CN116914964B - 轮毂电机及其永磁体结构 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种永磁体结构,包括多个永磁体单元,多个永磁体单元沿一圆周依次排列以形成至少一个永磁体阵列环,每个永磁体单元包括第一高磁能积永磁体、第二高磁能积永磁体以及抗退磁永磁体,第一高磁能积永磁体沿圆周方向的两侧分别设置有抗退磁永磁体,每个抗退磁永磁体远离第一高磁能积永磁体的一侧设置有第二高磁能积永磁体,第一高磁能积永磁体沿圆周方向的弧线长度大于抗退磁永磁体沿圆周方向的弧线长度。使用抗退磁永磁体填充易发生退磁的区域,以增强整个永磁体单元的抗退磁能力,同时,由于抗退磁永磁体使用量不大,即对磁能积影响较小。
Description
技术领域
本申请涉及新能源汽车技术领域,特别是涉及轮毂电机及其永磁体结构。
背景技术
轮毂电机按励磁方式不同可分为电励磁电机与永磁体励磁电机。为了降低励磁绕组质量与损耗,永磁同步电机已逐渐成为主流轮毂电机类型。现阶段轮毂电机使用的永磁体主要是烧结钕铁硼永磁体(Nd-Fe-B)、粘结钕铁硼永磁体(Nd-Fe-B)、钐铁氮永磁体(Sm-Fe-N)、钐钴永磁体(Sm-Co)等。烧结钕铁硼永磁体具有磁能积高、剩余磁场强度大特点。结钕铁硼永磁体由永磁体粉末粘接而成,易于制成形状复杂的永磁体材料。而轮毂电机对其永磁体设计要求主要体现在机械安装强度、抗退磁能力与磁场强度三个方面。
相关技术遍采用增加永磁体用量的过冗余设计方法设计永磁体,造成了材料浪费。为了进一步提高永磁体材料性能,目前主流方案是在永磁体制造过程中加入特定添加剂形成混合永磁体,但是这种方法往往以严重损失某一项性能为代价提升永磁体的另一单项性能,例如通过严重减少永磁体的磁场强度以增腔永磁体的抗退磁能力。
发明内容
基于此,有必要针对现有的永磁体以严重损失某一项性能为代价提升永磁体的另一单项性能问题,提供一种轮毂电机及其永磁体结构。
一种永磁体结构,用于设置在转子背铁上,所述永磁体结构包括多个永磁体单元,多个所述永磁体单元沿一圆周依次排列以形成至少一个永磁体阵列环,每个所述永磁体单元包括第一高磁能积永磁体、第二高磁能积永磁体以及抗退磁永磁体,所述第一高磁能积永磁体沿所述圆周方向的两侧分别设置有所述抗退磁永磁体,每个所述抗退磁永磁体远离所述第一高磁能积永磁体的一侧设置有所述第二高磁能积永磁体,所述第一高磁能积永磁体沿所述圆周方向的弧线长度大于所述抗退磁永磁体沿所述圆周方向的弧线长度。
在其中一个实施例中,所述抗退磁永磁体包括沿所述圆周方向的依次设置的第一抗退磁永磁体和第二抗退磁永磁体,所述第一抗退磁永磁体位于所述第二抗退磁永磁体靠近所述第一高磁能积永磁体的一侧;
所述第一高磁能积永磁体和所述第一抗退磁永磁体的充磁方向沿所述圆周的径向,所述第二高磁能积永磁体和所述第二抗退磁永磁体的充磁方向沿所述圆周方向;或者,所述第一高磁能积永磁体和所述第一抗退磁永磁体的充磁方向沿所述圆周方向,所述第二高磁能积永磁体和所述第二抗退磁永磁体的充磁方向沿所述圆周的径向。
在其中一个实施例中,所述抗退磁永磁体靠近所述转子背铁的一侧表面积大于等于所述抗退磁永磁体沿所述圆周的径向任意位置的横截面积。
在其中一个实施例中,所述抗退磁永磁体靠近所述第一高磁能积永磁体的一侧内凹陷以形成第一凹陷部,所述第一高磁能积永磁体靠近所述抗退磁永磁体的一侧向外凸起以形成第一凸起部,所述第一凹陷部与所述第一凸起部相配合。
在其中一个实施例中,所述抗退磁永磁体靠近所述第二高磁能积永磁体的一侧内凹陷以形成第二凹陷部,所述第二高磁能积永磁体靠近所述抗退磁永磁体的一侧向外凸起以形成第二凸起部,所述第二凹陷部与所述第二凸起部相配合。
在其中一个实施例中,所述永磁体单元靠近所述转子背铁的一侧为与所述转子背铁的弧度相适应的圆弧形结构,所述永磁体单元沿所述圆周的径向的尺寸从所述永磁体单元的中部向两侧依次递减,所述中部指所述永磁体单元沿所述圆周方向的中部。
在其中一个实施例中,所述第二高磁能积永磁体远离所述抗退磁永磁体的一侧为弧形结构。
在其中一个实施例中,第一高磁能积永磁体和第二高磁能积永磁体均为钕铁硼永磁体,所述抗退磁永磁体为钐铁氮永磁体或钐钴永磁体。
在其中一个实施例中,所述永磁体阵列环的数量为两个,两个所述永磁体阵列环按照分段斜极的方式布置。
一种轮毂电机,包括转子背铁、定子背铁、定子绕组以及上述的永磁体结构,所述转子背铁为环形结构,所述永磁体结构采用表贴的方式粘贴在所述转子背铁的内环,所述定子背铁同轴且间隔设置在转子背铁的内环,定子绕组设置在所述定子背铁上。
在其中一个实施例中,所述转子背铁的内环开设有容纳槽,所述永磁体结构固定在所述容纳槽内。
在其中一个实施例中,所述轮毂电机还包括紧固件,所述容纳槽沿轴向方向的一个侧壁与所述容纳槽的槽底通过所述紧固件连接,所述紧固件用于将所述永磁体结构紧固于所述容纳槽。
上述永磁体结构,每个永磁体单元包括第一高磁能积永磁体、第二高磁能积永磁体以及抗退磁永磁体,即通过对永磁体单元进行分段设置,使用抗退磁永磁体填充易发生退磁的区域,以增强整个永磁体单元的抗退磁能力。同时由于第一高磁能积永磁体沿圆周方向的弧线长度大于抗退磁永磁体沿圆周方向的弧线长度,即抗退磁永磁体使用量不大,虽然抗退磁永磁体磁能积较低,但是对轮毂电机转矩输出能力降低作用不大;而从抗退磁性能而言,由于抗退磁永磁体的布置位置特殊,因此可以显著提高永磁体的抗退磁性能。
附图说明
图1为一实施例中轮毂电机的部分结构示意图。
图2为图1中的轮毂电机沿轴向的横截面结构示意图。
图3为图2中A处的放大结构示意图。
图4为一实施例中永磁体结构的结构示意图。
图5为一实施例中永磁体单元的结构示意图。
图6为一实施例中永磁体单元的横截面结构示意图。
图7为图6中C处的放大结构示意图。
图8为图1中的轮毂电机沿周向的横截面结构示意图。
图9为一实施例中本申请的轮毂电机与现有技术中的轮毂电机抗退磁能力的对比图。
附图标记:10、永磁体结构;11、永磁体阵列环;20、转子背铁;21、容纳槽;22、侧壁;23、槽底;24、紧固件;30、定子背铁;40、定子绕组;
100、永磁体单元;110、第一高磁能积永磁体;111、第一凸起部;120、第二高磁能积永磁体;121、第二凸起部;140、抗退磁永磁体;141、第一抗退磁永磁体;142、第二抗退磁永磁体;143、第一凹陷部;144、第二凹陷部。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等,这些术语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申请和简化描述,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申请的限制。
此外,若有出现这些术语“第一”、“第二”,这些术语仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,若有出现术语“多个”,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等,这些术语应做广义理解。例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述,其含义可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在,本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
新能源汽车对轮毂电机要求包括高转矩密度、耐久性好、可靠性高。进而希望轮毂电机的永磁体具有剩余磁场强度高、抗退磁能力强、机械强度高的优势,但是永磁体性能难以同时满足多项要求。
若追求轮毂电机剩余磁场强度,增大高磁能积永磁体的用量,易导致定转子齿部饱和严重,电机永磁体成本过高。即使设计过程中考虑到了以上因素,对永磁体的形状进行了设计,当轮毂电机持续运行时,电机内部温度最高可达到200℃时,由于高磁能积永磁体居里温度为320℃至380℃,此时高磁能积永磁体易出现显著不可逆的热退磁现象,显著降低轮毂电机转矩输出能力,恶化轮毂电机耐久性能。若追求轮毂电机的抗退磁能力,可以使用居里温度高达476℃以上的抗退磁永磁体,但是抗退磁永磁体磁能积低、容易导致剩余磁场强度不足,电机峰值转矩不高。
参阅图1-图5,本申请一实施例提供的永磁体结构10,用于设置在转子背铁20上,永磁体结构10包括多个永磁体单元100,多个永磁体单元100沿一圆周依次排列以形成至少一个永磁体阵列环11,每个永磁体单元100包括第一高磁能积永磁体110、第二高磁能积永磁体120以及抗退磁永磁体140,第一高磁能积永磁体110沿圆周方向的两侧分别设置有抗退磁永磁体140,每个抗退磁永磁体140远离第一高磁能积永磁体110的一侧设置有第二高磁能积永磁体120,第一高磁能积永磁体110沿圆周方向的弧线长度大于抗退磁永磁体140沿圆周方向的弧线长度。
本发明的发明人经过长期研究及大量试验发现:轮毂电机在正转时,易退磁区域位于永磁体单元100沿圆周方向靠近一侧的内部,轮毂电机在反转时,易退磁区域位于永磁体单元100沿圆周方向靠近另一侧的内部。
在本实施例中,每个永磁体单元100包括第一高磁能积永磁体110、第二高磁能积永磁体120以及抗退磁永磁体140,即通过对永磁体单元100进行分段设置,使用抗退磁永磁体140填充易发生退磁的区域,以增强整个永磁体单元100的抗退磁能力。同时由于第一高磁能积永磁体110沿圆周方向的弧线长度大于抗退磁永磁体140沿圆周方向的弧线长度,即抗退磁永磁体140使用量不大,即对磁能积影响较小,进而对轮毂电机转矩输出能力影响较小。综上,本申请的永磁体单元100在减少对磁能积影响的情况下,还能显著提高永磁体的抗退磁性能。
在一些实施例中,参阅图6和图7,抗退磁永磁体140包括沿圆周方向的依次设置的第一抗退磁永磁体141和第二抗退磁永磁体142,第一抗退磁永磁体141位于第二抗退磁永磁体142靠近第一高磁能积永磁体110的一侧。第一高磁能积永磁体110和第一抗退磁永磁体141的充磁方向沿圆周的径向,第二高磁能积永磁体120和第二抗退磁永磁体142的充磁方向沿圆周方向;或者,第一高磁能积永磁体110和第一抗退磁永磁体141的充磁方向沿圆周方向,第二高磁能积永磁体120和第二抗退磁永磁体142的充磁方向沿圆周的径向。
在其中一个实施例中,第一高磁能积永磁体110和第一抗退磁永磁体141的充磁方向沿圆周的径向,第二高磁能积永磁体120和第二抗退磁永磁体142的充磁方向沿圆周方向。即将不同充磁方向的永磁体按照上述规律排列,以使得多个永磁体单元100按照海尔贝克阵列的方式排列,以在永磁体靠近定子(定子间隔设置在永磁体的内侧)的一侧汇聚磁力线,以增强磁场强度。
第一抗退磁永磁体141与第二抗退磁永磁体142相互靠近的侧壁的具体形状以及位置根据海尔贝克阵列的中对于磁体的要求设定。
在另外一个实施例中,还可以是第一高磁能积永磁体110和第一抗退磁永磁体141的充磁方向沿圆周方向,第二高磁能积永磁体120和第二抗退磁永磁体142的充磁方向沿圆周的径向。同样,多个永磁体单元100按照海尔贝克阵列的方式排列,用于增强靠近定子侧的磁场强度。
在一些实施例中,参阅图3和图5,抗退磁永磁体140靠近转子背铁20的一侧表面积大于等于抗退磁永磁体140沿圆周的径向任意位置的横截面积。
在本实施例中,多个永磁体单元100沿圆周的周向依次粘贴在转子背铁20上。为了尽可能减小使用抗退磁永磁体140对磁能积的影响,抗退磁永磁体140仅设置在易退磁区域,而易退磁区域,沿圆周的周向弧度较小,导致抗退磁永磁体140沿圆周的周向弧度较小。通过增加抗退磁永磁体140靠近转子背铁20的一侧表面积,进而增大抗退磁永磁体140与转子背铁20的粘贴面积,增强永磁铁的机械安装强度。
进一步的,参阅图6,抗退磁永磁体140靠近第一高磁能积永磁体110的一侧向内凹陷以形成第一凹陷部143,第一高磁能积永磁体110靠近抗退磁永磁体140的一侧向外凸起以形成第一凸起部111,第一凹陷部143与第一凸起部111相配合。即通过第一凸起部111以增大第一高磁能积永磁体110的面积,进而增加磁能积,通过第一凹陷部143的设置,同时还能使得抗退磁永磁体140与转子背铁20有较大的粘贴面积的情况下。
再进一步的,抗退磁永磁体140靠近第二高磁能积永磁体120的一侧内凹陷以形成第二凹陷部144,第二高磁能积永磁体120靠近抗退磁永磁体140的一侧向外凸起以形成第二凸起部121,第二凹陷部144与第二凸起部121相配合。
即抗退磁永磁体140沿圆周轴向的横截面为中间向内凹陷的鼓型结构,在保持永磁体机械安装强度的情况下,尽可能多的增加高磁能积永磁体的面积,进而提高磁能积。
在另外一些实施例中,抗退磁永磁体140的形状还可以是梯形结构、三角形结结构或者其他不规则结构。梯形结构、三角形结结构以及其他不规则结构沿圆周的轴向长度较大的表面用于粘贴至转子背铁20上。
在一些实施例中,参阅图7,永磁体单元100靠近转子背铁20的一侧为与转子背铁20的弧度相适应的圆弧形结构,永磁体单元100沿圆周的径向的尺寸从永磁体单元100的中部向两侧依次递减,中部指永磁体单元100沿圆周方向的中部。
在本实施例中,永磁体单元100的一侧需要与转子背铁20粘贴,因此永磁体单元100靠近转子背铁20一侧的尺寸与子背铁20的圆周相适应,另外一侧与定子间隔设置。因此,可通过增大永磁体单元100靠近定子一侧的尺寸,从而使得永磁体单元100沿圆周的径向的尺寸从永磁体结构10的中部向两侧依次递减。通过永磁体沿圆周的径向的尺寸从中部向两侧依次递减,以形成中间凸两侧凹的形状,优化气隙磁密正弦性,降级高次谐波对电机振动噪声的负面影响。
在一些实施例中,第二高磁能积永磁体120远离抗退磁永磁体140的一侧为弧形结构,进一步优化气隙磁密正弦性,降级高次谐波对电机振动噪声的负面影响。
在一些实施例中,第一高磁能积永磁体110和第二高磁能积永磁体120均为钕铁硼永磁体,抗退磁永磁体140为钐铁氮永磁体或钐钴永磁体。钕铁硼永磁体用于增强永磁体单元100的磁能积与剩余磁场强度,钐铁氮永磁体、钐钴永磁体用于提高永磁体单元100的热稳定性及抗退磁能力。
在一些实施例中,永磁体阵列环11的数量为两个,两个永磁体阵列环11按照分段斜极的方式布置,用于削弱齿槽波、改善电机齿槽转矩和转矩脉动。
参阅图1,本申请一实施例还提供了一种轮毂电机,包括转子背铁20、定子背铁30、定子绕组40以及永磁体结构10,转子背铁20为环形结构,永磁体结构10粘贴在转子背铁20的内环,定子背铁30同轴且间隔设置在转子背铁20的内环,定子绕组40设置在定子背铁30上。
在本实施例中,其中每个永磁体单元100的第一高磁能积永磁体110、第二高磁能积永磁体120以及抗退磁永磁体140分别粘贴在转子背铁20上。永磁体结构10在提高轮毂电机的抗退磁能力的同时,还能保证轮毂电机的剩余磁场强度以及机械安装强度。
在一些实施例中,参阅图8,转子背铁20的内环开设有容纳槽21,永磁体结构10固定在容纳槽21内。容纳槽21用于进一步固定永磁体结构10,以进一步提高永磁体结构10机械安装强度。
进一步的,轮毂电机还包括紧固件24,容纳槽21沿轴向方向的一个侧壁22与容纳槽21的槽底23通过紧固件24连接,紧固件24用于将永磁体结构10紧固于容纳槽21。
具体的,紧固件24可以是螺栓,拧紧螺栓时,上述侧壁22向容纳槽21靠近,从而缩小容纳槽21的面积,进而起到紧固永磁体结构10的作用。
在另外一些实施例中,还可以是每个永磁体单元100的第一高磁能积永磁体110、第二高磁能积永磁体120以及抗退磁永磁体140相互粘贴为一体,转子背铁20上设置有多个沿圆周的周向依次排布的安装槽,永磁体单元100设置在对应的安装内,以实现对永磁体单元100的固定。
具体参见图9,CMP代表本申请中的永磁体结构10,N48代表现有技术上中的永磁体结构。在0.006秒至0.012秒对电机施加了不同温度的温度场,通过仿真对比可以发现,当温度为120℃时,通过本申请的永磁体结构10制造的轮毂电机几乎不受退磁现象的影响,轮毂电机的转矩输出能力前后变化不大;而通过现有技术中的永磁体制造的轮毂电机略受退磁现象的影响,电机转矩输出能力稍有降低。当永磁体温度超过120℃后,通过本申请的永磁体结构10制造的轮毂电机的受退磁现象的影响小,而通过现有技术中的永磁体制造的轮毂电机受退磁现象的影响较大。即本申请的轮毂电机的耐热性能好,输出转矩大,可以防止永磁体出现大面积退磁,从而提高电机工作温度、耐久性与可靠性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种永磁体结构,其特征在于,用于设置在转子背铁上,所述永磁体结构包括多个永磁体单元,多个所述永磁体单元沿一圆周依次排列以形成至少一个永磁体阵列环,每个所述永磁体单元包括第一高磁能积永磁体、第二高磁能积永磁体以及抗退磁永磁体,所述第一高磁能积永磁体沿所述圆周方向的两侧分别设置有所述抗退磁永磁体,每个所述抗退磁永磁体远离所述第一高磁能积永磁体的一侧设置有所述第二高磁能积永磁体,所述抗退磁永磁体包括沿所述圆周方向的依次设置的第一抗退磁永磁体和第二抗退磁永磁体,所述第一抗退磁永磁体位于所述第二抗退磁永磁体靠近所述第一高磁能积永磁体的一侧;所述第一高磁能积永磁体和所述第一抗退磁永磁体的充磁方向沿所述圆周的径向,所述第二高磁能积永磁体和所述第二抗退磁永磁体的充磁方向沿所述圆周方向;或者,所述第一高磁能积永磁体和所述第一抗退磁永磁体的充磁方向沿所述圆周方向,所述第二高磁能积永磁体和所述第二抗退磁永磁体的充磁方向沿所述圆周的径向。
2.根据权利要求1所述的永磁体结构,其特征在于,所述第一高磁能积永磁体沿所述圆周方向的弧线长度大于所述抗退磁永磁体沿所述圆周方向的弧线长度,所述第二高磁能积永磁体远离所述抗退磁永磁体的一侧为弧形结构。
3.根据权利要求1所述的永磁体结构,其特征在于,所述抗退磁永磁体靠近所述转子背铁的一侧表面积大于等于所述抗退磁永磁体沿所述圆周的径向任意位置的横截面积。
4.根据权利要求3所述的永磁体结构,其特征在于,所述抗退磁永磁体靠近所述第一高磁能积永磁体的一侧内凹陷以形成第一凹陷部,所述第一高磁能积永磁体靠近所述抗退磁永磁体的一侧向外凸起以形成第一凸起部,所述第一凹陷部与所述第一凸起部相配合。
5.根据权利要求3所述的永磁体结构,其特征在于,所述抗退磁永磁体靠近所述第二高磁能积永磁体的一侧内凹陷以形成第二凹陷部,所述第二高磁能积永磁体靠近所述抗退磁永磁体的一侧向外凸起以形成第二凸起部,所述第二凹陷部与所述第二凸起部相配合。
6.根据权利要求1所述的永磁体结构,其特征在于,所述永磁体单元靠近所述转子背铁的一侧为与所述转子背铁的弧度相适应的圆弧形结构,所述永磁体单元沿所述圆周的径向的尺寸从所述永磁体单元的中部向两侧依次递减,所述中部指所述永磁体单元沿所述圆周方向的中部。
7.根据权利要求1所述的永磁体结构,其特征在于,第一高磁能积永磁体和第二高磁能积永磁体均为钕铁硼永磁体,所述抗退磁永磁体为钐铁氮永磁体或钐钴永磁体。
8.根据权利要求1所述的永磁体结构,其特征在于,所述永磁体阵列环的数量为两个,两个所述永磁体阵列环按照分段斜极的方式布置。
9.一种轮毂电机,其特征在于,包括转子背铁、定子背铁、定子绕组以及权利要求1-8任意一项所述的永磁体结构,所述转子背铁为环形结构,所述永磁体结构采用表贴的方式粘贴在所述转子背铁的内环,所述定子背铁同轴且间隔设置在转子背铁的内环,定子绕组设置在所述定子背铁上。
10.根据权利要求9所述的轮毂电机,其特征在于,所述转子背铁的内环开设有容纳槽,所述永磁体结构固定在所述容纳槽内。
11.根据权利要求10所述的轮毂电机,其特征在于,所述轮毂电机还包括紧固件,所述容纳槽沿轴向方向的一个侧壁与所述容纳槽的槽底通过所述紧固件连接,所述紧固件用于将所述永磁体结构紧固于所述容纳槽。
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Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010004673A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Toshiba Corp | 永久磁石式回転電機 |
JP2012235645A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石式回転電機 |
DE202015101778U1 (de) * | 2014-08-21 | 2015-04-23 | Jiangxi Gongbu Machinery Co., Ltd. | Außenläufermotor |
CN108382220A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-08-10 | 清华大学 | 一种电动车用行进间无线充电磁耦合器 |
CN112751435A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-04 | 哈尔滨宇龙自动化有限公司 | 一种外转子轮毂电机的磁集成式偏心磁极结构 |
CN112821618A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-05-18 | 包头长安永磁电机有限公司 | 一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构 |
CN213602453U (zh) * | 2020-11-05 | 2021-07-02 | 杭州洲钜电子科技有限公司 | 基于组合磁极的表贴-内置式无轴承永磁同步电机 |
CN113794406A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-12-14 | 清华大学 | 基于励磁系统的电机转子位置确定方法和装置 |
CN114123581A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 |
CN216390619U (zh) * | 2021-10-14 | 2022-04-26 | 包头长安永磁电机有限公司 | 一种基于磁极分块的双三相永磁同步电机 |
DE102022201651A1 (de) * | 2021-12-21 | 2023-06-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Rotor, Nabenmotor und Verfahren zur Herstellung des Rotors |
WO2023123657A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 淮安威灵电机制造有限公司 | 电机的转子和电机 |
-
2023
- 2023-07-13 CN CN202310859547.6A patent/CN116914964B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010004673A (ja) * | 2008-06-20 | 2010-01-07 | Toshiba Corp | 永久磁石式回転電機 |
JP2012235645A (ja) * | 2011-05-06 | 2012-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 永久磁石式回転電機 |
DE202015101778U1 (de) * | 2014-08-21 | 2015-04-23 | Jiangxi Gongbu Machinery Co., Ltd. | Außenläufermotor |
CN108382220A (zh) * | 2018-01-26 | 2018-08-10 | 清华大学 | 一种电动车用行进间无线充电磁耦合器 |
CN213602453U (zh) * | 2020-11-05 | 2021-07-02 | 杭州洲钜电子科技有限公司 | 基于组合磁极的表贴-内置式无轴承永磁同步电机 |
CN112751435A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-04 | 哈尔滨宇龙自动化有限公司 | 一种外转子轮毂电机的磁集成式偏心磁极结构 |
CN112821618A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-05-18 | 包头长安永磁电机有限公司 | 一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构 |
CN113794406A (zh) * | 2021-07-26 | 2021-12-14 | 清华大学 | 基于励磁系统的电机转子位置确定方法和装置 |
CN216390619U (zh) * | 2021-10-14 | 2022-04-26 | 包头长安永磁电机有限公司 | 一种基于磁极分块的双三相永磁同步电机 |
CN114123581A (zh) * | 2021-11-16 | 2022-03-01 | 珠海格力电器股份有限公司 | 自起动永磁辅助同步磁阻电机转子和电机 |
DE102022201651A1 (de) * | 2021-12-21 | 2023-06-22 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Rotor, Nabenmotor und Verfahren zur Herstellung des Rotors |
WO2023123657A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 淮安威灵电机制造有限公司 | 电机的转子和电机 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
电动汽车用可变磁通外转子轮毂直驱永磁电机研究;刘建林;冯垚径;李芳;刘波;冯洲;;中南大学学报(自然科学版)(10) * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116914964A (zh) | 2023-10-20 |
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