠，寿命长，可有效地提高检测信号的抗干扰能力。可以有效地冷却定子线圈绕组、定子铁芯，同时可以削弱实心转子同步电动机的齿槽转矩。

Description

内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电机
技术领域
本发明涉及永磁同步电动机，尤其涉及一种具有内置外转子磁阻旋变的混合动力汽车用水冷式永磁同步电动机。
背景技术
随着燃油价格的节节攀升，以及人们对环保、节能开始愈发关注，在这一大背景下，电动汽车走在了时代的最前列。混合动力汽车以其优越的特性得到了广大工程技术人员的广泛关注，混合动力汽车的电驱动系统以驱动电机的不同分类，包括直流有刷电动机系统、异步电动机系统、开关磁阻电动机系统、无刷直流电动机系统和永磁同步电动机系统。其中由于永磁同步电机具有功率密度大、功率因数高、效率高等优点，具有最优综合指标，是混合动力汽车驱动的理想选择，得到了广泛应用。但是由于混合动力汽车的特点，要求电机体积小，功率密度高，必须解决散热及有效空间合理利用的问题，同时还要解决由于采用插入式(pluge in)的方式旋转变压器的安装及抗干扰问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可以解决旋转变压器的无轴安装及抗干扰问题的内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电动机。
本发明的另一目的在于提供一种可以保证电机的散热、可大大提高电机的功率密度，降低电机的损耗，降低电机的转矩波动，提高控制精度的内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电动机。
本发明的内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电动机，它包括机壳、在所述的机壳中间设置有一个其内开有孔的假轴，所述的假轴的一个轴端固定的套有一个端板，所述的端板的两端分别固定在所述的机壳内壁上，在所述的机壳内壁上安装有其上缠绕有定子线圈的定子铁芯，其上安装有转子磁钢的转子支架通过轴承安装在所述的假轴外壁上，所述的定子铁芯与所述的转子磁钢相对设置，一个旋转变压器的转子固定安装在所述的转子支架底壁上并且与其相对设置的定子固定安装在所述的假轴外壁上。
采用本发明的电动机具有以下优点：
1.旋转变压器安装在端板的假轴外壁上并且磁阻转子外置，采用无刷结构，所以无需维护，使用可靠，寿命长。与已有的旋转变压器外置和同轴的结构相比，由于旋转变压器安装在机壳内，为内置式，加之转子支架采用了屏蔽材料，可有效地提高检测信号的抗干扰能力。
2.由于空间的限制，交流伺服电机的冷却方式采用水冷式。永磁交流伺服电机主要的发热部位是定子(包括定子铁芯和线圈)，而其转子的损耗则非常之小，有效地将定子的热量带走是关键。在电机铝制机壳上开有水道槽。在机壳内的定子铁芯及线圈绕组用导热硅胶及导热硅脂与机壳内壁之间紧密连接，这样定子铁芯及绕组的热能够有效地传递给机壳，再由机壳上水道槽中缠绕的水管冷却带出电机。所述的水管与电机冷却水系统连通。这样，当电机运转时，冷却水在水泵的带动下循环流动，通过电机壳体，可以有效地冷却定子线圈绕组、定子铁芯。
3.为削弱实心转子同步电动机的齿槽转矩，定子铁芯上的定子线圈采用了分数槽绕组，采用的是18槽的结构。同时为了提高电机的调速范围，采用了内嵌式永磁结构。
附图说明
图1为本发明的内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用永磁同步电动机的结构示意图；
图2为图1所示的定子铁芯上的定子线圈的分数槽绕组结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作以详细描述。
如图1所示的本发明的内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电动机，它包括机壳1、在所述的机壳1中间设置有一个其内开有孔的假轴2，所述的假轴2的一个轴端固定的套有一个端板3，所述的端板3的两端分别固定在所述的机壳1内壁上，在所述的机壳内壁上安装有其上缠绕有定子线圈4的定子铁芯5，其上安装有转子磁钢6的转子支架7通过轴承8安装在所述的假轴2的外壁上，所述的定子铁芯5与所述的转子磁钢6相对设置，一个旋转变压器的转子10固定安装在所述的转子支架7的底壁上并且与其相对设置的定子9固定安装在所述的假轴外壁上，在所述的端板3、机壳内壁、转子支架7与所述的定子铁芯5、定子线圈4形成的间隙处填充有导热硅胶和导热硅脂，在所述的机壳外壁上开有多圈水道槽11。所述的转子支架7的材料可以为低碳钢(A3钢)。
由于混合动力汽车的结构限制，特别是用于混合动力汽车的Pluge in模式。必然会使电机的体积不能太大而导致功率密度大大提高，采用水冷式可有效地解决此问题。永磁交流伺服电机主要的发热部位是定子，水冷式电机重点冷却部分就是定子铁芯及绕组。本电动机的机壳上开有水道槽，水道槽内缠绕与电机冷却水系统连通的水管。这样，当电机运转时，冷却水在水泵的带动下循环流动，通过电机壳体，可以有效地冷却定子线圈绕组、定子铁芯。冷却面积的大小直接决定最终的冷却效果，最大的冷却面积是本电动机水冷设计中所追求的目标之一。控制水的流速与温度，使电动机温度不超过规定温限，此冷却系统可以使该电动机工作正常。
如图2所示的本发明采用的定子铁芯上的定子线圈为18槽结构，本分数槽绕组结构，可大大提高电机的功率密度，降低电机的损耗，降低电机的转矩波动，提高控制精度。

Claims (2)

1.内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电动机，它包括机壳，其特征在于：在所述的机壳中间设置有一个其内开有孔的假轴，所述的假轴的一个轴端固定的套有一个端板，所述的端板的两端分别固定在所述的机壳内壁上，在所述的机壳内壁上安装有其上缠绕有定子线圈的定子铁芯，其上安装有转子磁钢的转子支架通过轴承安装在所述的假轴外壁上，所述的定子铁芯与所述的转子磁钢相对设置，一个旋转变压器的转子固定安装在所述的转子支架底壁上并且与其相对设置的定子固定安装在所述的假轴外壁上。
2.根据权利要求1所述的内置外转子磁阻旋变混合动力汽车用水冷式永磁同步电动机，其特征在于：在所述的端板、机壳内壁、转子支架与所述的定子铁芯、定子线圈形成的间隙处填充有导热硅胶和导热硅脂，在所述的机壳外壁上开有多圈水道槽。
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