CN112615508A - 多段分式双一字型永磁同步电机结构 - Google Patents

多段分式双一字型永磁同步电机结构 Download PDF

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裘信国
徐钢锋
赵官峰
张光盛
姜伟
王晨
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Abstract

多段分式双一字型永磁同步电机结构，包括嵌套设置的定子和转子，定子和转子之间形成环形的气隙；转子上沿圆周方向均匀嵌设有若干组永磁槽组，永磁槽组包括第一永磁槽、第二永磁槽和第三永磁槽，第一永磁槽、第二永磁槽和第三永磁槽均呈一字型；第一永磁槽和第二永磁槽按一定间距排成一行形成下永磁组，下永磁组和第三永磁槽沿转子的径向由内至外依次设置；第一永磁槽内设有第一永磁体，第二永磁槽内设有第二永磁体，第三永磁槽内设有第三永磁体；第一永磁体与第二永磁体之间为导磁桥，永磁槽组的两端设有隔磁槽。本发明能够有效控制工作状态下的电机温升，在效率方面也有一定的提升，降低电机高频时的电磁噪声。

Description

多段分式双一字型永磁同步电机结构
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及多段分式双一字型永磁同步电机结构。
背景技术
永磁同步电机是一种高效率、高精度的产品，代表了电机行业未来的发展趋势，具有良好的应用前景。嵌入式永磁电机以其高功率密度和弱磁调速能力良好的性能，在混合动力车辆行业得到了广泛的应用。传统嵌入式永磁式无刷电机的永磁体加工一般为单层“一字”型或者“V”字型，但这会导致气隙磁场，磁场谐波也会增加，鲁棒性不强，从而增加损耗，降低电机的性能。现有电机结构难以满足新能源汽车和混合动力车辆的要求。
发明内容
为克服上述问题，本发明提供多段分式双一字型永磁同步电机结构。
本发明采用的技术方案是：多段分式双一字型永磁同步电机结构，包括嵌套设置的定子和转子，定子和转子之间形成环形的气隙；转子上沿圆周方向均匀嵌设有若干组永磁槽组，永磁槽组包括第一永磁槽、第二永磁槽和第三永磁槽，第一永磁槽、第二永磁槽和第三永磁槽均呈一字型；第一永磁槽和第二永磁槽按一定间距排成一行形成下永磁组，下永磁组和第三永磁槽沿转子的径向由内至外依次设置；第一永磁槽内设有第一永磁体，第二永磁槽内设有第二永磁体，第三永磁槽内设有第三永磁体；第一永磁体与第二永磁体之间为导磁桥，永磁槽组的两端设有隔磁槽。
进一步，所述定子包括定子齿、定子轭部和电枢绕组，电枢绕组采用三相电枢绕组缠绕在定子齿上。
本发明的有益效果是：气隙磁场趋于稳定性，电机的正弦性较好，同时磁场谐波也有改善，高次谐波几乎为零且只有基波存在，能极大的降低了电机的谐波损耗和降低成本；能够有效控制工作状态下的电机温升，在效率方面也有一定的提升；降低电机高频时的电磁噪声和转矩脉动，具有很大的市场前景。
附图说明
图1本发明的结构示意图。
图2本发明的全剖视图。
图3三种结构电机输出转矩随电流控制角的变化图。
附图标记说明：1、定子；2、定子轭部；2-1、电枢绕组；3、定子齿；4、转轴；5-1、第一永磁体；5-2、第二永磁体；5-3、第三永磁体；6、气隙。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明专利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，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照附图，多段分式双一字型永磁同步电机结构，包括嵌套设置的定子1和转子5，定子1和转子5之间形成环形的气隙6；定子1包括定子齿3、定子轭部2和电枢绕组2-1，电枢绕组2-1采用三相电枢绕组缠绕在定子齿3上，电磁绕组通过双层绕组单叠绕制的方式进行设计，在电机端部以加入隔磁桥的方式来防止出现漏磁现象。电机的永磁体选择磁性能较高钕铁硼材料，可以保证永磁电机的效率及稳定性，转子铁心由硅钢片冲制后堆叠而成。
转子5包括转子铁芯、第一永磁体5-1、第二永磁体5-2和第三永磁体5-3；转子5中的转轴4由铸钢制成，具有在固定转子5的作用，三个永磁体以冲压的方式嵌入转子5内部。转子5材料是硅钢片DW470，永磁体由若干个相同的永磁体组成。
转子5上沿圆周方向均匀嵌设有八组永磁槽组，永磁槽组包括第一永磁槽、第二永磁槽和第三永磁槽，第一永磁槽、第二永磁槽和第三永磁槽均呈一字型；第一永磁槽和第二永磁槽按一定间距排成一行形成下永磁组，下永磁组和第三永磁槽沿转子的径向由内至外依次设置；第一永磁槽内设有第一永磁体5-1，第二永磁槽内设有第二永磁体5-2，第三永磁槽内设有第三永磁体5-3；第一永磁体5-1与第二永磁体5-2之间为导磁桥，永磁槽组的两端设有隔磁槽。永磁体的多个永磁体块磁力线方向一致；电机负载磁力线垂直于永磁体。
如图3所示，对比表贴式、一字型和双一字型的输出转矩随电流控制角的变化图，随着电流控制角的扩大，电机的的输出转矩大致呈下降趋势。表贴式永磁电机下降幅度较为明显，相比一字型永磁电机，双一字型永磁电机在电角度为20°时输出转矩最大，且稳势更为平稳。随着电流控制角的扩大，电机的的输出转矩总体呈下降趋势。表贴式永磁电机下降幅度较为明显，一字型永磁电机在0～10°时，有一个上升的态势，在电角度为10°时输出转矩最大为18.94N·m。综合可知双一字型永磁电机性能占有优势。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.多段分式双一字型永磁同步电机结构，其特征在于：包括嵌套设置的定子(1)和转子(5)，定子(1)和转子(5)之间形成环形的气隙(6)；转子(5)上沿圆周方向均匀嵌设有若干组永磁槽组，永磁槽组包括第一永磁槽、第二永磁槽和第三永磁槽，第一永磁槽、第二永磁槽和第三永磁槽均呈一字型；第一永磁槽和第二永磁槽按一定间距排成一行形成下永磁组，下永磁组和第三永磁槽沿转子的径向由内至外依次设置；第一永磁槽内设有第一永磁体(5-1)，第二永磁槽内设有第二永磁体(5-2)，第三永磁槽内设有第三永磁体(5-3)；第一永磁体(5-1)与第二永磁体(5-2)之间为导磁桥，永磁槽组的两端设有隔磁槽。
2.如权利要求1所述的多段分式双一字型永磁同步电机结构，其特征在于：所述定子(1)包括定子齿(3)、定子轭部(2)和电枢绕组(2-1)，电枢绕组(2-1)采用三相电枢绕组缠绕在定子齿(3)上。
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