CN109787444B - 一种驱动电机 - Google Patents

Abstract

本方案提供的一种驱动电机，转子冲片的永磁体槽设计为V形，定子冲片的内缘上间隔布置设置若干定子齿和若干开口槽，永磁体排布开口的夹角与定子冲片上开口槽槽口呈一定位置关系，通过上述排布方式，优化了电机磁通路径，减小电机转矩脉动，降低电磁力，改善电机NVH。

Description

一种驱动电机

技术领域

本发明属于新能源汽车驱动系统技术领域，特别涉及一种驱动电机。

背景技术

电驱动系统总成作为新能源汽车的核心，其驱动电机的NVH(Noise、Vibration、Harshness，简称噪声、振动与声振粗糙度)特性决定了驾驶员的驾车舒适性体验。

因此，电驱动系统-驱动电机模块的NVH特性优化是现代电动汽车动力总成设计不可或缺的一部分，如若电机的NVH特性差，会严重影响乘客的乘坐体验，甚至会引起顾客抱怨。

现有技术方案中，多采用分布和短距的双层绕组形式，可以改善电动势和磁动势波形，以减小电机NVH特性，但效果不明显。同时有技术方案采用斜极或斜槽，降低电磁力，但增加了电机的工艺难度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动电机，能够优化转矩脉动、降低电机径向力、改善电机的NVH性能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种驱动电机，包括定子冲片和转子冲片，所述转子冲片在圆周方向上均匀设置有若干用于放置永磁体的永磁体槽，所述永磁体槽呈V形，所述定子冲片的内缘在圆周方向上均匀设置有若干定子齿和若干开口槽，所述定子齿和所述开口槽间隔布置；

其中，所述转子冲片在同一磁极下的两个所述永磁体的内侧顶端与圆心的夹角为Φ1，两个所述永磁体的外侧顶端与圆心的夹角为Φ2；

转子极对数为N对，N为大于等于1的整数，在同一磁极下，所述转子冲片的所述同一磁极对应的定子齿的齿靴中，两个周向最外侧的所述齿靴内侧与圆心的夹角为R1且两个周向最外侧的所述齿靴外侧与圆心的夹角为R2，两个周向最外侧的所述齿靴中间跨过的齿数为(N-1)个；

所述Φ1、Φ2、R1、R2满足：0.95≤(Φ1+Φ2)/(R1+R2)≤1.05。

优选地，在上述驱动电机中，所述永磁体采用钕铁硼材质的永磁体。

优选地，在上述驱动电机中，所述驱动电机的定子铁芯及转子铁芯分别由所述定子冲片和所述转子冲片构成，所述定子铁芯及所述转子铁芯的材质均为硅钢片。

本方案提供的一种驱动电机，转子冲片的永磁体槽设计为V形，定子冲片的内缘上间隔布置设置若干定子齿和若干开口槽，通过上述排布方式，优化了电机磁通路径，减小电机转矩脉动，降低电磁力，改善电机NVH。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本方案提供的驱动电机的结构示意图；

图2为本方案提供的电机定子冲片及转子冲片位置排布图；

图3为本方案提供的电机定子冲片及转子冲片位置排布放大图。

上图1-3中：

定子冲片1、转子冲片2、永磁体槽3、永磁体4、定子齿5。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种驱动电机，能够优化转矩脉动、降低电机径向力、改善电机的NVH性能。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1-图3，本发明所提供的一种驱动电机，包括定子冲片1和转子冲片2，转子冲片2在圆周方向上均匀设置有若干用于放置永磁体4的永磁体槽3，永磁体槽3呈V形，将矩形永磁体插入在永磁体槽中。定子冲片1的内缘在圆周方向上均匀设置有若干定子齿5和若干开口槽，定子齿5和开口槽间隔布置。

转子冲片2在同一磁极下的两个永磁体4的内侧顶端与圆心的夹角为Φ1，两个永磁体4的外侧顶端与圆心的夹角为Φ2；

转子极对数为N对，N为大于等于1的整数，在同一磁极下，转子冲片2的同一磁极对应的定子齿5的齿靴中，两个周向最外侧的齿靴的内侧夹角为R1且两个周向最外侧的齿靴外侧夹角为R2，两个周向最外侧的齿靴中间跨过的齿数为(N-1)个；

其中，Φ1、Φ2、R1、R2满足：0.95≤(Φ1+Φ2)/(R1+R2)≤1.05。

通过限定永磁体排布与定子开口槽的夹角，各角度在满足上述公式条件下，磁通路径设计较为合理，能够有效降低转矩脉动，降低电磁力。

需要说明的是，本文中按照如下原则定义“内侧”、“外侧”、“顶端”：按照图1-3任意一幅图来规定方向，图中远离圆心位置为本文的顶端，靠近圆心位置为本文的底端。内侧为本文一对结构(如永磁体、定子齿)的相对面一侧，外侧为本文一对结构(如永磁体、定子齿)的相背面一侧。上述对方向的定义仅仅是为了描述的方便，并不能限制本方案的保护范围。

本方案提供的一种驱动电机，转子冲片2的永磁体槽设计为V形，定子冲片1的内缘上间隔布置设置若干定子齿5和若干开口槽，永磁体排布开口的夹角与定子冲片上开口槽槽口呈一定位置关系，通过上述排布方式，优化了电机磁通路径，减小电机转矩脉动，降低电磁力，改善电机NVH。

优选地，永磁体4采用钕铁硼材质的永磁体。驱动电机的定子铁芯及转子铁芯分别由定子冲片1和转子冲片2构成，叠压成该驱动电机的定子铁芯及转子铁芯的材质均为硅钢片。硅钢片是一种含碳极低的硅铁软磁合金，一般含硅量为0.5～4.5％。加入硅可提高定子冲片1和转子冲片2的电阻率和最大磁导率，降低矫顽力、铁芯损耗和磁时效。

在电机定子齿靴与转子磁极之间设置一定夹角，可降低电机的转矩脉动，改善电机的反电势波型正弦度。同时可以改善磁路流向，降低径向力，提升电机NVH。

本发明所提供方案，仿真得到的转矩脉动与现有技术方案下降85％，转矩脉动波动率低于1％，并且仿真对比电磁力，各阶次电磁力都有明显降低。

经实际制作的驱动电机搭载应用于电驱系统上，测的电驱系统NVH明显降低，并且经过客观数据测试缝隙，电机噪声至下降3dB，整车NVH改善明显，提升整车驾乘舒适性。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种驱动电机，其特征在于，包括定子冲片(1)和转子冲片(2)，所述转子冲片(2)在圆周方向上均匀设置有若干用于放置永磁体(4)的永磁体槽(3)，所述永磁体槽(3)呈V形，所述定子冲片(1)的内缘在圆周方向上均匀设置有若干定子齿(5)和若干开口槽，所述定子齿(5)和所述开口槽间隔布置；

其中，所述转子冲片(2)在同一磁极下的两个所述永磁体(4)的内侧顶端与圆心的夹角为Φ1，两个所述永磁体(4)的外侧顶端与圆心的夹角为Φ2；

转子极对数为N对，N为大于等于1的整数，在同一磁极下，所述转子冲片(2)的所述同一磁极对应的定子齿(5)的齿靴中，两个周向最外侧的所述齿靴内侧与圆心的夹角为R1且两个周向最外侧的所述齿靴外侧与圆心的夹角为R2，两个周向最外侧的所述齿靴中间跨过的齿数为(N-1)个；

所述Φ1、Φ2、R1、R2满足：0.95≤(Φ1+Φ2)/(R1+R2)≤1.05。

2.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述永磁体(4)采用钕铁硼材质的永磁体。

3.根据权利要求1所述的驱动电机，其特征在于，所述驱动电机的定子铁芯及转子铁芯分别由所述定子冲片(1)和所述转子冲片(2)构成，所述定子铁芯及所述转子铁芯的材质均为硅钢片。

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