CN217769644U - 一种电机转子及驱动电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电机转子及驱动电机，包括多个结构相同的磁极，磁极包括第一段和第二段，第一段分布有第一谐波槽和第二谐波槽，第二段分布有第三谐波槽和第四谐波槽，第一谐波槽与第三谐波槽位于磁极的轴向中心面的同一侧且与，第二谐波槽与第四谐波槽位于磁极的轴向中心面的同一侧；第一谐波槽与第四谐波槽相对于电机转子的中心轴的极角均等于θ1，第二谐波槽与第三谐波槽相对于电机转子的中心轴的极角均等于θ2。本实用新型通过对谐波槽极角的设计，可以使两段转子转矩波动通过相位相互抵消来降低整体转矩波动，因此，实现了无需通过牺牲隔磁桥强度的方式来降低转矩波动。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源汽车领域，特别涉及一种电机转子及驱动电机。
背景技术
驱动电机是新能源汽车最主要的噪声来源之一，其中，转矩波动是驱动电机低速段噪声的主要激励来源。转矩波动不仅能激发驱动电机和总成产生共振，还能引起切向振动；驱动电机和总成的产生的共振直接辐射出噪声，成为噪声的主要来源之一；切向振动通过结构传递路径传入车内，很大程度上影响司乘人员乘坐的舒适性。
目前，在冲片整体设计完成的情况下，将低转矩波动的方法主要是通过在转子表面设计谐波槽、设计转子斜极或设计定子斜槽。对于通过设计转子斜极及定子斜槽的方法，该方法在削弱谐波磁场的同时，也降低了基波磁场，从而引起驱动电机的功率和转矩的降低；对于在转子表面设计谐波槽的方式能够实现在基本不影响激波磁场的前提下，降低谐波磁场，进而减少谐波磁场产生的转矩波动；谐波槽一般沿电机转子的轴向开设于电机转子的表面，每个磁极开设两个谐波槽，该两个谐波槽相对于磁极的轴向中心面对称分布，且形状相同；当谐波的幅值较大时，一般通过加深和/或加宽谐波槽的方式才能有效削弱谐波，但该方式对隔磁桥的强度会产生很大的影响，尤其是在高速电机领域，更需要考虑加深和/或加宽谐波槽对隔磁桥强度的影响。因此，如何在不影响隔磁桥强度的情况下设计谐波槽以减小转矩波动，成为本领域需要解决的技术问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种电机转子，其谐波槽的开设能减小转矩波动且对隔磁桥的强度不产生影响。
为解决上述技术问题，本实用新型提供的电机转子，包括多个结构相同的磁极，所述磁极沿所述电机转子轴向依次分布有第一段和第二段；
所述第一段的外表面沿所述电机转子轴向分布有第一谐波槽和第二谐波槽，所述第一谐波槽与所述第二谐波槽分布于所述磁极的轴向中心面两侧；
所述第二段的外表面沿所述电机转子轴向分布有第三谐波槽和第四谐波槽，所述第三谐波槽与所述第四谐波槽分布于所述磁极的轴向中心面两侧；
所述第一谐波槽与所述第三谐波槽位于所述磁极的轴向中心面的同一侧，所述第二谐波槽与所述第四谐波槽位于所述磁极的轴向中心面的同一侧；
所述第一谐波槽与所述第四谐波槽相对于所述电机转子的中心轴的极角均等于θ1，所述第二谐波槽与所述第三谐波槽相对于所述电机转子的中心轴的极角均等于θ2。
优选地，所述电机转子的磁极数为8，所述θ1和θ2的取值范围均为0-22.5°。
优选地，所述第一段沿轴向的长度等于所述第二段沿轴向的长度。
优选地，所述第一谐波槽与所述第四谐波槽形状相同，所述第二谐波槽与所述第三谐波槽形状相同。
优选地，所述第一谐波槽、所述第二谐波槽、所述第三谐波槽以及所述第四谐波槽均为圆弧槽。
优选地，所述第一谐波槽、所述第二谐波槽、所述第三谐波槽以及所述第四谐波槽均为三角槽。
优选地，所述第一谐波槽、所述第二谐波槽、所述第三谐波槽以及所述第四谐波槽均为梯形槽。
优选地，所述电机转子包括磁钢槽和永磁体。
为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种驱动电机，该驱动电机包括前述电机转子。
本实用新型通过对谐波槽极角的设计，可以使两段转子转矩波动通过相位相互抵消来降低整体转矩波动，因此，实现了无需通过牺牲隔磁桥强度的方式来降低转矩波动。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对本实用新型所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的电机转子一实施例的磁极的结构示意图；
图2是本实用新型的电机转子一实施例的第一段和第二段截面图；
图3是本实用新型的电机转子一实施例中θ1和θ2不同选值对齿谐波转矩波动的影响；
图中，1-第一段；2-第二段；3-轴向中心面；4-磁钢槽；11-第一谐波槽；12-第二谐波槽；21-第三谐波槽；22-第四谐波槽。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参考图1和图2，示出了本实用新型的一种电机转子，包括多个结构相同的磁极，所述磁极沿所述电机转子轴向依次分布有第一段和第二段；
所述第一段的外表面沿所述电机转子轴向分布有第一谐波槽和第二谐波槽，所述第一谐波槽与所述第二谐波槽分布于所述磁极的轴向中心面两侧；
所述第二段的外表面沿所述电机转子轴向分布有第三谐波槽和第四谐波槽，所述第三谐波槽与所述第四谐波槽分布于所述磁极的轴向中心面两侧；
所述第一谐波槽与所述第三谐波槽位于所述磁极的轴向中心面的同一侧，所述第二谐波槽与所述第四谐波槽位于所述磁极的轴向中心面的同一侧；
所述第一谐波槽与所述第四谐波槽相对于所述电机转子的中心轴的极角均等于θ1，所述第二谐波槽与所述第三谐波槽相对于所述电机转子的中心轴的极角均等于θ2。
本实用新型实施例中，同一磁极的表面上，对于开设于不同段的谐波槽，相当于反对称设计，即，开设于第一段的第一谐波槽的极角与开设于第二段的第四谐波槽的极角均为θ1，开设于第一段的第二谐波槽和开设于第二段的第三谐波槽的极角均为θ2，这种反对称设计使的第一段和第二段的转矩波动产生相位差，当第一段和第二段的相位差越接近180°，两者的转矩波动之间的抵消效果越好，当第一段和第二段的相位差达到180°时，转矩波动抵消效果最好，而θ1和θ2对第一段和第二段的转矩波动相位差的影响最大，但θ1和θ2对隔磁桥强度没有影响，因此，通过选择合适的θ1和θ2就能在不影响隔磁桥强度的情况下，减小转矩波动。需要说明的是，θ1和θ2的取值范围与转子所含的磁极数有关，当转子有8个磁极时，取值范围为0-22.5°。
该实施例中，削弱转矩波动中的齿谐波为例，提供几种不同的θ1与θ2选择对相位差的影响，详见表1。
表1θ1和θ2的选值对第一段齿谐波相位与第二段齿谐波相位的影响
从表1中可以看出，θ1和θ2选值不同时，第一段和第二段的齿谐波相位差不同，两者相位差越接近180°，齿谐波的抵消效果越好，对应的θ1和θ2选值也越好。图3给出了第一段的齿谐波相位是θ1等于13°、第二段的齿谐波相位θ2等于15°时的相位，图3中也给出了两者的相位抵消后形成第一段和第二段齿谐波相位抵消后形的相位，作为对比，图3中还列出了θ1与θ2均为13°时的改进前相位；该进前后，齿谐波转矩波动峰峰值从1.6Nm降低到了0.3Nm，降低了81％。
本实用新型的技术效果在于，并非通过降低单段转子产生的转矩波动实现整体转矩波动的降低，而是通过对谐波槽极角的设计，实现两段转子转矩波动通过相位相互抵消来降低整体转矩波动，因此，无需通过加深和/或加宽谐波槽即可实现转矩波动的降低，即，无需通过牺牲隔磁桥强度的方式来降低转矩波动。
需要说明的是，本实用新型中，除可通过设计θ1和θ2实现第一段和第一段转矩波动的相位抵消外，还可以通过设计第一段和第二段的长度、谐波槽的跨距和深度等因素实现第一段和第一段转矩波动的相位抵消，从而降低转子整体的转矩波动，降低噪声，但θ1和θ2对抵消的影响最明显。
在一种具体的实施方式中，所述第一段沿轴向的长度等于所述第二段沿轴向的长度。
在一种具体的实施方式中，所述第一谐波槽与所述第四谐波槽形状相同，所述第二谐波槽与所述第三谐波槽形状相同。优选地，所述第一谐波槽、所述第二谐波槽、所述第三谐波槽以及所述第四谐波槽可以是圆弧槽或三角槽或梯形槽中的一种。
在一种具体的实施方式中，所述电机转子包括磁钢槽和永磁体。
本实用新型还提供了一种驱动电机，该驱动电机采用前述实施例中的电机转子。由于该驱动电机采用了前述实施例中的电机转子，因此，该驱动电机至少具备前述实施例的所有有益效果。
综上所述，本实用新型通过对谐波槽极角的设计，可以使两段转子转矩波动通过相位相互抵消来降低整体转矩波动，因此，实现了无需通过牺牲隔磁桥强度的方式来降低转矩波动。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。
Claims (9)
1.一种电机转子，包括多个结构相同的磁极，其特征在于，所述磁极沿所述电机转子轴向依次分布有第一段和第二段；
所述第一段的外表面沿所述电机转子轴向分布有第一谐波槽和第二谐波槽，所述第一谐波槽与所述第二谐波槽分布于所述磁极的轴向中心面两侧；
所述第二段的外表面沿所述电机转子轴向分布有第三谐波槽和第四谐波槽，所述第三谐波槽与所述第四谐波槽分布于所述磁极的轴向中心面两侧；
所述第一谐波槽与所述第三谐波槽位于所述磁极的轴向中心面的同一侧，所述第二谐波槽与所述第四谐波槽位于所述磁极的轴向中心面的同一侧；
所述第一谐波槽与所述第四谐波槽相对于所述电机转子的中心轴的极角均等于θ1，所述第二谐波槽与所述第三谐波槽相对于所述电机转子的中心轴的极角均等于θ2。
2.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述电机转子的磁极数为8，所述θ1和θ2的取值范围均为0-22.5°。
3.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一段沿轴向的长度等于所述第二段沿轴向的长度。
4.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一谐波槽与所述第四谐波槽形状相同，所述第二谐波槽与所述第三谐波槽形状相同。
5.如权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述第一谐波槽、所述第二谐波槽、所述第三谐波槽以及所述第四谐波槽均为圆弧槽。
6.如权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述第一谐波槽、所述第二谐波槽、所述第三谐波槽以及所述第四谐波槽均为三角槽。
7.如权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述第一谐波槽、所述第二谐波槽、所述第三谐波槽以及所述第四谐波槽均为梯形槽。
8.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述电机转子包括磁钢槽和永磁体。
9.一种包括权利要求1至8任一项所述电机转子的驱动电机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221352734.2U CN217769644U (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种电机转子及驱动电机 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202221352734.2U CN217769644U (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种电机转子及驱动电机 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN217769644U true CN217769644U (zh) | 2022-11-08 |
Family
ID=83889213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202221352734.2U Active CN217769644U (zh) | 2022-05-31 | 2022-05-31 | 一种电机转子及驱动电机 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN217769644U (zh) |
-
2022
- 2022-05-31 CN CN202221352734.2U patent/CN217769644U/zh active Active
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