一種純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于純電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]純電動(dòng)汽車是當(dāng)前汽車發(fā)展的新領(lǐng)域，尤其是對(duì)作為電動(dòng)汽車核心的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其性能直接影響著整車性能，其中，電機(jī)又是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的心臟，在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究中更是科研重點(diǎn)。純電動(dòng)汽車電機(jī)要求高功率密度和恒功率調(diào)速范圍較大。永磁同步電機(jī)在轉(zhuǎn)子上采用永磁體勵(lì)磁，具有功率因數(shù)高、運(yùn)行效率高、轉(zhuǎn)矩性能好等特點(diǎn)，這些優(yōu)點(diǎn)使其被廣泛應(yīng)用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域。
[0003]然而普通永磁同步電機(jī)弱磁效果不好，車用永磁電機(jī)使用的永磁體價(jià)格偏高，電機(jī)生產(chǎn)制造成本大，并且無(wú)法在高速下實(shí)現(xiàn)恒功率調(diào)速，究其原因，主要是普通永磁電機(jī)磁場(chǎng)難以調(diào)節(jié)，凸極率不夠，無(wú)法進(jìn)行有效弱磁，使電機(jī)性能下降。永磁電機(jī)永磁體在轉(zhuǎn)子中還易出現(xiàn)漏磁，造成永磁體利用率逐漸降低的現(xiàn)象。雖然目前對(duì)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的研究在不斷進(jìn)行中，對(duì)永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不斷進(jìn)行改造，但仍然結(jié)構(gòu)較復(fù)雜工藝較繁瑣，不適合大批量生產(chǎn)。
[0004]有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有普通永磁電機(jī)磁場(chǎng)難以調(diào)節(jié)、凸極率不好、難以進(jìn)行有效弱磁等問(wèn)題。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案包括:
[0006]一種純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸、套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子本體和磁鋼，所述轉(zhuǎn)子本體上沿外圓周開(kāi)設(shè)有數(shù)個(gè)磁功能單元，每個(gè)所述磁功能單元包括一個(gè)用于埋設(shè)所述磁鋼的永磁單元、及相對(duì)稱設(shè)置于永磁單元兩側(cè)的用于提高電機(jī)凸極率的空心槽單元，其中，所述永磁單元由數(shù)個(gè)沿徑向開(kāi)設(shè)的條形槽組成，所述空心槽單元上開(kāi)設(shè)有數(shù)量與條形槽數(shù)量相同的空心槽，相鄰條形槽和空心槽之間的夾角α，90° < α< 125。。
[0007]本實(shí)用新型進(jìn)一步地，所述磁功能單元還包括獨(dú)立空心槽，所述獨(dú)立空心槽開(kāi)設(shè)于永磁單元與所述轉(zhuǎn)子本體外圓周之間。
[0008]本實(shí)用新型進(jìn)一步地，所述空心槽與相鄰條形槽之間的間隙范圍為4?7mm。
[0009]本實(shí)用新型進(jìn)一步地，所述空心槽為一字型，空心槽靠近所述條形槽的一端具有與條形槽端面平行的斜面。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步地，相鄰所述空心槽平行排列，相鄰空心槽之間的距離為空心槽槽寬1.5倍。
[0011]本實(shí)用新型進(jìn)一步地，所述條形槽為矩形結(jié)構(gòu)，相鄰條形槽平行排列，相鄰條形槽之間的距離約為條形槽槽寬1.5倍。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步地，數(shù)個(gè)所述條形槽排列形成等腰梯形，所述等腰梯形的對(duì)稱軸延長(zhǎng)線穿過(guò)所述轉(zhuǎn)子本體的中心位置。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步地，相鄰條形槽之間的距離與相鄰空心槽之間的距離相等。
[0014]本實(shí)用新型進(jìn)一步地，包含六個(gè)所述磁功能單元，每個(gè)所述磁功能單元中包含數(shù)量為三的條形槽和數(shù)量為三的空心槽。
[0015]本實(shí)用新型進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)軸為合金鋼40Cr材質(zhì)的實(shí)心圓鋼柱。
[0016]借由上述方案，本實(shí)用新型至少具有以下優(yōu)點(diǎn):①本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使用該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)的凸極率達(dá)到10，能夠進(jìn)行有效弱磁且電機(jī)恒功率調(diào)速范圍為額定轉(zhuǎn)速2.5倍，解決了電動(dòng)汽車要求的恒功率高效調(diào)速范圍問(wèn)題采用本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機(jī)磁阻轉(zhuǎn)矩約占總轉(zhuǎn)矩的40%，有效提高了電機(jī)的過(guò)載能力；④本實(shí)用新型采用多層磁鋼結(jié)構(gòu)，磁鋼兩側(cè)開(kāi)槽不僅保證凸極率，而且槽數(shù)較多同時(shí)減輕了電機(jī)重量，提高了轉(zhuǎn)子相應(yīng)電機(jī)功率密度。
[0017]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0019]圖2是圖1的局部放大圖；
[0020]圖3是本實(shí)用新型純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0021]圖4是本實(shí)用新型純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本實(shí)用新型，但不用來(lái)限制本實(shí)用新型的范圍。
[0023]本實(shí)用新型純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)基于磁阻同步電機(jī)，磁阻同步電動(dòng)機(jī)是利用轉(zhuǎn)子磁阻不均勻而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的小功率同步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、調(diào)速較方便，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。但是，現(xiàn)有磁阻同步電機(jī)電機(jī)功率密度較低，效率和功率因數(shù)都不高，無(wú)法滿足本實(shí)用新型純電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域中電動(dòng)汽車高功率密度的要求。為增加磁阻同步電機(jī)功率密度，在轉(zhuǎn)子中嵌入永磁體是簡(jiǎn)易可的行的方法。本實(shí)用新型人在此基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮到交軸磁路交聯(lián)所有空心槽8，磁阻很大，直軸磁路交聯(lián)空心槽8之間的間隙，磁阻較小，而電感反比于磁路的磁阻，因此直軸電感相對(duì)于交軸增大很多，凸極率也很高，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高功率密度與高調(diào)速范圍的完美統(tǒng)一。
[0024]參見(jiàn)圖1至圖3，本實(shí)用新型純電動(dòng)汽車用水冷永磁磁阻同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸2、套設(shè)在轉(zhuǎn)軸2上的轉(zhuǎn)子本體1和磁鋼3，轉(zhuǎn)子本體1上沿外圓周開(kāi)設(shè)有數(shù)個(gè)磁功能單元4，每個(gè)所述磁功能單元4包括一個(gè)用于埋設(shè)所述磁鋼3的永磁單元6、及相對(duì)稱設(shè)置于永磁單元6兩側(cè)的用于提高電機(jī)凸極率的空心槽單元5，其中，永磁單元6由數(shù)個(gè)沿徑向開(kāi)設(shè)的條形槽7組成，相應(yīng)的，空心槽單元5上開(kāi)設(shè)有數(shù)量與條形槽7數(shù)量相同的空心槽8，相鄰條形槽7和空心槽8之間的夾角α，90° < α <125°。所有空心槽8均可用來(lái)提高電機(jī)凸極率，擴(kuò)大電機(jī)調(diào)速范圍，增強(qiáng)電機(jī)過(guò)載能力。
[0025]具體地如圖2所示，圖2為圖1局部放大圖，即磁功能單元4的放大圖，磁功能單元4還包