CN201717758U - 一种永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机 - Google Patents

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梁泊山
卢友文
陈伯雄
胡永锋
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Ningde times Motor Technology Co., Ltd.
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Abstract

本实用新型涉及一种永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机，属于车用电动机。本实用新型将电机转子为多极式旋转磁极式结构，转子上的转子铁心固定在与轴联接的铝合金的转子座上，转子座用钢套与轴热套和键联接；电机定子槽形为半开口等齿距的槽，定子铁心为斜槽；电机外壳水冷却的水路为均匀水道；将旋转变压器固定在电机内部定子线圈端部的下面，旋转变压器的引出线在后部。由于采用永磁同步伺服电机系统，电机转子采用稀土永磁磁钢的材料制造，转子为多极式结构确保低速大扭矩。电机外壳采用水冷却系统，确保电机在使用环境恶劣的条件下而电机温度低。同时通过旋转变压器可精确无级调整永磁驱动电机的转速，可使永磁驱动电机恒功率运行。

Description

一种永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机
技术领域
本实用新型涉及车用电动机，具体的说是用于混合动力客车上的一种新型的永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机。
背景技术
混合动力电动汽车是指使用电动机和传统内燃机联合驱动的汽车，按动力耦合方式的不同可以分为串联式混合动力、并联式混合动力和混联式混合动力。混合动力汽车是一种纯内燃机汽车和纯电动汽车的折衷、集成的方案，它有两套动力系统，由驱动控制系统进行协调工作。混合动力汽车的优点是：被集成各部的技术成熟、可靠；与纯内燃机汽车相比，节油、减排效果显著；较之纯电动汽车和燃料电池汽车，其成本较低；另外，与普通内燃机相比，其成本增加值可在产品使用周期内通过节约的燃料中回收，不需增加充电站等配套设施。
目前混合动力汽车的驱动电机大多为异步电动机。虽然异步电动机制造简单工艺性好，但体积大、重量重、效率低、能量回收率低、温度高、故障率高。
因此解决混合动力汽车的驱动电机所要求的：低速大转矩、超强过载能力、转矩波动小、功率密度高、容量大和使用环境恶劣而又要求电机温度低、整体体积小、重量轻等几大技术难题。要求：电机运行可靠性高，输出波形为纯正弦波，使用寿命长，制造成本低等特点。因此，如何解决上述问题已成为当务之急。
发明内容
为了克服现有混合动力汽车的缺陷，本实用新型的目的是要提供一种低速大转矩、超强过载能力、转矩波动小、转子转动惯量小、输出波形为纯正弦波、功率密度高、容量大和使用环境恶劣而又要求电机温度低、整体体积小、重量轻、电机运行可靠性高、使用寿命长、制造成本低等特点的一种新型的永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机，其特征是：电机转子为多极式旋转磁极式结构，转子上的转子铁心固定在与轴连接的转子座上；所述的转子其铁心用铝合金的转子座，转子座用钢套与轴热套和键联接；电机定子槽形为半开口等齿距的槽，定子铁心为斜槽；电机外壳水冷却的水路为均匀水道；将旋转变压器固定在电机内部定子线圈端部的下面，旋转变压器的引出线在后部。
所述的多极式旋转磁极式结构为16极
所述的电机转子采用稀土永磁磁钢的材料制造。
所述的定子铁心采用高导磁低损耗的冷轧硅钢片材料。
所述的定子槽数有24槽。
所述的定子的电枢绕组采用分数槽、集中式绕组，每个齿上绕一个线圈。
所述的外壳水冷却水道有4道或绕有4圈，且为单向互通型水道。
所述的旋转变压器的支架为绝缘材料。
本实用新型的电机转子为多极式旋转磁极式结构，因此转子转动惯量小；用铝合金的转子座做支撑，转子座又用钢套与轴热套和键联接，保证转子重量轻，钢性、机械强度又高。使永磁电机能产生低速大转矩、超强过载能力、转矩波动小、转动惯量小、制动和加速时间短，电机重量轻、电机运行可靠性高、使用寿命长、制造成本低。
电机外壳水冷却的水路设计成均匀水道，水流顺畅，阻力小，散热快。
将旋转变压器固定在电机内部，有利于旋转变压器的防护。电机后部振动小，对旋转变压器的运行更有利。旋转变压器的引出线在后部，有利于出线。旋转变压器在定子线圈端部的下面，合理应用了电机内部空间，使电机的有效长度更加缩短。更重要的旋转变压器的支架为绝缘材料制成，可有效抑制电磁辐射干扰。
本实用新型的有益效果是：由于本实用新型的永磁混合动力汽车驱动发电两用机，采用永磁同步伺服电机系统，电机转子采用稀土永磁磁钢的材料制造，转子为多极式结构确保低速大扭矩。电机外壳采用水冷却系统，确保电机在使用环境恶劣的条件下而电机温度低。定子槽形和绕组设计：结合低漏磁极弧设计，电机的反电势为正弦波形。同时采取定子斜槽、绕组短矩措施和分数槽绕组设计并调整气隙尺寸，能使驱动电机反电势波形畸变率小于2.5％。同时电机采用中频电磁技术，转子设计成多极式旋转磁极式结构，电机的能量输出密度高，可使电机在发出同容量的功率时电机体积减小，重量显著减轻，在一定的转速范围内，使永磁驱动电机的输出频率可在0～400Hz之间均匀可调，通过旋转变压器可精确无级调整永磁驱动电机的转速，可使永磁驱动电机在0-2500RPM内恒转矩运行，在2500-4000RPM可恒功率运行。同时采用中频电磁技术，转子设计成多极式旋转磁极式结构，在一定的转速范围内，使永磁驱动电机的输出频率可在0～400Hz之间均匀可调，通过旋转变压器可精确无级调整永磁驱动电机的转速，可使永磁驱动电机在0-2000RPM内恒转矩运行，在2000-4000RPM可恒功率运行。
定子电枢绕组采用分数槽、集中式绕组，每个齿上绕一个线圈，打破传统的分布绕组型式，优点是绕组端部最短，绕组的漆包线最省，方使绕线和嵌线，易于实现机械化自动嵌线。
附图说明
以下结合附图及实施例对本实用新型进行进一步的描述。
图1为稀土永磁混合动力汽车驱动发电两用机结构图。
图2为图1左视图。
图3转子冲片。
图4为图3局部放大图。
图5为转子铝座。
图6为图5左视图。
图7为转子结构图。
图8为稀土永磁混合动力汽车驱动发电两用机定子及绕组接线图。
图9为图8局部放大图。
图10为定子绕组分布线图。
图11为图1中的水冷机座图。
图12为图1中的旋转变压器装配图。
图中：1.水冷机座，2.定子，3.转子，4.定子线圈，5.转子铝座，6.旋转变压器，7.尾部星点，8.头部引线集结处，9.热电偶引出线，10.单向互通水道，11.进出水螺套，12.旋转变压器绝缘支架，13.旋转变压器定子，14.旋转变压器转子。
图8中绕组接线由7.尾部星点，8.头部引线集结处，9.热电偶引出线等组成。
图11水冷机座中设有10.单向互通水道，11.进出水螺套。
图12旋转变压器中设有12.旋转变压器绝缘支架，13.旋转变压器定子，14.旋转变压器转子。
具体实施方式
本实施例分为以下三种方式，请参阅各视图：
一、转子3为多极式旋转磁极式结构
转子3冲片设计成多极式，为16极。转子冲片内径大，成中空结构，用铝合金的转子座作为支撑。转子铝座5又用钢套与轴热套和键联接，保证转子重量轻，钢性、机械强度又高。使永磁电机能产生低速大转矩、超强过载能力、转矩波动小、转子转动惯量小、制动和加速时间短，电机重量轻、电机运行可靠性高、使用寿命长、制造成本低。
二、定子2的铁心槽形和绕组设计
1、电机定子槽形设计成半开口槽，等齿距设计。
2、定子槽数设计成少槽，槽数为24槽(一般电机为48，60，72等)。每极每相为1/2槽，节距为1，绕组设计成：跨距为1的分数槽绕组。
3、定子2的铁心设计成斜槽。主要特点：磁路合理，齿诣波含量小，转矩脉动小，反电动势纯正弦波形、功率密度高、容量大，整体体积小、重量轻，电机运行平稳，电机运行可靠性高。
三、电机外壳采用水冷却系统；
电机外壳水冷却的水路设计成均匀水道，水流顺畅，阻力小，散热快。从而保证电机在功率密度高、容量大和使用环境恶劣情况下，电机温度低，电机运行可靠性高，使用寿命长。
四、采用旋转变压器6作为速度和位置检测信号的反馈
将旋转变压器固定在电机内部，且在后部，可以提高防护等级，有利于旋转变压器的防护，后部电机振动小，对旋转变压器的运行更有利。旋转变压器的引出线在后部，有利于出线。旋转变压器在定子线圈端部的下面，合理应用了电机内部空间，使电机的有效长度更加缩短。更重要的旋转变压器的支架为绝缘材料制成，可有效抑制电磁辐射干扰，确保采样信号灵敏和准确。

Claims (5)

1.一种永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机，其特征是：
电机转子为多极式旋转磁极式结构，转子上的转子铁心固定在与轴连接的转子座上；所述的转子其转子铁心用铝合金的转子座，转子座用钢套与轴热套和键联接；
电机定子槽形为半开口等齿距的槽，定子铁心为斜槽；
电机外壳水冷却的水路为均匀水道；
将旋转变压器固定在电机内部定子线圈端部的下面，旋转变压器的引出线在后部。
2.根据权利要求1所述的一种永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机，其特征是：所述的多极式旋转磁极式结构为16极。
3.根据权利要求1所述的一种永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机，其特征是：所述的定子槽数有24槽。
4.根据权利要求1所述的一种永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机，其特征是：所述的定子的电枢绕组采用分数槽、集中式绕组，每个齿上绕一个线圈。
5.根据权利要求1所述的一种永磁混合动力汽车驱动发电两用电动机，其特征是：所述的外壳水冷却水道有4道或绕有4圈，且为单向互通型水道。 
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C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
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Assignee: Fujian Yanan Motor Co., Ltd.

Assignor: Fujian Fu'an Mindong Yanan Electrical Machine Co., Ltd.

Contract record no.: 2012350000020

Denomination of utility model: Dual-purpose motor driven by permanent magnet hybrid electric vehicle to generate electricity

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