CN114513069A - 一种用于混合动力汽车的永磁启动/发电机双v形转子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于混合动力汽车的永磁启动/发电机双V形转子，其包含环形的转子铁心，多个磁极沿着圆周方向排布在铁心内部，每个磁极下设有两层V形永磁体槽，它们平行排布构成双V形，其中第一层V形永磁体槽沿着圆周方向间隔位于靠近转子铁心表面，每个磁极下的所述第二层V形永磁体槽与第一层平行，并且沿圆周方向位于所述第一层永磁体槽的两侧；所述第一层永磁体槽内固定有第一层永磁体，所述第二层永磁体槽内固定有第二层永磁体，所述永磁体为径向充磁。
Description
技术领域
本发明涉及一种电机转子结构的技术领域，特别是涉及混合动力汽车永磁启动/发电机双V形转子结构。
背景技术
近年来，由于化石能源的短缺和日益严格的碳排放标准，全球汽车产业的可持续健康发展面临重大挑战。为克服汽车带来的环境问题和能源限制，使用可持续再生能源和清洁能源来代替燃油作为汽车驱动能源，发展混合动力汽车、电动汽车等新能源汽车被认为是最实用、最有前途的解决方案之一。
混合动力汽车是一种良好的过渡方案。在混合动力汽车中电机既要满足启动时提供转矩并带动发动机到达怠速，启动后进入发电状态为汽车提供电能。因此作为机械能电能转换的核心启动/发电机系统的性能十分重要。永磁同步电机因其结构简单、效率高、功率密度高等优点被用作混合动力的启动/发电机。但是以往的永磁启动/发电机转子铁心损耗、永磁体涡流损耗较大，弱磁阔速效果不理想，高转速带来的高次谐波也会产生损耗与噪声。由于磁场总是通过磁阻最小的路径，磁力线会先通过隔磁桥在转子内部形成回路，所以在转子内部形成的磁力线回路越多，磁能浪费越大，电机功率密度也会随之降低。因此最大限度降低损耗，提高电机性能，提升点击功率密度，对于混合动力汽车启动发电系统有着极高的工程价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于混合动力汽车永磁启动/发电机系统的双V行电机转子结构，有效提高转子铁心强度，增大电机弱磁扩速能力，降低转子铁心损耗与永磁体涡流损耗，提高电机效率，提升电机功率密度，使得电机可靠稳定的运行。本发明提供的两层V形永磁体选用的永磁体尺寸与材质完全相同，减少了零件数量，使得电机制作过程更为经济。本发明转子的永磁体槽的隔磁槽形状进行了重新设计，减轻了转子质量，降低了转子损耗，使得电机高效运行。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于混合动力汽车的永磁启动/发电机双V形转子，其包含环形的转子铁心，多个磁极沿着圆周方向排布在铁心内部，每个磁极下设有两层V形永磁体槽，它们平行排布构成双V形，其中第一层V形永磁体槽沿着圆周方向间隔位于靠近转子铁心表面，每个磁极下的所述第二层V形永磁体槽与第一层平行，并且沿圆周方向位于所述第一层永磁体槽的两侧；所述第一层永磁体槽内固定有第一层永磁体，所述第二层永磁体槽内固定有第二层永磁体，所述永磁体为径向充磁。
优选地，所述第一层永磁体与第二层永磁体的宽度、厚度与材质相同，均为相同长方体形状的永磁体。
优选地，永磁体为高剩磁稀土永磁材料。
优选地，所述第一层永磁体与第二层永磁体的V形排布角度为30°～45°。
优选地，所述第一层永磁体槽在转子铁心内设有第一隔磁槽，第一层永磁体槽与永磁体之间留有空隙，所述第二层永磁体槽在转子铁心内设有第二隔磁槽，第二层永磁体与永磁体之间留有空隙。
优选地，所述第一层V形永磁体槽在连接段有加强筋。
综上，本发明的有益效果为，与传统电机转子相比，所述混合动力汽车永磁启动/发电机双V形转子结构增大了电机直轴电感，提升了电机弱磁扩速能；由于加强筋的设置，提高了电机转子铁心结构强度；转子内部隔磁槽的空间变大，减轻了电机转子重量，提高电机功率密度；第一层V形永磁体与第二层V形永磁体的尺寸与材质完全相同，降低了工艺难度，提高了电机制作的经济性，降低转子铁心损耗与永磁体涡流损耗，使得电机高效运行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方案对本发明作进一步详细描述：
图1为本发明应用于混合动力汽车永磁启动/发电机的双V形转子结构示意图；
图2为本发明双V形转子隔磁槽示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。
实施例1，如图1所示。一种适用于混合动力汽车永磁启动/发电机的双V形转子结构包括铁芯1，多个磁极沿圆周方向排布于所述转子铁心1内部，每个磁极下都有第一层V形永磁体槽2与第二层V形永磁体槽3，所述第一层V形永磁体槽2靠近转子表面，所述第二层V形永磁体3槽设于所述第一层永磁体槽 2的两侧，两层V形永磁体槽2，3关于永磁体槽中轴线对称，所述第一层永磁体槽内放置第一层永磁体4 并用树脂粘结，所述第二层永磁体槽3内放置第二层永磁体5并用树脂粘结，所述永磁体为径向充磁。
所述第一层永磁体4与第二层永磁体5为细长的长方体，所述永磁体为高剩磁稀土材料，所述第一层永磁体4与第二层永磁体5尺寸与材质完全相同。
如图2所示，所述第一层永磁体4与中轴线的夹角θ1为0<θ1<45°,所述第二层永磁体5与中轴线的夹角θ2与θ1相同，本文实例以37.5度为实例，经测试，此时电机直轴电感偏大，弱磁能力较好，第一层永磁体4与第二层永磁体5同时向转子铁心1内侧或外侧。
如图1和图2所示，所述第一层V形永磁体槽2在靠近转子铁心外表面的一侧槽的两端设有第一隔磁槽6，所述第一层永磁体4与隔磁槽6留有空隙，所述第二层V形永磁体槽3在靠近转子内表面的一侧的槽的两端设有第二隔磁槽7，所述第一层永磁体5与隔磁槽7留有空隙，所述第一层V形永磁体槽的连接端部又加强筋8，永磁体与槽之间留有空隙可以降低漏磁，提高效率。
其中，加强筋可以提高转子结构强度。
所述双V形电机转子位于转轴9上并且位于电机定子10，电机定子与转子之间留有气隙。
综上，本适用于混合动力汽车的双V形电机转子结构共有两层永磁体，两层永磁体V形排列，有效提高了电机的弱磁能力，增大了电机的磁阻转矩，降低了电机转子铁心损耗与永磁体涡流损耗，通过在槽间增加加强筋的方法增强了电机的结构强度，使得电机更适合电机高速可靠运行。两组永磁体完全相同，降低了电机制作工艺，也使得制造过程更具经济性。隔磁槽型的合理设置减少了谐波含量，改善了气隙磁密的波形，同时减轻了电机质量，使得电机效率提升，从而在电机高速运转时降低电机温升，避免永磁体过热，有效延长了电机寿命。
Claims (6)
1.一种用于混合动力汽车的永磁启动/发电机双V形转子，其包含环形的转子铁心，多个磁极沿着圆周方向排布在铁心内部，每个磁极下设有两层V形永磁体槽，它们平行排布构成双V形，其中第一层V形永磁体槽沿着圆周方向间隔位于靠近转子铁心表面，每个磁极下的所述第二层V形永磁体槽与第一层平行，并且沿圆周方向位于所述第一层永磁体槽的两侧；所述第一层永磁体槽内固定有第一层永磁体，所述第二层永磁体槽内固定有第二层永磁体。所述永磁体为径向充磁。
2.根据权利要求1所述的永磁启动/发电机双V形转子，其特征在于，所述第一层永磁体与第二层永磁体的宽度、厚度与材质相同，均为相同长方体形状的永磁体。
3.根据权利要求1所述的永磁启动/发电机双V形转子，其特征在于，永磁体为高剩磁稀土永磁材料。
4.根据权利要求1所述的永磁启动/发电机双V形转子，其特征在于，所述第一层永磁体与第二层永磁体的V形排布角度为30°～45°。
5.根据权利要求1所述的永磁启动/发电机双V形转子，其特征在于，所述第一层永磁体槽在转子铁心内设有第一隔磁槽，第一层永磁体槽与永磁体之间留有空隙，所述第二层永磁体槽在转子铁心内设有第二隔磁槽，第二层永磁体与永磁体之间留有空隙。
6.根据权利要求1所述的永磁启动/发电机双V形转子，其特征在于，所述第一层V形永磁体槽在连接段有加强筋。
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