CN114567099A - 电动汽车用内嵌组合式永磁与凸极电磁混合励磁驱动电机 - Google Patents

电动汽车用内嵌组合式永磁与凸极电磁混合励磁驱动电机 Download PDF

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许明俊
颜世龙
张学义
胡文静
史立伟
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Abstract

本发明提供一种电动汽车用内嵌组合式永磁与凸极电磁混合励磁驱动电机，属于电动汽车电机电器技术领域。第一矩形永磁钢和第二矩形永磁钢分别内嵌在第一矩形槽和第二矩形槽内，瓦片形永磁钢内嵌在圆弧形槽内，第一矩形永磁钢的内端设置凸圆弧形隔磁气隙，能够有效减少永磁钢端部漏磁，永磁转子铁芯每极磁通由第一矩形永磁钢、第二矩形永磁钢和瓦片形永磁钢共同提供，聚磁作用显著，功率密度大，第二矩形永磁钢和瓦片形永磁钢可以增大磁极中心的磁场强度，避免气隙磁密曲线波峰凹陷，正弦性增强，提升电机性能。

Description

电动汽车用内嵌组合式永磁与凸极电磁混合励磁驱动电机
技术领域
本发明提供一种电动汽车用内嵌组合式永磁与凸极电磁混合励磁驱动电机，属于电动汽车电机电器技术领域。
背景技术
目前电动汽车驱动电机采用的永磁转子大多采用纯切向与纯径向的结构，气隙磁场由单一的切向永磁钢或径向永磁钢提供，磁极中心聚磁能力差且磁场强度低，气隙磁密曲线正弦性较差，永磁钢两端漏磁严重，影响电机的性能，因此发明一种充分利用转子内部空间，主磁通由切向永磁钢和径向永磁钢共同提供，磁极中心磁场强度高，功率密度高的驱动电机是很有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种能克服上述缺陷，永磁转子磁极为组合式磁极，每极磁通由多片永磁钢共同提供，聚磁作用显著，采用凸圆弧形隔磁气隙减少永磁钢端部漏磁，设置第二矩形永磁钢和瓦片形永磁钢提高磁极中心磁场强度，避免气隙磁密曲线波峰凹陷，电磁转子为凸极结构的电动汽车用内嵌组合式永磁与凸极电磁混合励磁驱动电机，其技术内容为：
电动汽车用内嵌组合式永磁与凸极电磁混合励磁驱动电机，由前端盖、后端盖、永磁转子、凸极电磁转子、定子、转轴组成，其特征在于：永磁转子为切向磁场与双径向磁场组合式永磁转子；
永磁转子为切向磁场与双径向磁场组合式永磁转子由第一矩形永磁钢、第二矩形永磁钢、瓦片形永磁钢、永磁转子铁芯、凸圆弧形隔磁气隙、第一圆弧形隔磁气隙、第二圆弧形隔磁气隙、矩形槽、转轴组成，永磁转子铁芯上均布有偶数个沿永磁转子铁芯直径方向的第一矩形永磁钢，第一矩形永磁钢内端设有凸圆弧形隔磁气隙，凸圆弧形隔磁气隙与第一矩形永磁钢通过矩形槽连通，矩形槽宽度小于第一矩形永磁钢的宽度，相邻凸圆弧形隔磁气隙之间有1.5mm的不连通距离；
第一矩形永磁钢外端设有第一圆弧形隔磁气隙，第一圆弧形隔磁气隙的直径大于第一矩形永磁钢的宽度，第一圆弧形隔磁气隙的拱高为1mm，第一圆弧形隔磁气隙与永磁转子铁芯外圆不连通且不连通部分尺寸为1.5mm；
每相邻两个第一矩形永磁钢中间靠近永磁转子铁芯外圆设有两个呈倒“八”字形的第二矩形永磁钢，第二矩形永磁钢外侧设有第二圆弧形隔磁气隙，第二圆弧形隔磁气隙的直径大于第二矩形永磁钢的宽度，第二圆弧形隔磁气隙拱高为0.6mm，第二圆弧形隔磁气隙与永磁转子铁芯外圆不连通且不连通部分的尺寸为1.5mm，相邻两个第一矩形永磁钢内端之间有1.5mm的不连通距离；
两个第二矩形永磁钢中间设有瓦片形永磁钢，两个第二矩形永磁钢的对称线经过瓦片形永磁钢的圆心，瓦片形永磁钢与永磁转子铁芯外圆不连通，不连通部分的尺寸为1.5mm；
相邻两个第一矩形永磁钢内侧极性均为N极，同一磁极内组成倒“八”字形结构的两个第二矩形永磁钢内侧均为N极，同一磁极内瓦片形永磁钢的内侧为N极，组成永磁转子的N极磁极，则相邻磁极的两个第一矩形永磁钢内侧均为S极，两个第二矩形永磁钢的内侧均为S极，瓦片形永磁钢的内侧为S极，组成永磁转子的S极磁极，以此类推，形成N极、S极间隔排列的永磁转子为切向磁场与双径向磁场组合式永磁转子。
工作原理：当永磁驱动电机通入由三相逆变器经脉宽调制的三相交流电后，驱动电机定子产生一个空间旋转磁场，它与转子永磁钢所产生的磁场相互作用，转子产生与定子绕组旋转磁场方向一致的旋转转矩，使驱动电机永磁转子转动，进而驱动电动汽车运行。
本发明与现有技术相比，永磁转子铁芯每极磁通由第一矩形永磁钢、第二矩形永磁钢和瓦片形永磁钢共同提供，聚磁作用显著，功率密度大，第二矩形永磁钢和瓦片形永磁钢可以增大磁极中心的磁场强度，避免因转子磁极中心磁场较弱而出现气隙磁密曲线波峰凹陷，提升电机性能，第一矩形永磁钢内端的凸圆弧形隔磁气隙可以有效减少漏磁面积，加长漏磁的路径，减少永磁钢端部的漏磁。
附图说明
图1是本发明实施例的混合励磁驱动电机结构示意图；
图2是图1所示实施例的永磁转子剖面图。
图中：1、第一矩形永磁钢 2、第二矩形永磁钢 3、瓦片形永磁钢 4、凸圆弧形隔磁气隙 5、第一圆弧形隔磁气隙 6、第二圆弧形隔磁气隙 7、永磁转子铁芯 8、转轴 9、凸极转子铁芯 10、励磁绕组 11、前端盖 12、后端盖 13、定子 14、矩形槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
电动汽车用内嵌组合式永磁与凸极电磁混合励磁驱动电机，由前端盖11、后端盖12、永磁转子、凸极电磁转子、定子13、转轴8组成，其特征在于：永磁转子为切向磁场与双径向磁场组合式永磁转子；
永磁转子为切向磁场与双径向磁场组合式永磁转子由第一矩形永磁钢1、第二矩形永磁钢2、瓦片形永磁钢3、永磁转子铁芯7、凸圆弧形隔磁气隙4、第一圆弧形隔磁气隙5、第二圆弧形隔磁气隙6、矩形槽14、转轴8组成，永磁转子铁芯7上均布有偶数个沿永磁转子铁芯7直径方向的第一矩形永磁钢1，第一矩形永磁钢1内端设有凸圆弧形隔磁气隙4，凸圆弧形隔磁气隙4与第一矩形永磁钢1通过矩形槽14连通，矩形槽14宽度小于第一矩形永磁钢1的宽度，相邻凸圆弧形隔磁气隙4之间有1.5mm的不连通距离；
第一矩形永磁钢1外端设有第一圆弧形隔磁气隙5，第一圆弧形隔磁气隙5的直径大于第一矩形永磁钢1的宽度，第一圆弧形隔磁气隙5的拱高为1mm，第一圆弧形隔磁气隙5与永磁转子铁芯7外圆不连通且不连通部分尺寸为1.5mm；
每相邻两个第一矩形永磁钢1中间靠近永磁转子铁芯7外圆设有两个呈倒“八”字形的第二矩形永磁钢2，第二矩形永磁钢2外侧设有第二圆弧形隔磁气隙6，第二圆弧形隔磁气隙6的直径大于第二矩形永磁钢2的宽度，第二圆弧形隔磁气隙6拱高为0.6mm，第二圆弧形隔磁气隙6与永磁转子铁芯7外圆不连通且不连通部分的尺寸为1.5mm，相邻两个第一矩形永磁钢1内端之间有1.5mm的不连通距离；
两个第二矩形永磁钢2中间设有瓦片形永磁钢3，两个第二矩形永磁钢2的对称线经过瓦片形永磁钢3的圆心，瓦片形永磁钢3与永磁转子铁芯7外圆不连通，不连通部分的尺寸为1.5mm；
相邻两个第一矩形永磁钢1内侧极性均为N极，同一磁极内组成倒“八”字形结构的两个第二矩形永磁钢2内侧均为N极，同一磁极内瓦片形永磁钢3的内侧为N极，组成永磁转子的N极磁极，则相邻磁极的两个第一矩形永磁钢1内侧均为S极，两个第二矩形永磁钢2的内侧均为S极，瓦片形永磁钢3的内侧为S极，组成永磁转子的S极磁极，以此类推，形成N极、S极间隔排列的永磁转子为切向磁场与双径向磁场组合式永磁转子。

Claims (1)

1.电动汽车用内嵌组合式永磁与凸极电磁混合励磁驱动电机，由前端盖（11）、后端盖（12）、永磁转子、凸极电磁转子、定子（13）、转轴（8）组成，其特征在于：永磁转子为切向磁场与双径向磁场组合式永磁转子；
永磁转子为切向磁场与双径向磁场组合式永磁转子由第一矩形永磁钢（1）、第二矩形永磁钢（2）、瓦片形永磁钢（3）、永磁转子铁芯（7）、凸圆弧形隔磁气隙（4）、第一圆弧形隔磁气隙（5）、第二圆弧形隔磁气隙（6）、矩形槽（14）、转轴（8）组成，永磁转子铁芯（7）上均布有偶数个沿永磁转子铁芯（7）直径方向的第一矩形永磁钢（1），第一矩形永磁钢（1）内端设有凸圆弧形隔磁气隙（4），凸圆弧形隔磁气隙（4）与第一矩形永磁钢（1）通过矩形槽（14）连通，矩形槽（14）宽度小于第一矩形永磁钢（1）的宽度，相邻凸圆弧形隔磁气隙（4）之间有1.5mm的不连通距离；
第一矩形永磁钢（1）外端设有第一圆弧形隔磁气隙（5），第一圆弧形隔磁气隙（5）的直径大于第一矩形永磁钢（1）的宽度，第一圆弧形隔磁气隙（5）的拱高为1mm，第一圆弧形隔磁气隙（5）与永磁转子铁芯（7）外圆不连通且不连通部分尺寸为1.5mm；
每相邻两个第一矩形永磁钢（1）中间靠近永磁转子铁芯（7）外圆设有两个呈倒“八”字形的第二矩形永磁钢（2），第二矩形永磁钢（2）外侧设有第二圆弧形隔磁气隙（6），第二圆弧形隔磁气隙（6）的直径大于第二矩形永磁钢（2）的宽度，第二圆弧形隔磁气隙（6）拱高为0.6mm，第二圆弧形隔磁气隙（6）与永磁转子铁芯（7）外圆不连通且不连通部分的尺寸为1.5mm，相邻两个第一矩形永磁钢（1）内端之间有1.5mm的不连通距离；
两个第二矩形永磁钢（2）中间设有瓦片形永磁钢（3），两个第二矩形永磁钢（2）的对称线经过瓦片形永磁钢（3）的圆心，瓦片形永磁钢（3）与永磁转子铁芯（7）外圆不连通，不连通部分的尺寸为1.5mm；
相邻两个第一矩形永磁钢（1）内侧极性均为N极，同一磁极内组成倒“八”字形结构的两个第二矩形永磁钢（2）内侧均为N极，同一磁极内瓦片形永磁钢（3）的内侧为N极，组成永磁转子的N极磁极，则相邻磁极的两个第一矩形永磁钢（1）内侧均为S极，两个第二矩形永磁钢（2）的内侧均为S极，瓦片形永磁钢（3）的内侧为S极，组成永磁转子的S极磁极，以此类推，形成N极、S极间隔排列的永磁转子为切向磁场与双径向磁场组合式永磁转子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN116581911A (zh) * 2023-05-30 2023-08-11 淮阴工学院 一种内置式永磁同步电机的转子结构
CN116742853A (zh) * 2023-06-21 2023-09-12 山东理工大学 新能源汽车用聚磁式组合磁极混合励磁驱动电机

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