CN107040067A - 一种新能源汽车用磁场增强型永磁磁阻电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源车用磁场增强型永磁磁阻电机，属于新能源汽车领域，电机转子位于定子的内部。定子槽内布置电枢绕组，电枢绕组采用双层同心式绕组。电机转子内部每极嵌入三层一字型永磁磁钢，靠近转子内侧均匀布置，电机转子圆周方向上，相邻两极之间设置三层磁障，通过优化电机结构，实现直轴电感大于交轴电感，电机同时输出永磁转矩与磁阻转矩，从而能有效提高车用电机输出转矩与效率，并且显著提升电机转速运行范围。

Description

一种新能源汽车用磁场增强型永磁磁阻电机
技术领域
本发明专利属于新能源汽车领域，具体涉及一种应用于新能源汽车的驱动电机。
背景技术
当前汽车工业可持续发展面临环境污染、石油资源匮乏两大难题，因此，在能源稀缺和环境保护的双重制约下，配合替代石油的清洁能源发展，推动电动汽车发展显得尤为迫切。电机是电气驱动系统的核心，电机的性能、效率直接影响电动汽车的性能。目前在新能源汽车用高效、宽转速范围的永磁磁阻电机开发方面，还存在着技术瓶颈，存在功率密度低，高速恒功率范围窄、力矩波动大、过载能力低和可靠性差等缺陷，难以满足要求。电动汽车用驱动电机制约着中国电动汽车的研发及其产业化进程。
采用磁场增强型的电机，目前已有的专利包括：电动汽车用直轴磁场增强型宽调速永磁无刷电机(申请公布号：CN 104253499 A)，内置磁障式磁场增强型永磁无刷电机(申请公布号：CN 106026597 A)，车用宽调速磁场增强型永磁无刷电机(授权公告号：CN204696888 U)等。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提出一种新能源车用磁场增强型永磁磁阻电机，从而能有效提高车用电机输出转矩与效率了，并且显著提升电机转速运行范围。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种新能源车用磁场增强型永磁磁阻电机，电机由定子、转子、转轴组成，转子位于定子的内部。定子槽内布置电枢绕组，电机转子内部每极嵌入三层一字型永磁磁钢，靠近转子内侧均匀布置。
其中，电机转子内的三层永磁磁钢为稀土永磁材料，采用矩形结构，长宽比例较高，同时，最内层的磁钢面积最大，最外层的磁钢面积最小。
其中，沿电机转子圆周方向上，相邻两极之间设置三层磁障，其中，外侧两层磁障采用圆弧形形状，最内层的磁障采用圆形形状。
其中，电机定子由定子齿、定子槽和定子轭组成，定子槽采用平底槽型，槽内放有电枢绕组，电枢绕组采用双层同心式绕组。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：通过优化电机结构，实现直轴电感大于交轴电感，电机同时输出永磁转矩与磁阻转矩，从而能有效提高车用电机输出转矩与效率，并且显著提升电机转速运行范围。
附图说明
图1是本发明实施例的电机的结构示意图；
图中：1：定子；2：转子；3：永磁磁钢；4：磁障；5：转轴；6：定子槽；7：电枢绕组；。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供的电机，包括定子1、转子2、永磁磁钢3、磁障4、转轴5、定子槽6和电枢绕组7。
其中，电机由定子1、转子2、转轴5组成，转子2位于定子1的内部。定子槽6内布置电枢绕组7，电机转子2内部每极嵌入三层一字型永磁磁钢3，靠近转子内侧均匀布置
进一步的，电机转子内的三层永磁磁钢3为稀土永磁材料，采用矩形结构，为了减小直轴磁阻，增加直轴电感，每层磁钢较薄，长宽比例较高。同时，为了实现磁钢面积利用的最大化，增加永磁转矩，同时给磁障的布置留出足够的空间，最内层的磁钢面积最大，最外层的磁钢面积最小。
更进一步的，沿电机转子圆周方向上，相邻两极之间设置三层磁障4，其中，最外层磁障布置在转子外侧附近，与转子外侧边缘留有5mm的距离，采用圆弧形形状，开口较大，提供主要的交轴磁路磁阻，第二层的磁障同样采用圆弧形形状，布置在相邻的第二层磁钢中间附近，避免阻碍直轴磁路，最内层的磁障采用圆形形状，布置在相邻的第三层磁钢中间附近，避免阻碍直轴磁路，降低直轴电感。三层磁障的布置可以有效增加交轴磁路磁阻，从而降低交轴电感。
另外，电机定子由定子齿、定子槽和定子轭组成，定子槽6采用平底槽型，槽内放有电枢绕组，为了降低电机高次谐波，减小电机转矩波动，电枢绕组采用双层同心式绕组。
综上所述，本发明提出一种新型的磁场增强型永磁磁阻电机，通过优化电机结构，实现直轴电感大于交轴电感，电机同时输出永磁转矩与磁阻转矩，从而能有效提高车用电机输出转矩与效率，并且显著提升电机转速运行范围。
最后应说明的是：附图是体现本发明特征的示意图，省略了一些不必要的细节。以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换：而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种新能源汽车用磁场增强型永磁磁阻电机，其特征在于：电机由定子、转子、转轴组成，转子位于定子的内部。定子槽内布置电枢绕组，电机转子内部每极嵌入三层一字型永磁磁钢，靠近转子内侧均匀布置。
2.根据权利要求1所述的新能源汽车用磁场增强型永磁磁阻电机，其特征在于：电机转子内的三层永磁磁钢为稀土永磁材料，采用矩形结构，长宽比例较高，同时，最内层的磁钢面积最大，最外层的磁钢面积最小。
3.根据权利要求1所述的新能源汽车用磁场增强型永磁磁阻电机，其特征在于：沿电机转子圆周方向上，相邻两极之间设置三层磁障，其中，外侧两层磁障采用圆弧形形状，最内层的磁障采用圆形形状。
4.根据权利要求1所述的新能源汽车用磁场增强型永磁磁阻电机，其特征在于：电机定子由定子齿、定子槽和定子轭组成，定子槽采用平底槽型，槽内放有电枢绕组，电枢绕组采用双层同心式绕组。
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