CN112491176A

CN112491176A - 一种永磁轮毂电机的定转子结构

Info

Publication number: CN112491176A
Application number: CN202011435720.2A
Authority: CN
Inventors: 王立坤; 邢洪凯; 龚浩文
Original assignee: Harbin University of Science and Technology
Current assignee: Harbin University of Science and Technology
Priority date: 2020-12-10
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2021-03-12

Abstract

本发明公开了一种永磁轮毂电机的定转子结构，包括定子、转子、定子水孔、转子辅助槽和若干海尔贝克阵列永磁体，为了电机有更好的输出转矩和转动惯量，结构采用内定子，外转子的结构，内定子绕组槽中放置励磁绕组，并在定子齿上开两个圆孔接入水管方便电机散热，外转子采用永磁体嵌入式，每个永磁体采用海尔贝克阵列进行充磁，若干个海尔贝克阵列磁铁呈现“V”形和“W”形交替排列在外转子上并按照转轴轴向布匀。本发明可以利用海尔贝克阵列磁极的高磁性，屏蔽性和单边聚磁效应既可以减少永磁体的使用，减少漏磁并增强气隙磁场正弦性；并利用转子开辅助槽，定子开水孔来减少波形畸变率和控制温升的目的，从而使得电机更加安全平稳运转。

Description

一种永磁轮毂电机的定转子结构

技术领域

本发明涉及电机结构技术领域，特别是一种永磁轮毂电机的定转子结构。

背景技术

随着新能源电动汽车进入大众视野，永磁轮毂电机结构紧凑，传动高效的特点更加符合电动汽车高效率，轻量化智能化的发展要求。目前轮毂电机大多使用定子齿槽结构，外转子则分为磁极表贴式和嵌入式，嵌入式相对于表贴式最大的优点磁极结构更加稳定更适用于高强度高转速的工况下，但是由于薄壁转子结构在高速运行中容易振动，造成电机气隙磁通密度分布不均匀，导致转子输出转速力矩不稳定和温升过高的情况，从而限制了轮毂电机的发展。

发明内容

本发明的主要内容是提供一种永磁轮毂电机的定转子结构，来解决磁极嵌入式电机在高速运转下转速力矩输出不稳定和温升过高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供了一种永磁电机的定转子结构，包括定子、转子、定子水孔、转子辅助槽和若干海尔贝克阵列永磁体，结构采用内定子，外转子的结构，内定子绕组槽中放置励磁绕组，并在定子齿上开两个圆槽，在圆槽内放入水管方便电机散热，外转子采用永磁体嵌入式，每个永磁体采用海尔贝克阵列进行充磁，将呈“V”形排列的两个永磁体分别分为上中下三段，其中上下两段采用相同向下方向充磁，中间充磁方向与之垂直并指向“V”型内部；呈“W”型永磁体放置的三块永磁体的外端两块采用与“V”形相反的充磁方向，中间磁体充磁仍指向“W”内部。

优选地，利用海尔贝利矩阵磁极代替传统的磁极。

优选地，永磁体呈现“V”形和“W”形交替排列在外转子上并按照转轴轴向布匀，每个永磁体采用海尔贝克阵列进行充磁，将呈“V”形排列的两个永磁体分别分为上中下三段，其中上下两段采用相同向下方向充磁，中间充磁方向与之垂直并指向“V”型内部；呈“W”型永磁体放置的三块永磁体的外端两块采用与“V”形相反的充磁方向，中间磁体充磁仍指向“W”内部。

优选地，两个永磁体按照“V”型排列时两个矩形中心线所成角度为100°~120°，按照“W字形排列时三个永磁体中心线所成角度为60°~80°。

优选地，在电机的定子齿上开圆形辅助槽内置如入水管。

优选地，在外转子靠近气隙处开多个辅助槽。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：电机外转子采用磁极嵌入式，其中磁极采用海尔贝克阵列进行充磁，永磁体呈现“V”形和“W”形交替排列在外转子上并按照转轴轴向布匀，这样可以提高磁极利用率，减少磁铁的利用减少开槽使转子结构更加稳定，又可以减少漏磁并增强气隙磁场正弦性使转子输出转速力矩更加稳定。同时在外转子上开辅助槽，来减少齿槽转矩，降低气隙谐波畸变率来改善电机性能；在定子齿上开在圆辅助槽内放入水管来增加电机散热，从而防止电机温度过高来影响电机性能。

附图说明

图1为本发明轮毂电机定转子结构示意图。

图2为“V”形海尔贝利阵列永磁体充磁方向示意图。

图3为“W”形海尔贝利阵列永磁体充磁方向示意图。

其中：1-转子，2-海尔贝利永磁体，3-转子辅助槽，4-励磁绕组，5-水管孔，6-定子，7-转轴。

具体实施方式

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付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。

在本发明的描述中需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”和“右”指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位和位置关系，仅仅是为了方便描述的结构和操作方式，而不是指示或者暗示所指的部分必须具有特定的方位、以特定的方位操作，因而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示，本实例提供一种永磁电机的定转子结构，包括定子6，转子1，转子辅助槽3，水管孔5和若干海尔贝利阵列永磁体2;其中电机采用外转子内定子的结构，其中转子1采用磁极内置式并绕转轴轴向布匀，并在转子靠近气隙处开矩形辅助槽3；定子6采用深口槽型并在定子齿上开辅助槽5接入水管。

于本具体实施例中，永磁体2采用采用海尔贝克阵列进行充磁，永磁体呈现“V”形和“W”形交替排列在外转子上并按照转轴轴向布匀，将呈“V”形排列的两个永磁体分别分为上中下三段，其中上下两段采用相同向下方向充磁，中间充磁方向与之垂直并指向“V”型内部；呈“W”型永磁体放置的三块永磁体的外端两块采用与“V”形相反的充磁方向，中间磁体充磁仍指向“W”内部，中间的永磁体采用向上的充磁方向；在转子靠近气隙处开矩形辅助槽。

于本具体实施例中，为了电机有更好的运行特性，采用外转子1结构并将磁极嵌入转子中，这样可以使气隙变小，漏磁系数变小，而且磁极内置可以使得电机在高速和高强度运转下磁极位置稳定，不会出现磁通密度分布不均，而导致某点温度过高从而损坏电机。

转子内置磁极2采用海尔贝克阵列进行充磁并呈现“V”形和“W”形交替排列在外转子1上并按照转轴轴向布匀，利用海尔贝克阵列磁极的高磁性，既可以减少永磁体的使用，使转子机械强度更高结构更加稳定；又利用磁极的屏蔽性和单边聚磁效应从而减少漏磁并增强气隙磁场正弦性，使得电机输出更加平稳的转速和力矩。

在转子1上开矩形辅助槽3，可以通过牺牲一定的基波气隙磁密，来使得高次谐波削弱程度显著，波形畸变率下降从而使电机性能得到改善；定子5齿上开槽增加水冷的管道，由于水的比热容小在水流动时可以带走热量，因此能够有效的抑制电机的温度过高。

本说明书中应用了具体例子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；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims

1.一种永磁轮毂电机的定转子结构，其特征在于包括定子、转子、定子水孔、转子辅助槽和若干永磁体采用海尔贝克阵列进行充磁，磁铁呈现“V”形和“W”形交替排列在外转子上并按照转轴轴向布匀，将呈“V”形排列的两个永磁体分别分为上中下三段，其中上下两段采用相同向下方向充磁，中间充磁方向与之垂直并指向“V”型内部；呈“W”型永磁体放置的三块永磁体的外端两块采用与“V”形相反的充磁方向，中间磁体充磁仍指向“W”内部，中间的永磁体采用向上的充磁方向，两个永磁体按照“V”型排列时两个矩形中心线所成角度为100°~120°，按照“W”形排列时三个永磁体中心线所成角度为60°~80°。

2.按照权利要求1所述永磁轮毂电机的定转子结构, 其特征在于若干个海尔贝克阵列磁铁呈现“V”形和“W”形交替排列在外转子上并按照转轴轴向布匀。

3.按照权利要求1所述永磁轮毂电机的定转子结构，其特征两个永磁体按照“V”型排列时两个矩形中心线所成角度为100°~120°，按照“W”形排列时三个永磁体中心线所成角度为60°~80°。

4.按照权利要求1所述永磁轮毂电机的定转子结构，其特征在于外转子上开辅助槽。

5.按照权利要求1所述永磁轮毂电机的定转子结构, 其特征在定子齿上开圆形辅助槽内置如入水管。