CN104836407A - 一种内置式永磁同步电动机及其在电动车的应用 - Google Patents

一种内置式永磁同步电动机及其在电动车的应用 Download PDF

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刘亚军
韩广卫
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王庆
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Abstract

本发明公开了一种内置式永磁同步电动机，包括固装在电机旋转轴上的转子组件，位于转子组件外侧且与其磁耦合的定子组件，霍尔组件，端盖，电动机通过端盖连接为一体，其中，所述的转子组件包括转子铁芯，所述的转子铁芯上均匀间隔嵌装有永磁体，所述的永磁体与其相邻的两个永磁体排列分别呈V型形状和倒V型形状，本发明还涉及了该内置式永磁同步电动机在电动车中的应用。

Description

一种内置式永磁同步电动机及其在电动车的应用
技术领域
本发明涉及一种永磁同步电动机，具体涉及一种内置式永磁同步电动机，本发明还涉及了该内置式永磁同步电动机在电动车中的应用。
背景技术
由于汽车尾气的排放，大气污染变得越来越严重，因此，发展电动汽车事业，建造全新的交通工具运行模式，已成为全世界共同讨论的热点。
电动汽车是一种节能型交通工具，永磁同步电动机是最适合的高性能电机，并拥有非常广阔的发展空间。现有的永磁同步电机机的永磁体一般采用表面嵌装式，具体是将呈弧型形状永磁体均匀间隔设置在转子铁芯外侧面上，由于该方式存在较严重的退磁问题，不易弱磁，提速范围窄，难以满足实际应用需求。为了改善弱磁问题，已有相关技术提出内置式永磁同步电动机，永磁钢采用径向嵌入式，同时设置漏磁隔磁套，不仅装配工艺复杂，且制造成本较高。
因此，提出一种不易退磁，易于弱磁，调速范围宽，装配工艺简单且制造成本低的永磁电动机是十分有意义的。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种内置式永磁同步电动机及其在电动机中的应用，不易退磁，易于弱磁，调速范围宽，装配工艺简单且制造成本低。
本发明采用的技术方案如下：
一种内置式永磁同步电动机，包括固装在电机旋转轴上的转子组件，位于转子组件外侧且与其磁耦合的定子组件，霍尔组件，端盖，电动机通过端盖连接为一体，其中，所述的转子组件包括转子铁芯，所述的转子铁芯上均匀间隔嵌装有永磁体，所述的永磁体与其相邻的两个永磁体排列分别呈V型形状和倒V型形状。
进一步优选地，所述的倒V型形状面积大于所述的V型形状面积的一半。
进一步优选地，每两个所述的倒V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L3的范围为0.5mm-1mm，所述的倒V型形状底部与转子组件气隙之间的磁桥宽度的最小距离L2的范围为0.5mm-1mm。
进一步优选地，每两个所述的倒V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L3为0.6mm，所述的倒V型形状底部与转子组件气隙之间的磁桥宽度的最小距离L2为0.6mm。
进一步优选地，每两个所述的V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L1的范围为0.5mm-1mm。
进一步优选地，每两个所述的V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L1为0.6mm。
进一步优选地，所述的霍尔组件固定设置在所述端盖上。
进一步优选地，所述的定子组件包括具有12个绕组槽的定子铁芯以及绕设在绕组槽内的定子绕组。
进一步优选地，所述定子绕组采用多股并绕方式设置。
一种电动车，所述的电动车采用两轮或三轮或四轮，其中，所述的电动车采用电动机驱动，所述的电动机采用如上所述的任意一种内置式永磁同步电动机。
本发明通过提出一种内置式永磁同步电动机，具体地，在转子铁芯上均匀间隔嵌装有永磁体，永磁体与其相邻的两个永磁体排列分别呈V型形状和倒V型形状，通过本V型设置有效的解决了现有径向内置永磁电机由于必须设置漏磁隔磁套带来的成本高和加工、装配工艺复杂的问题，更重要地，本发明的V型设置产生的凸极效应有效提高了聚磁功能，彻底解决了表面嵌装式永磁电动机所存在的退磁问题，因此可加快转矩，提高电机效率，调速范围宽，尤其当本发明应用于电动机上时，大大提高了行车的续行里程。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图。
附图2是图1所述转子组件的截面图。
附图3是图2的A处结构放大示意图。
附图4是图1所述定子铁芯的截面图。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种内置式永磁同步电动机，包括固装在电机旋转轴上的转子组件，位于转子组件外侧且与其磁耦合的定子组件，霍尔组件，端盖，电动机通过端盖连接为一体，其中，转子组件包括转子铁芯，转子铁芯上均匀间隔嵌装有永磁体，永磁体与其相邻的两个永磁体排列分别呈V型形状和倒V型形状。
一种电动车，电动车采用两轮或三轮或四轮，其中，电动车采用电动机驱动，电动机采用如上所述的任意一种内置式永磁同步电动机。
本发明实施例通过提出一种内置式永磁同步电动机，具体地，在转子铁芯上均匀间隔嵌装有永磁体，永磁体与其相邻的两个永磁体排列分别呈V型形状和倒V型形状，通过本发明实施例V型设置有效的解决了现有径向内置永磁电机由于必须设置漏磁隔磁套带来的成本高和加工、装配工艺复杂的问题，更重要地，本发明实施例的V型设置产生的凸极效应使其具有磁阻转矩，有效提高了聚磁功能，有效避免了电退磁和高温退磁问题，彻底解决了表面嵌装式永磁电动机所存在的退磁问题，因此可加快转矩，提高电机效率，调速范围宽，尤其当本发明实施例应用于电动机上时，大大提高了行车的续行里程。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
请参见图1、图2和图3所示，一种内置式永磁同步电动机，包括固装在电机旋转轴3上的转子组件1，位于转子组件1外侧且与其磁耦合的定子组件2，霍尔组件，电动机通过前端盖4和后端盖5连接为一体，其中，转子组件1包括转子铁芯11，转子铁芯11上均匀间隔嵌装有永磁体，永磁体与其相邻的两个永磁体排列分别呈V型形状和倒V型形状，如图2中标记有第一永磁体12a，第二永磁体12b，第三永磁体12c，第二永磁体12b与其相邻的第一永磁体12a，第三永磁体12c排列分别呈V型形状和倒V型形状。
进一步优选地，在本具体实施方式中，倒V型形状面积大于V型形状面积的一半；位于倒V型一侧的第二永磁体12b顶部与其相邻的第三永磁体12c之间的磁桥宽度的最小距离，即每两个V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L1为0.6mm，位于倒V型一侧的第二永磁体12b顶部与转子组件1气隙之间的磁桥宽度的最小距离，即倒V型形状底部与转子组件1气隙之间的磁桥宽度的最小距离L2为0.6mm，有效保证避免漏磁；位于V型一侧的第二永磁体12b底部与其相邻的第一永磁体12a的磁桥宽度的最小距离，即每两个所述的倒V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L3为0.6mm，有效确保结构强度。
进一步优选地，在本具体实施方式中，霍尔组件包括固定安装霍尔支架7上的霍尔电路板9、固定安装在磁环支架6上的磁环件8，其中，磁环支架6固定安装在电机旋转轴3上，霍尔电路板9上的霍尔与磁环件8磁耦合，解决了现有霍尔组件安装在定子组件2上，位于电动机内部，在装拆过程中容易给电动机内部带来损伤，且维修不便的问题。
进一步优选地，在本具体实施方式中，请参见图4所示，定子组件2包括具有12个绕组槽22的定子铁芯21以及绕设在绕组槽22内的定子绕组(图未示出)，定子绕组采用多股并绕方式设置，大大地降低了定子绕组的损失，从而有效提高了电动机的工作效率。
一种电动车，电动车采用两轮或三轮或四轮，其中，电动车采用电动机驱动，电动机采用如上所述的任意一种内置式永磁同步电动机。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种内置式永磁同步电动机，包括固装在电机旋转轴上的转子组件，位于转子组件外侧且与其磁耦合的定子组件，霍尔组件，端盖，电动机通过端盖连接为一体，其特征在于：所述的转子组件包括转子铁芯，所述的转子铁芯上均匀间隔嵌装有永磁体，所述的永磁体与其相邻的两个永磁体排列分别呈V型形状和倒V型形状。
2.如权利要求1所述的内置式永磁同步电动机，其特征在于：所述的倒V型形状面积大于所述的V型形状面积的一半。
3.如权利要求1所述的内置式永磁同步电动机，其特征在于：每两个所述的倒V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L3的范围为0.5mm-1mm，所述的倒V型形状底部与转子组件气隙之间的磁桥宽度的最小距离L2的范围为0.5mm-1mm。
4.如权利要求1所述的内置式永磁同步电动机，其特征在于：每两个所述的倒V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L3为0.6mm，所述的倒V型形状底部与转子组件气隙之间的磁桥宽度的最小距离L2为0.6mm。
5.如权利要求1所述的内置式永磁同步电动机，其特征在于：每两个所述的V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L1的范围为0.5mm-1mm。
6.如权利要求5所述的内置式永磁同步电动机，其特征在于：每两个所述的V型形状之间的磁桥宽度的最小距离L1为0.6mm。
7.如权利要求1所述的内置式永磁同步电动机，其特征在于，所述的霍尔组件固定设置在所述端盖上。
8.如权利要求1所述的内置式永磁同步电动机，其特征在于，所述的定子组件包括具有12个绕组槽的定子铁芯以及绕设在绕组槽内的定子绕组。
9.如权利要求8所述的内置式永磁同步电动机，其特征在于，所述定子绕组采用多股并绕方式设置。
10.一种电动车，所述的电动车采用两轮或三轮或四轮，其特征在于，所述的电动车采用电动机驱动，所述的电动机采用如权利要求1-9之一所述的任意一种内置式永磁同步电动机。
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