CN112271839A - 一种永磁同步电机 - Google Patents

一种永磁同步电机 Download PDF

Info

Publication number
CN112271839A
CN112271839A CN202011127286.1A CN202011127286A CN112271839A CN 112271839 A CN112271839 A CN 112271839A CN 202011127286 A CN202011127286 A CN 202011127286A CN 112271839 A CN112271839 A CN 112271839A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotor
rotor core
stator
segments
permanent magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011127286.1A
Other languages
English (en)
Inventor
周小筠
周汉秦
沈权伟
揭丁爽
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lishui Fangde Zhiqu Applied Technology Research Institute Co ltd
Original Assignee
Lishui Fangde Zhiqu Applied Technology Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lishui Fangde Zhiqu Applied Technology Research Institute Co ltd filed Critical Lishui Fangde Zhiqu Applied Technology Research Institute Co ltd
Priority to CN202011127286.1A priority Critical patent/CN112271839A/zh
Publication of CN112271839A publication Critical patent/CN112271839A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/12—Stationary parts of the magnetic circuit
    • H02K1/14—Stator cores with salient poles
    • H02K1/146—Stator cores with salient poles consisting of a generally annular yoke with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H02K21/16—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures having annular armature cores with salient poles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K3/00—Details of windings
    • H02K3/04—Windings characterised by the conductor shape, form or construction, e.g. with bar conductors
    • H02K3/18—Windings for salient poles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

本发明涉及一种永磁同步电机，包括转子和定子，所述转子包括由多张转子冲片沿轴向层叠而成的转子铁心、插入到所述转子铁心的磁钢，贯穿插设在转子铁心上的转子轴，所述转子铁心沿轴向划分为至少两段，且每段转子铁心上磁钢的排布形式、尺寸以及材质三者参数中的至少一项不同。本发明主要是采用整距绕组、均匀气隙、分段转子每段各自特殊设计相结合的方法。整距绕组平衡，方便生产，槽满率适当提高，绝缘问题改善，峰值扭矩不会被削弱；避免了分段斜极轴向力；不需要斜极工装；避免了键槽配合需多套转子冲片；峰值性能不会被削弱；避免了高转速风摩损耗大。

Description

一种永磁同步电机
技术领域
本发明属于电机技术领域，具体地说，是涉及一种永磁同步电机。
背景技术
随着国家大力支持新能源汽车的发展，目前电动汽车的需求量日益增加，新能源汽车要求电机转速高，转矩大以满足良好的启动或爬坡能力以及较高的车速；另一方面，由于乘用车空间有限，重量要求严格，电机必须高转矩密度；同时，车用电机必须具有高可靠性和高可维护性。PMSM由于良好的调速能力和高转矩密度，因此在新能源汽车中得到广泛应用。但永磁同步电机的反电势谐波问题会导致电机振动和噪声、发热量增加，同时会降低电机效率。如何抑制谐波是永磁同步电机研究的关键问题。
目前常用的消弱谐波的方法是定子绕组短距、转子分段斜极、转子非均匀气隙相结合。这种方法存在一定的缺陷：定子短距绕组不平衡，不便于生产、槽满率小、绝缘问题，峰值扭矩小；转子分段斜极轴向力、工装要求、键槽配合需多套转子冲片、峰值性能下降；转子非均匀气隙在电机高转速时风摩损耗大、峰值性能下降。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种安装方便、能有效抑制反电势谐波的永磁同步电机。
为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
一种永磁同步电机，包括转子和定子，所述转子包括由多张转子冲片沿轴向层叠而成的转子铁心、插入到所述转子铁心的磁钢，贯穿插设在转子铁心上的转子轴，所述转子铁心沿轴向划分为至少两段，且每段转子铁心上磁钢的排布形式、尺寸以及材质三者参数中的至少一项不同。
作为优选方案，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢均成V形排布、双V形排布或者“一”字形排布。
作为优选方案，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢尺寸以及所形成的夹角不同，三段定子铁心上的磁钢的材质相同。
作为优选方案，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢尺寸以及材质不同，三段转子铁心上的磁钢所形成的夹角相同。
作为优选方案，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢尺寸相同，三段转子铁心上的磁钢材质以及所形成的夹角均不同。
作为优选方案，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢尺寸、材质以及所形成的夹角均不同。
作为优选方案，所述定子包括定子铁心和绕组，所述定子铁心包括定子轭部23、定子齿24、定子槽25，所述定子轭部23向内延伸多个间隔设置的定子齿24，相邻定子齿24之间形成定子槽25，所述定子绕组为整距绕组。
作为优选方案，所述转子冲片上设有用于插入磁钢的磁钢槽33、用于限制漏磁的隔磁桥34、以及减重孔35。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明主要是采用整距绕组、均匀气隙、分段转子每段各自特殊设计相结合的方法。整距绕组平衡，方便生产，槽满率适当提高，绝缘问题改善，峰值扭矩不会被削弱；避免了分段斜极轴向力；不需要斜极工装；避免了键槽配合需多套转子冲片；峰值性能不会被削弱；避免了高转速风摩损耗大。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是永磁同步电机的端面示意图；
图2是永磁同步电机1/8模型的端面示意图；
图3是永磁同步电机1/8模型的定子结构的端面示意图；
图4是永磁同步电机1/8模型的转子结构的端面示意图；
图5是永磁同步电机1/8模型的不同转子冲片的端面示意图；
图6是永磁同步电机的轴上不同段的转子铁心的磁钢分布示意图；
图7是本发明的永磁同步电机的线反电势傅里叶分解结果对比图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本实施例的永磁同步电机以8极48槽电机为例，包括转子11、定子12、以及转子11和定子12之间形成的气隙13，转子11用于提供永磁磁场，定子12用于提供电枢磁场，气隙用于磁场的传递及能量转换输出机械转矩，本实施例中的气隙为均匀气隙，避免了高转速风摩损耗大。
如图3所示，所述定子包括定子铁心21和绕组22。所述定子铁心包括定子轭部23、定子齿24、定子槽25，所述定子轭部23向内延伸多个间隔设置的定子齿24，相邻定子齿24之间形成定子槽25，定子轭部与定子齿用于提供磁场能量传递的通路，定子槽用于嵌入绕组，本实施例中定子采取48槽结构；绕组用于提供电枢磁场，本专利中的绕组为整距绕组，整距绕组平衡, 方便生产，槽满率适当提高，绝缘问题改善，峰值扭矩不会被削弱。
如图4所示，所述转子包括转子铁心31和磁钢32，转子铁心用于提供磁场能量传递的通路，磁钢用于提供永磁磁场。转子铁心由多片转子冲片堆叠而成，所述转子冲片上设有磁钢槽33、隔磁桥34和减重孔35。磁钢槽用于插入磁钢，隔磁桥用于限制漏磁。
如图6所示，转子铁心在轴向上分为二段或者多段，本实施例中采用三段，每段转子铁心根据需求进行设计，三段转子铁心谐波削弱的效果比二段转子铁心谐波削弱的效果更加明显。磁钢可以采用”V”字型分布，也可以采用是“一”字型分布，本实施例中采取”V”字型分布；磁钢层数可以是单层，也可以是双层，本实施例中采用双层。转子铁心在轴向上分为三段，每段转子根据需求进行设计，如图5所示。每段转子铁心上磁钢的夹角、尺寸、磁钢牌号三项参数中的至少一项不同，本实施例中三项参数均不相同，避免了分段斜极轴向力、不需要斜极工装、避免了键槽配合需多套转子冲片。
如图4所示，每段转子铁心上磁钢的夹角、尺寸、磁钢牌号三项参数中的至少一项不同，本实施例中三项参数均不相同。涉及到的参数有：大磁钢夹角、小磁钢夹角、大磁钢尺寸、小磁钢尺寸、大磁钢牌号、小磁钢牌号。本实施例中，第一段大磁钢夹角为115°~125°，第一段小磁钢夹角为140°~150°，第一段大磁钢的长度为20~22mm，第一段小磁钢的长度为10~11mm，大小磁钢牌号均为N45UH；第二段大磁钢夹角为105°~115°，第二段小磁钢夹角为130°~140°，第二段大磁钢的长度为18~20mm，第二段小磁钢的长度为9~10mm，大小磁钢牌号均为N42UH；第三段大磁钢夹角为95°~105°，第三段小磁钢夹角为120°~130°，第三段大磁钢的长度为16~18mm，第三段小磁钢的长度为8~9mm，大小磁钢牌号均为N38UH。
如图7所示，其中横坐标表示线反电势谐波阶次，纵坐标表示谐波含量百分比，黑色为本实施例的转子铁心采用的分段方案数据，灰色为转子铁心不分段方案数据，可以看出，本实施例的转子铁心分段方案5次、7次和11次谐波有明显削弱，其中5次谐波削弱0.20%，7次谐波削弱0.26%，11次谐波削弱0.12%。
本发明主要是采用整距绕组、均匀气隙、分段转子每段各自特殊设计相结合的方法，对电机反电势谐波进行削弱。分段转子，每段转子根据需求进行设计。电机转子由三段设计组成，每段对应不同的转子冲片、磁钢尺寸、磁钢牌号；三段里面利用磁钢的尺寸、夹角、牌号不同，产生的谐波相位不同，达到叠加之后相互抵消的效果，以削弱谐波。
本申请的构成也涵盖以下三个设计：转子分段可以是两段，三段，也可以是多段；磁钢层数的设计可以是单层，也可以是双层；每层磁钢的设计，可以是V型，也可以是“一”字型。如图6为双层V型磁钢，三段转子。分段转子，每段转子根据需求进行设计。

Claims (8)

1.一种永磁同步电机，包括转子和定子，所述转子包括由多张转子冲片沿轴向层叠而成的转子铁心、插入到所述转子铁心的磁钢，贯穿插设在转子铁心上的转子轴，其特征在于：所述转子铁心沿轴向划分为至少两段，且每段转子铁心上磁钢的排布形式、尺寸以及材质三者参数中的至少一项不同。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢均成V形排布、双V形排布或者“一”字形排布。
3.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机，其特征在于，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢尺寸以及所形成的夹角不同，三段定子铁心上的磁钢的材质相同。
4.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机，其特征在于，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢尺寸以及材质不同，三段转子铁心上的磁钢所形成的夹角相同。
5.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机，其特征在于，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢尺寸相同，三段转子铁心上的磁钢材质以及所形成的夹角均不同。
6.根据权利要求2所述的一种永磁同步电机，其特征在于，所述转子铁心沿轴向划分为三段，三段转子铁心上的磁钢尺寸、材质以及所形成的夹角均不同。
7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于，所述定子包括定子铁心和绕组，所述定子铁心包括定子轭部、定子齿、定子槽，所述定子轭部向内延伸多个间隔设置的定子齿，相邻定子齿之间形成定子槽，所述定子绕组为整距绕组。
8.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于，所述转子冲片上设有用于插入磁钢的磁钢槽、用于限制漏磁的隔磁桥、以及减重孔。
CN202011127286.1A 2020-10-20 2020-10-20 一种永磁同步电机 Pending CN112271839A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011127286.1A CN112271839A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种永磁同步电机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011127286.1A CN112271839A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种永磁同步电机

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112271839A true CN112271839A (zh) 2021-01-26

Family

ID=74341161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011127286.1A Pending CN112271839A (zh) 2020-10-20 2020-10-20 一种永磁同步电机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112271839A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4064526A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-28 Hefei Jee Power Systems Co., Ltd. Rotary motor sheet and rotor
EP4362285A1 (en) * 2022-10-29 2024-05-01 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Rotor, motor, and vehicle

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4064526A1 (en) * 2021-03-26 2022-09-28 Hefei Jee Power Systems Co., Ltd. Rotary motor sheet and rotor
EP4362285A1 (en) * 2022-10-29 2024-05-01 Huawei Digital Power Technologies Co., Ltd. Rotor, motor, and vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8154167B2 (en) Induction motor lamination design
CN102684337B (zh) 分段斜极式永磁同步电机转子
CN201813289U (zh) 车用永磁同步电机
EP2741402A1 (en) Motor and rotor thereof
CN108429375B (zh) 转子结构、永磁辅助同步磁阻电机及电动汽车
CN101789663B (zh) 车用永磁同步电机
CN104300755A (zh) 双层绕线转子式双定子无刷双馈电机
CN112271839A (zh) 一种永磁同步电机
CN202634111U (zh) 分段斜极式永磁同步电机转子
CN104917310A (zh) 一种低速磁阻电动机及其制作方法
Halwas et al. Influences of design and manufacturing on the performance of electric traction drives
CN106533104A (zh) 永磁同步电机直、斜极一体转子冲片以及永磁同步电机
CN110601481A (zh) 一种双转子永磁同步磁阻电机及配置方法
CN110838779B (zh) 一种混合励磁绕线转子及混合励磁绕线式同步电机
CN108418368A (zh) 一种电动汽车用双转子混合励磁永磁同步电动机及其方法
CN102097913B (zh) 双馈无刷电机转子及其制造方法
CN101588119B (zh) 一种爪极式定子的聚磁式横向磁场电机
CN214479907U (zh) 一种永磁同步电机
CN101795024B (zh) 一种具有非晶态合金铁心的横向磁场电机
CN102355072A (zh) 表面安装式永磁电机转子和包含该转子的电机
WO2020146281A1 (en) Interior permanent magnet electric machine with flux distributing voids
CN209057083U (zh) 一种新型的无刷双馈电机
CN218633493U (zh) 一种电机转子、电机和压缩机
CN217789421U (zh) 转子总成、电机和车辆
CN102570665A (zh) 径向式永磁同步电机转子结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination