一種超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置“一”型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置“一”型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)，包括：設(shè)有12個齒槽的定子和10個轉(zhuǎn)子極的轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子橫切面的外輪廓由若干段圓弧連接而成，所述各圓弧的半徑相等，各圓弧的圓心在以所述轉(zhuǎn)子的幾何中心為圓心的同一圓上均勻分布；所述定子橫切面的內(nèi)輪廓線為圓形；所述定子與所述轉(zhuǎn)子之間的電機(jī)氣隙為非均勻的不等氣隙，且電機(jī)的氣隙磁密波形接近正弦波；所述轉(zhuǎn)子上均勻設(shè)置10個磁鋼槽，所述磁鋼槽內(nèi)設(shè)置磁鋼。
【專利說明】
一種超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及電動車使用的稀土永磁直流無刷電機(jī)，具體涉及一種超高效10極12槽 磁鋼內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前市場上電動車使用的稀土永磁直流無刷電機(jī)，極槽配合為8極12槽，電機(jī)轉(zhuǎn)子 磁鋼為表貼式。此種極槽配合的電機(jī)的繞組系數(shù)只有0.866,造成電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩較低;而 且其LMC(極數(shù)與槽數(shù)的最小公倍數(shù))較小，電機(jī)存在較高的齒槽轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)振動和噪音較 大;轉(zhuǎn)子磁鋼采用表貼式裝配時容易造成磁鋼破碎或粘附上鐵肩導(dǎo)致電機(jī)掃膛，并且采用 這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子在高速轉(zhuǎn)動時磁鋼容易飛出，造成電機(jī)驟停引發(fā)事故。原始的8極12槽電機(jī) 在磁鋼片材料用量上也有節(jié)約優(yōu)化空間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種超高效10極12槽磁鋼 內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置"一" 型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)，包括： 設(shè)有12個齒槽的定子和10個轉(zhuǎn)子極的轉(zhuǎn)子，其中， 所述轉(zhuǎn)子橫切面的外輪廓由若干段圓弧連接而成，所述各圓弧的半徑相等，各圓弧的 圓心在以所述轉(zhuǎn)子的幾何中心為圓心的同一圓上均勻分布;所述定子橫切面的內(nèi)輪廓線為 圓形;所述定子與所述轉(zhuǎn)子之間的電機(jī)氣隙為非均勻的不等氣隙，使電機(jī)的氣隙磁密波形 接近正弦波； 所述轉(zhuǎn)子上均勻設(shè)置10個磁鋼槽，所述磁鋼槽內(nèi)設(shè)置磁鋼。
[0005] 優(yōu)選的，所述電機(jī)氣隙的最大值為1.47mm,最小值為0.4mm。
[0006] 優(yōu)選的，所述磁鋼槽設(shè)置兩定位面，所述磁鋼通過所述兩定位面卡接于所述磁鋼 槽中。
[0007] 優(yōu)選的，所述轉(zhuǎn)子的兩端固定設(shè)置鋁合金蓋板，用于防止所述磁鋼甩出。
[0008] 進(jìn)一步優(yōu)選的，所述鋁合金蓋板通過鉚釘固定于所述轉(zhuǎn)子的兩端。
[0009] 優(yōu)選的，所述定子的外圓設(shè)置若干對稱切邊。提高了材料利用率，節(jié)約了成本。
[0010] 本發(fā)明具有以下技術(shù)效果： (1)電機(jī)繞組系數(shù)的大小反映定子繞組的利用程度，該系數(shù)關(guān)系到電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩大 小，該值越大電磁轉(zhuǎn)矩越大。本發(fā)明使用的極槽配合為10極12槽的電機(jī)繞組系數(shù)為0.933， 可以有效的提高電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩，提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出，實(shí)際測試中以48V、600W、3000rpm 電機(jī)為例，10極12槽電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩要高出8極12槽電機(jī)約6N. Μ，有效提升電機(jī)的性能。
[0011] (2)稀土永磁直流無刷電機(jī)中的齒槽轉(zhuǎn)矩會引起電機(jī)的速度波動、振動和噪聲，在 輕負(fù)荷和低速時尤其是大負(fù)載啟動時會十分明顯，嚴(yán)重的會導(dǎo)致電機(jī)啟動時堵轉(zhuǎn)。齒槽轉(zhuǎn) 矩的基波周期數(shù)越大，齒槽轉(zhuǎn)矩的幅值越小，而基波周期數(shù)與定子的槽數(shù)和極數(shù)的最小公 倍數(shù)LMC有關(guān)，LMC越大基波周期數(shù)越大，齒槽轉(zhuǎn)矩越小。對于8極12槽形式的稀土永磁直流 無刷電機(jī)，其LMC為24，然而對于10極12槽的LMC為60，可有效的降低無刷電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩， 減小了電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動，從而減小了電機(jī)運(yùn)行中的振動和噪音。
[0012] (3)10極12槽電機(jī)在轉(zhuǎn)子方面，前后端面相較于傳統(tǒng)的8極12槽轉(zhuǎn)子，覆蓋了一層 鋁合金蓋板，有效的將磁鋼密封在槽中，省去了磁鋼膠的使用，大大簡化了磁鋼的裝配工 藝，防止轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的過程中磁鋼甩出；并且轉(zhuǎn)子外圓弧為偏心結(jié)構(gòu)，使電機(jī)氣隙最大處接近 1.47mm，最小處接近0.4111111，電機(jī)的氣隙磁密波形更接近正弦波，以48￥、6001、3000印111電機(jī) 為例，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩波動降低了 60%，噪音降低了 3分貝。
[00?3 ](4 ) 10極12槽內(nèi)置"一"字的結(jié)構(gòu)形式，相對于12槽8極節(jié)約了磁鋼消耗，以3 0mm長 磁鋼為例10極12槽電機(jī)磁鋼規(guī)格為10片3mm X 18mm X 30mm，8極12槽電機(jī)磁鋼規(guī)格為瓦型8 片mm X R35 · 5mm X R39 · 5mm X 30mm，由此可見10極12槽內(nèi)置"一"字結(jié)構(gòu)的電機(jī)每臺可節(jié)省 84.5g磁鋼，可降低電機(jī)的生產(chǎn)成本； (5)10極12槽電機(jī)采用定子對稱切邊，每卷硅鋼帶可多沖240片定轉(zhuǎn)子沖片，在提高材 料利用率的同時也進(jìn)一步降低電機(jī)的制造成本。
[0014] 制成樣機(jī)后與原電機(jī)性能對比

【附圖說明】
[0015] 圖1為本發(fā)明電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖軸測圖，圖中顯示的未嵌入磁鋼時的情形； 圖2為本發(fā)明電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖主視圖，圖中顯示的未嵌入磁鋼時的情形； 圖3為本發(fā)明電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖軸測圖，圖中顯示帶合金蓋板且未嵌入磁鋼時的 情形； 圖4為磁鋼片的結(jié)構(gòu)示意圖軸測圖； 圖5為本發(fā)明電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖軸測圖； 圖6為本發(fā)明電機(jī)的定子結(jié)構(gòu)示意圖主視圖； 圖7為局部放大圖； 圖8為轉(zhuǎn)子與定子的裝配圖； 圖中：1轉(zhuǎn)子、2定子、3鋁合金蓋板、4磁鋼、5電機(jī)氣隙、11圓弧、12磁鋼槽、21齒槽、22對 稱切邊、121定位面、122定位面。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 以下由特定的具體實(shí)施例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明 書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0017] 請參閱圖1至圖8。須知，本說明書附圖所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合 說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的 限定條件，故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在 不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容 所能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如"上"、"下"、"左"、"右"、"中間"及"一"等 的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實(shí)施的范圍，其相對關(guān)系的改變或 調(diào)整，在無實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當(dāng)亦視為本發(fā)明可實(shí)施的范疇。
[0018] 請參閱圖1至圖8，本發(fā)明提供一種超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永 磁電機(jī)，包括:設(shè)有12個齒槽的定子2和10個轉(zhuǎn)子極的轉(zhuǎn)子1，其中， 轉(zhuǎn)子1的橫切面的外輪廓11由若干段圓弧連接而成，所述各圓弧11的半徑相等，各圓弧 11的圓心在以轉(zhuǎn)子1的幾何中心為圓心的同一圓上均勾分布;定子2的橫切面的內(nèi)輪廓線為 圓形;定子2與轉(zhuǎn)子1之間的電機(jī)氣隙5為非均勾的不等氣隙，電機(jī)氣隙的最大值為1.47mm, 最小值為〇. 4_。電機(jī)的氣隙磁密波形接近正弦波。
[0019] 轉(zhuǎn)子1上均勻設(shè)置10個磁鋼槽12，磁鋼槽12設(shè)置兩定位面121、122，磁鋼槽12內(nèi)設(shè) 置磁鋼4，磁鋼4通過兩定位面121、122卡接于磁鋼槽12中。
[0020] 轉(zhuǎn)子1的兩端固定設(shè)置鋁合金蓋板3,鋁合金蓋板3通過鉚釘固定于轉(zhuǎn)子1的兩端。
[0021] 定子2的外圓設(shè)置若干對稱切邊22。提高了材料利用率，節(jié)約了成本。
[0022]上述實(shí)施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟 悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實(shí)施例進(jìn)行修飾或改變。因 此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完 成的一切等效修飾或改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)，其特征在于，包括： 設(shè)有12個齒槽的定子和10個轉(zhuǎn)子極的轉(zhuǎn)子，其中， 所述轉(zhuǎn)子橫切面的外輪廓由若干段圓弧連接而成，所述各圓弧的半徑相等，各圓弧的 圓心在以所述轉(zhuǎn)子的幾何中心為圓心的同一圓上均勻分布;所述定子橫切面的內(nèi)輪廓線為 圓形;所述定子與所述轉(zhuǎn)子之間的電機(jī)氣隙為非均勻的不等氣隙，且電機(jī)的氣隙磁密波形 接近正弦波； 所述轉(zhuǎn)子上均勻設(shè)置10個磁鋼槽，所述磁鋼槽內(nèi)設(shè)置磁鋼。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)，其特 征在于:所述電機(jī)氣隙的最大值為1.47mm,最小值為0.4mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)，其特 征在于:所述磁鋼槽設(shè)置兩定位面，所述磁鋼通過所述兩定位面卡接于所述磁鋼槽中。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)，其特 征在于:所述轉(zhuǎn)子的兩端固定設(shè)置鋁合金蓋板，用于防止所述磁鋼甩出。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)，其特 征在于:所述鋁合金蓋板通過鉚釘固定于所述轉(zhuǎn)子的兩端。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高效10極12槽磁鋼內(nèi)置"一"型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁電機(jī)，其特 征在于:所述定子的外圓設(shè)置若干對稱切邊。
【文檔編號】H02K29/03GK105896867SQ201610372694
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月31日
【發(fā)明人】呂三元, 朱立建, 丁健, 劉志強(qiáng)
【申請人】德州杰諾新能源有限公司