新能源汽車用非對稱型永磁電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機技術(shù)，特別是涉及一種新能源汽車用非對稱型永磁電機的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，永磁機電產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期很快，對為其配套的電機提出高效率、低噪音、低價格、寬調(diào)速和智能化的要求。永磁驅(qū)動電機由“直流無刷向永磁同步”發(fā)展；由“表面安裝式永磁轉(zhuǎn)子向內(nèi)置式永磁轉(zhuǎn)子”發(fā)展；由“單一電動機功能向起動、發(fā)電一體化(ISG)功能”發(fā)展趨勢。因此，電機設(shè)計必須更新觀念:I)最佳的電機設(shè)計原則，不能滿足于達到最佳性能，而應(yīng)該是最佳性能價格比，最佳性能體積比；2)電機設(shè)計還應(yīng)從整體綜合指標(biāo)考慮，應(yīng)使控制系統(tǒng)的簡化，得益于優(yōu)良的電機性能。如果要使BLM綜合功能提高與優(yōu)化，以傳統(tǒng)的電機設(shè)計方法已沒有多少“油水”可擠了，必須尋找新途徑。
[0003]齒槽力矩也稱磁阻力矩是自動化場合、機電一體化場合的調(diào)速系統(tǒng)中致命缺陷。世界各國電機行業(yè)和科研單位均在進行研究，力圖降低電機力矩波動，如采用分?jǐn)?shù)槽法、輔助槽法、輔助齒法、斜槽法、斜極法、閉口槽法和磁化槽楔法等，各有利弊，但總是難以有效消除齒槽效應(yīng)。斜槽或斜極是最常用減小力矩波動的方法，但斜槽斜極法對方波電機氣隙磁感應(yīng)強度平頂寬度有影響，同時定子斜槽會影響導(dǎo)體的占槽面積，使銅耗增加，兩者均降低出力，并是使電機的工藝和結(jié)構(gòu)復(fù)雜。高精度調(diào)速系統(tǒng)對齒槽力矩波動要求很嚴(yán)格，因為在調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電機力矩的頻率與定子或轉(zhuǎn)子的機械共振頻率一致時，齒槽力矩產(chǎn)生的振動和噪音被顯著放大，同時也影響低速性能和定位精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能降低齒槽引起的力矩波動，從而能降低機械振動、噪音的新能源汽車用非對稱型永磁電機。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所提供的一種新能源汽車用非對稱型永磁電機，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子上設(shè)有多個永磁單元，所述永磁單元包括永磁槽，及嵌置在永磁槽內(nèi)的磁鋼，其特征在于:轉(zhuǎn)子的磁極軸線將永磁單元分為左右兩半，且永磁單元的左半部與右半部結(jié)構(gòu)相異。
[0006]進一步的，所述永磁槽由三個槽段組成，其中的一個槽段為中部槽段，另兩個槽段為側(cè)部槽段，兩個側(cè)部槽段分置于中部槽段的左右兩側(cè)，轉(zhuǎn)子的磁極軸線穿過中部槽段的中心，所述磁鋼嵌置在中部槽段內(nèi)，并且有Rl〈LI且R2〈L2;
其中，Rl為軸線Xl與轉(zhuǎn)子的磁極軸線之間的夾角，R2為軸線X2與轉(zhuǎn)子的磁極軸線之間的夾角，LI為軸線Yl與轉(zhuǎn)子的磁極軸線之間的夾角，L2為軸線Y2與轉(zhuǎn)子的磁極軸線之間的夾角；
其中，軸線Xl、X2、Y1、Y2均為轉(zhuǎn)子的徑向軸線，并且軸線Xl經(jīng)過永磁槽的右側(cè)部槽段外端左沿，軸線Χ2經(jīng)過永磁槽的右側(cè)部槽段外端右沿，軸線Yl經(jīng)過永磁槽的左側(cè)部槽段外端右沿，軸線Υ2經(jīng)過永磁槽的左側(cè)部槽段外端左沿。[0007 ]進一步的，所述永磁槽由三個槽段組成，其中的一個槽段為中部槽段，另兩個槽段為側(cè)部槽段，兩個側(cè)部槽段分置于中部槽段的左右兩側(cè)，轉(zhuǎn)子的磁極軸線穿過中部槽段的中心，所述磁鋼嵌置在中部槽段內(nèi)，并且右側(cè)部槽段的外端的寬度大于左側(cè)部槽段的外端的寬度。
[0008]進一步的，所述永磁槽中，右側(cè)部槽段的外端向左凸出，且該凸出部與磁鋼之間的夾角的為55°?60°。
[0009]進一步的，所述永磁單元中，永磁槽內(nèi)嵌置的磁鋼有兩個，并且該兩個磁鋼寬度相異，并且該兩個磁鋼分置于轉(zhuǎn)子的磁極軸線的左右兩側(cè)，并且有bl>b2，bl為左磁鋼的寬度，b2為右磁鋼的寬度。
[0010]進一步的，所述永磁單元具有兩個永磁槽，并且該兩個永磁槽內(nèi)均嵌置有磁鋼，并且該兩個永磁槽沿轉(zhuǎn)子的徑向從內(nèi)至外間隔布設(shè)，并且轉(zhuǎn)子的磁極軸線將外側(cè)的永磁槽及外側(cè)的磁鋼對稱的分為左右兩半；
所述永磁單元中，內(nèi)側(cè)的永磁槽由三個槽段組成，其中的一個槽段為中部槽段，另兩個槽段為側(cè)部槽段，兩個側(cè)部槽段分置于中部槽段的左右兩側(cè)，轉(zhuǎn)子的磁極軸線穿過中部槽段的中心，內(nèi)側(cè)的磁鋼嵌置在中部槽段內(nèi)，并且中部槽段與左側(cè)部槽段相互貫通，中部槽段與右側(cè)部槽段相互隔斷，從而在中部槽段與右側(cè)部槽段之間形成單邊導(dǎo)磁橋。
[0011]本發(fā)明提供的新能源汽車用非對稱型永磁電機，通過永磁槽、磁鋼的不對稱優(yōu)化方式降低齒槽引起的力矩波動，使d軸與q軸徑向力趨于平衡，能降低機械振動、噪音和反電勢諧波，還能減少鐵心損耗和避免靜態(tài)、動態(tài)電樞反應(yīng)去磁危險;進一步的，通過設(shè)置導(dǎo)磁橋，可通過調(diào)節(jié)導(dǎo)磁橋的磁路飽和程度，來調(diào)控途徑導(dǎo)磁橋的永磁磁通，調(diào)控氣隙磁密的降低程度，從而達到高速段弱磁恒功率擴速作用，實現(xiàn)電機高效、高功率密度、高可靠性、寬調(diào)速、低噪、低波動平穩(wěn)運行等特點。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明第一實施例的新能源汽車用非對稱型永磁電機的徑向截面示意圖；
圖2是本發(fā)明第二實施例的新能源汽車用非對稱型永磁電機中的轉(zhuǎn)子的徑向截面示意圖；
圖3是本發(fā)明第三實施例的新能源汽車用非對稱型永磁電機的徑向截面示意圖；
圖4是本發(fā)明第四實施例的新能源汽車用非對稱型永磁電機中的轉(zhuǎn)子的徑向截面示意圖；
圖5是本發(fā)明第五實施例的新能源汽車用非對稱型永磁電機中的轉(zhuǎn)子的徑向截面示意圖；
圖6是現(xiàn)有內(nèi)置式永磁同步電機及本發(fā)明各實施例的力矩波動比較圖；
圖7是額定輸出功率均為60KW的現(xiàn)有內(nèi)置式永磁同步電機的力矩波動曲線圖；
圖8是額定輸出功率均為60KW的本發(fā)明第二實施例的力矩波動曲線圖。
【具體實施方式】
[0013]以下結(jié)合【附圖說明】對本發(fā)明的實施例作進一步詳細描述，但本實施例并不用于限制本發(fā)明，凡是采用本發(fā)明的相似結(jié)構(gòu)及其相似變化，均應(yīng)列入本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明中的頓號均表示和的關(guān)系。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明第一實施例所提供的一種新能源汽車用非對稱型永磁電機，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子11上設(shè)有多個永磁單元，所述永磁單元包括永磁槽，及嵌置在永磁槽內(nèi)的磁鋼12，其特征在于:轉(zhuǎn)子11的磁極軸線d將永磁單元分為左右兩半，且永磁單元的左半部與右半部結(jié)構(gòu)相異(即永磁單元相對磁極軸線d不對稱)；
所述永磁槽由三個槽段組成，其中的一個槽段為中部槽段，另兩個槽段13、14為側(cè)部槽段，兩個側(cè)部槽段13、14分置于中部槽段的左右兩側(cè)，轉(zhuǎn)子11的磁極軸線d穿過中部槽段的中心，所述磁鋼12嵌置在中部槽段內(nèi)，并且有1?1〈1^1且1?2〈1^，1?1=(0.82-0.92兒1，1?2=(0.85-0.95)L2；
其中，Rl為軸線Xl與轉(zhuǎn)子的磁極軸線d之間的夾角，R2為軸線X2與轉(zhuǎn)子的磁極軸線d之間的夾角，LI為軸線Yl與轉(zhuǎn)子的磁極軸線d之間的夾角，L2為軸線Y2與轉(zhuǎn)子的磁極軸線d之間的夾角；
其中，軸線Xl、X2、Y1、Y2均為轉(zhuǎn)子11的徑向軸線，并且軸線Xl經(jīng)過永磁槽的右側(cè)部槽段13外端左沿(側(cè)部槽段朝向定子的一端為外端)，軸線Χ2經(jīng)過永磁槽的右側(cè)部槽段13外端右沿，軸線Yl經(jīng)過永磁槽的左側(cè)部槽段14外端右沿，軸線Υ2經(jīng)過永磁槽的左側(cè)部槽段14外端左沿。
[0015]如圖2所示，本發(fā)明第二實施例所提供的一種新能源汽車用非對稱型永磁電機，包括轉(zhuǎn)子和定子，所述轉(zhuǎn)子21上設(shè)有多個永磁單元，所述永磁單元包括永磁槽，及嵌置在永磁槽內(nèi)的磁鋼22，其特征在于:轉(zhuǎn)子21的磁極軸線d將永磁單元分為左右兩半，且永磁單元的左半部與右半部結(jié)構(gòu)相異；
所述永磁槽由三個槽段組成，其中的一個槽段為中部槽段，另兩個槽段23、24為側(cè)部槽段，兩個側(cè)部槽段23、24分置于中部槽段的左右兩側(cè)，轉(zhuǎn)子21的磁極軸線d穿過中部槽段的中心，所述磁鋼22嵌置在中部槽段內(nèi)；
并且，右側(cè)部槽段23的外端(側(cè)部槽段朝向定子的一端為外端)的寬度h2大于左側(cè)部槽段24的外端的寬度hi，有h2=( 1.5-2.5)hl ；
并且，兩個側(cè)部槽段23、24與磁鋼22之間的夾角彼此相異，其中的右側(cè)部槽段23的外端向左凸出，且該凸出部與磁鋼之間的夾角β的取值范圍為55°?60°。
[0016]本發(fā)明第二實施