CN206992831U - 混合式永磁同步电机转子结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种混合式永磁同步电机转子结构，所述V型内埋式永磁体为四个，四个V型内埋式永磁体设置在转子主体内且各个V型内埋式永磁体的中心线过转子主体圆心均分转子主体，相邻两个V型内埋式永磁体的中心线之间形成中心线夹角，所述表贴式永磁体为四个，四个表贴式永磁体分别固定在相邻两个V型内埋式永磁体之间的转子主体外圆周面，所述每个表贴式永磁体的中心线与其对应的中心线夹角的角平分线之间的偏移角度θ1为2°～4°，所述每个表贴式永磁体的一侧均开设有空气磁障，每个空气磁障的开口角度θ2为2°～4°。将表贴式永磁体和内埋式永磁体混合设置，从而实现电机平均机械转矩的最大化；另外设置空气磁障，能够有效降低转矩脉动。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种同步电机转子结构，具体是一种混合式永磁同步电机转子结构。
背景技术
由于对能源危机和环境污染日益增加的关切，电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)已经广泛研究。作为电动汽车和混合动力汽车的关键技术之一，电动机的设计及其工作性能非常重要。鉴于此，各公司已经提出了多种不同类型的电动机，其中永磁电机由于高转矩密度、高功率密度和高效率而受到高度关注。
一般来说，永磁同步电机可分为表贴式永磁电机和内埋式永磁电机。表贴式永磁电机具有更高的永磁转矩密度，因为它们的转子中的永磁体更接近气隙，磁漏更低。然而，由于表贴式永磁电机是隐极式结构，因此几乎不存在磁阻转矩，电机整体转矩输出能力较低。而内埋式永磁电机具有高扭矩密度和高效率以及扩展速度范围宽等优点，但是凸极率高的同时带来了高转矩脉动的缺点。在多种内埋式永磁电机中，V型内埋式永磁电机具有比平板型更高的凸极率和更少的永磁体用量，更适用于高速应用。
现有技术中提出了一种新型的V型电机，在两个相邻极点之间增加空气磁障，其中最大永磁转矩的当前相位角被调整为与最大磁阻转矩相同。虽然这是提高平均转矩的一种方法，但应注意的是，由于相邻磁极之间存在较大的空气磁障，导致了这种内埋式永磁电机的永磁转矩以及磁阻转矩相对来说依然较低，同时此类电机具有明显的磁阻电机的特性，所以转矩脉动也相对较大。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种混合式永磁同步电机转子结构，将表贴式永磁体和内埋式永磁体混合设置，从而实现电机平均机械转矩的最大化；另外对表贴式永磁体的一侧进行空气磁障的设置，能够有效降低转矩脉动。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：该种混合式永磁同步电机转子结构，包括转子主体、V型内埋式永磁体和表贴式永磁体，所述V型内埋式永磁体为四个，四个V型内埋式永磁体设置在转子主体内且各个V型内埋式永磁体的中心线过转子主体圆心均分转子主体，相邻两个V型内埋式永磁体的中心线之间形成中心线夹角，所述表贴式永磁体为四个，四个表贴式永磁体分别固定在相邻两个V型内埋式永磁体之间的转子主体外圆周面，所述每个表贴式永磁体的中心线与其对应的中心线夹角的角平分线之间的偏移角度θ1为2°～4°，所述每个表贴式永磁体的一侧均开设有空气磁障，每个空气磁障的开口角度θ2为2°～4°。
优选的，所述偏移角度θ1为3°。
优选的，所述开口角度θ2为3°。
与现有技术相比，本实用新型采用转子主体、V型内埋式永磁体和表贴式永磁体相结合方式，通过V型内埋式永磁体和表贴式永磁体的混合设置，并且表贴式永磁体具有一定的偏移角度，从而实现电机平均机械转矩的最大化。另外对表贴式永磁体的一侧进行空气磁障的设置，能够有效降低转矩脉动，进而降低了电机的制造困难程度以及成本。
附图说明
图1是本实用新型装配后的横截面示意图；
图2是本实用新型中表贴式永磁体偏移角度θ1和空气磁障开放角度θ2示意图；
图3是本实用新型中不同偏移角度θ1对应的转矩曲线图；
图4是本实用新型中不同开口角度θ2的转矩脉动变化图。
图中：1、转子主体，2、V型内埋式永磁体，3、表贴式永磁体，4、空气磁障。
具体实施方式
下面将对本实用新型作进一步说明。
如图1和图2所示，本实用新型包括转子主体1、V型内埋式永磁体2和表贴式永磁体3，所述V型内埋式永磁体2为四个，四个V型内埋式永磁体2设置在转子主体1内且各个V型内埋式永磁体2的中心线过转子主体1圆心均分转子主体1，相邻两个V型内埋式永磁体2的中心线之间形成中心线夹角，所述表贴式永磁体3为四个，四个表贴式永磁体3分别固定在相邻两个V型内埋式永磁体2之间的转子主体1外圆周面，所述每个表贴式永磁体3的中心线与其对应的中心线夹角的角平分线之间的偏移角度θ1为2°～4°，所述每个表贴式永磁体3的一侧均开设有空气磁障4，每个空气磁障4的开口角度θ2为2°～4°。
最优偏移角度θ1的确定：
将本实用新型中表贴式永磁体3的偏移角度θ1从-4°～4°变化过程中依次进行转矩值测量，结果如图3所示，从图中可知当偏移角度θ1变化时，转矩值随着变化，具体变化为偏移角度θ1从-4°增加到3°，总体趋势的最大平均扭矩增加，并且是非线性的变化；然而，当偏移角度θ1从3°变化到4°时，最大平均扭矩显著降低。因此最优偏移角度θ1选择为3°。
最优开口角度θ2的确定：
将本实用新型中空气磁障4的开口角度θ2从0°～5°变化过程中依次进行转矩脉动的测量，结果如图4所示，从图中可知当开口角度θ2从0°变化到3°时，转矩脉动逐渐减小；当开口角度θ2从3°变化到5°时，转矩脉动逐渐增加；考虑到平均转矩和转矩波动之间的折中，因此最优开口角度θ2选择为3°。
采用本实用新型转子的永磁电机，其不仅使电机的平均机械转矩最大化，而且能够有效降低转矩脉动，进而降低了电机的制造困难程度以及成本。
Claims (3)
1.一种混合式永磁同步电机转子结构，其特征在于，包括转子主体(1)、V型内埋式永磁体(2)和表贴式永磁体(3)，所述V型内埋式永磁体(2)为四个，四个V型内埋式永磁体(2)设置在转子主体(1)内且各个V型内埋式永磁体(2)的中心线过转子主体(1)圆心均分转子主体(1)，相邻两个V型内埋式永磁体(2)的中心线之间形成中心线夹角，所述表贴式永磁体(3)为四个，四个表贴式永磁体(3)分别固定在相邻两个V型内埋式永磁体(2)之间的转子主体(1)外圆周面，所述每个表贴式永磁体(3)的中心线与其对应的中心线夹角的角平分线之间的偏移角度θ1为2°～4°，所述每个表贴式永磁体(3)的一侧均开设有空气磁障(4)，每个空气磁障(4)的开口角度θ2为2°～4°。
2.根据权利要求1所述的混合式永磁同步电机转子结构，其特征在于，所述偏移角度θ1为3°。
3.根据权利要求1所述的混合式永磁同步电机转子结构，其特征在于，所述开口角度θ2为3°。
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|---|---|---|---|---|
| CN110212665A (zh) * | 2019-05-08 | 2019-09-06 | 江苏大学 | 一种混合式转子连续极永磁同步电机及降低其转矩脉动的方法 |
| DE102020104659A1 (de) | 2020-02-21 | 2021-08-26 | Feaam Gmbh | Elektrische Maschine und Verfahren zum Betreiben der elektrischen Maschine |
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