CN111431307A - 一种中小型电动车用永磁同步电机的转子 - Google Patents

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CN111431307A CN202010185428.3A CN202010185428A CN111431307A CN 111431307 A CN111431307 A CN 111431307A CN 202010185428 A CN202010185428 A CN 202010185428A CN 111431307 A CN111431307 A CN 111431307A
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刘红彬
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Abstract

本发明创造提供了一种中小型电动车用永磁同步电机的转子，包括转子铁芯（1）、S极永磁体（2）和N极永磁体（3），所述S极永磁体（2）和N极永磁体（3）横截面整体呈长方形，一S极永磁体（2）和一N极永磁体（3）相互倾斜设置构成一V型磁体结构（10），所述V型磁体结构（10）之间设置有镂空隔磁槽（5），S极永磁体（2）与相邻N极永磁体（3）的两端侧面之间分别设置有隔磁桥（4）。本发明创造所述的中小型电动车用永磁同步电机的转子有利于提高电机的转矩密度和过载能力；绕组电感小且绕组d、q电感相差不大，降低控制难度。

Description

一种中小型电动车用永磁同步电机的转子
技术领域
本发明创造属于电动机领域，尤其是涉及一种中小型电动车用永磁同步电机的转子。
背景技术
永磁同步电机是由永磁体励磁产生同步旋转磁场的同步电机，永磁体作为转子产生旋转磁场，三相定子绕组在旋转磁场作用下通过电枢反应，感应三相对称电流，此时转子动能转化为电能，永磁同步电机作发电机用；此外，当定子侧通入三相对称电流，由于三相定子在空间位置上相差120度，所以三相定子电流在空间中产生旋转磁场，转子旋转磁场中受到电磁力作用运动，此时电能转化为动能，永磁同步电机作电动机用。
目前国内中小型电动车电机以直流永磁无刷电机为主，该电机与永磁同步电机相比，具有功率密度低，基本不具备弱磁扩速能力，因此，调速范围相对窄。控制方法以方波控制为主，方波控制容易出现噪音大，转矩脉动大等缺点。
发明创造内容
有鉴于此，本发明创造旨在提出一种中小型电动车用永磁同步电机的转子，以有利于提高电机的转矩密度和过载能力；绕组电感小且绕组d、q电感相差不大，降低控制难度。
为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：
一种中小型电动车用永磁同步电机的转子，包括转子铁芯1、S极永磁体2和N极永磁体3，所述S极永磁体2和N极永磁体3横截面整体呈长方形，一S极永磁体2和一N极永磁体3相互倾斜设置构成一V型磁体结构10，所述V型磁体结构10之间设置有镂空隔磁槽5，镂空隔磁槽5靠近所述转子铁芯1外圆周设置；S极永磁体2与相邻N极永磁体3的两端侧面之间分别设置有隔磁桥4，所述隔磁桥4沿转子铁芯1圆周均匀排布。
进一步的，所述S极永磁体和N极永磁体两端设置有隔磁面7，隔磁面7沿着永磁同步电机的d轴、q轴对称设置，隔磁面7和隔磁面之间的转子铁芯构成所述隔磁桥4。
进一步的，所述隔磁桥4横截面整体呈长方形，隔磁桥4的长边沿转子铁芯1径向设置。
进一步的，所述镂空隔磁槽5内侧还设置有内层镂空隔磁槽6，内层镂空隔磁槽6靠近所述转子铁芯1内圆周设置。
进一步的，所述S极永磁体2和N极永磁体3相互倾斜构成向转子圆心方向的内侧夹角α为10°至20°，向转子圆周方向的外侧夹角β为65°至75°。
进一步的，所述镂空隔磁槽5横截面为长方形。
进一步的，所述V型磁体结构10包括6至12个，沿转子铁芯的圆周1均匀排布。
相对于现有技术，本发明创造所述的中小型电动车用永磁同步电机的转子具有以下优势：
（1）本发明创造所述的转子采用V型磁体结构，有利于提高电机的转矩密度和过载能力；所述隔磁桥4能够实现绕组电感小且绕组d、q电感相差不大，降低控制难度；通过所述镂空隔磁槽5减小电机定子齿和轭的涡流损耗，降低永磁体上的涡流损耗。
（2）本发明创造所述的通过镂空隔磁槽5和内层镂空隔磁槽6对转子铁芯1去重，同时减小转子硅钢片应力；通过隔磁面7沿着永磁同步电机的d轴、q轴对称设置，实现绕组电感小，且绕组d、q电感相差不大，进一步的降低电机控制难度。
附图说明
构成本发明创造的一部分的附图用来提供对本发明创造的进一步理解，本发明创造的示意性实施例及其说明用于解释本发明创造，并不构成对本发明创造的不当限定。在附图中：
图1为本发明创造实施例所述的转子结构图；
图2为图1中位置A的局部放大图；
图3为图1中位置B的局部放大图；
图4为本发明创造实施例所述的V型磁体结构的局部放大图；
图5为本发明创造实施例所述的铁芯隔磁段及永磁同步电机的d轴、q轴示意图。
附图标记说明：
1-转子铁芯；2-S极永磁体；3-N极永磁体；4-隔磁桥；5-镂空隔磁槽；6-内层镂空隔磁槽；7-隔磁面；10-V型磁体结构。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明创造。
如图1至4所示，一种中小型电动车用永磁同步电机的转子，包括转子铁芯1、S极永磁体2和N极永磁体3，所述S极永磁体2和N极永磁体3横截面整体呈长方形，一S极永磁体2和一N极永磁体3相互倾斜设置构成一V型磁体结构10，所述V型磁体结构10之间设置有镂空隔磁槽5，镂空隔磁槽5靠近所述转子铁芯1外圆周设置；S极永磁体2与相邻N极永磁体3的两端侧面之间分别设置有隔磁桥4，所述隔磁桥4沿转子铁芯1圆周均匀排布。
本技术方案中转子通过构成的V型磁体结构10，有利于提高电机的转矩密度和过载能力；通过V型磁体结构10及其之间的隔磁桥4，隔磁桥4截面处磁路高度饱和，有效减少隔磁桥4处磁场，使得绕组电感小，降低控制难度；通过V型磁体结构10之间设置有镂空隔磁槽5，实现减小电机定子齿和轭的涡流损耗，降低永磁体上的涡流损耗。
如图2、3、5所示，进一步的，所述S极永磁体和N极永磁体两端设置有隔磁面7，隔磁面7沿着永磁同步电机的d轴、q轴对称设置，隔磁面7和隔磁面之间的转子铁芯构成所述隔磁桥4。通常在电机转子上建立一个坐标系，此坐标系与转子同步转动，取转子磁场方向为d轴，取两相邻磁极之间的垂直平分线交轴为q轴；进一步的，通过隔磁面7沿着永磁同步电机的d轴、q轴对称设置，实现绕组电感小，且绕组d、q电感相差不大，进一步的降低电机控制难度。
如图1、5所示进一步的，所述隔磁桥4横截面整体呈长方形，隔磁桥4的长边沿转子铁芯1径向设置。减小隔磁桥4横截面沿转子铁芯1圆周方向的宽度，使得隔磁桥4截面处磁路高度饱和，有效减少隔磁桥4处磁场，限制漏磁通。
如图1所示，进一步的，所述镂空隔磁槽5内侧还设置有内层镂空隔磁槽6，内层镂空隔磁槽6靠近所述转子铁芯1内圆周设置。通过内层镂空隔磁槽6对转子铁芯1去重，同时减小转子硅钢片应力。
如图4所示，所述S极永磁体2和N极永磁体3相互倾斜构成向转子圆心方向的内侧夹角α为10°至20°，向转子圆周方向的外侧夹角β为65°至75°。优选的，通过所述内侧夹角α为10°至20°，所述外侧夹角β为65°至75°，使得构成的V型磁体结构10，更加有利于提高电机的转矩密度和过载能力。
如图1所示，进一步的，所述镂空隔磁槽5横截面为长方形。通过所述横截面为长方形的镂空隔磁槽5，使得多个设置于V型磁体结构10之间的镂空隔磁槽5组成一整体直轴形态，即多个镂空隔磁槽5组成一直轴形态的隔磁桥，更好的实现减小电机定子齿和轭的涡流损耗，降低永磁体上的涡流损耗。
如图1所示进一步的，所述V型磁体结构10包括6至12个，沿转子铁芯的圆周1均匀排布，更加有利于提高电机的转矩密度和过载能力。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种中小型电动车用永磁同步电机的转子，包括转子铁芯（1）、S极永磁体（2）和N极永磁体（3），其特征在于：所述S极永磁体（2）和N极永磁体（3）横截面整体呈长方形，一S极永磁体（2）和一N极永磁体（3）相互倾斜设置构成一V型磁体结构（10），所述V型磁体结构（10）之间设置有镂空隔磁槽（5），镂空隔磁槽（5）靠近所述转子铁芯（1）外圆周设置；S极永磁体（2）与相邻N极永磁体（3）的两端侧面之间分别设置有隔磁桥（4），所述隔磁桥（4）沿转子铁芯（1）圆周均匀排布。
2.根据权利要求1所述的中小型电动车用永磁同步电机的转子，其特征在于：所述S极永磁体和N极永磁体两端设置有隔磁面（7），隔磁面（7）沿着永磁同步电机的d轴、q轴对称设置，隔磁面（7）和隔磁面之间的转子铁芯构成所述隔磁桥（4）。
3.根据权利要求1所述的中小型电动车用永磁同步电机的转子，其特征在于：所述隔磁桥（4）横截面整体呈长方形，隔磁桥（4）的长边沿转子铁芯（1）径向设置。
4.根据权利要求1所述的中小型电动车用永磁同步电机的转子，其特征在于：所述镂空隔磁槽（5）内侧还设置有内层镂空隔磁槽（6），内层镂空隔磁槽（6）靠近所述转子铁芯（1）内圆周设置。
5.根据权利要求1所述的中小型电动车用永磁同步电机的转子，其特征在于：所述S极永磁体（2）和N极永磁体（3）相互倾斜构成向转子圆心方向的内侧夹角α为10°至20°，向转子圆周方向的外侧夹角β为65°至75°。
6.根据权利要求1所述的中小型电动车用永磁同步电机的转子，其特征在于：所述镂空隔磁槽（5）横截面为长方形。
7.根据权利要求1所述的中小型电动车用永磁同步电机的转子，其特征在于：所述V型磁体结构（10）包括6至12个，沿转子铁芯的圆周（1）均匀排布。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2609865A (en) * 2021-12-31 2023-02-15 Univ Jiangsu High-performance permanent magnet motor with controllable magnetic field in variable operating conditions, and flux orientation design method and leakage flux

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