內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】一種內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子。所涉及的內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子沖片上均勻分布有偶數(shù)個磁鋼槽，各磁鋼槽內(nèi)分別嵌裝有磁鋼，各磁鋼按N極S極間隔設置，每個轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設有至少兩個凹槽。該凹槽的設計能有效降低齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動。相對于其他齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動削弱方式，本實用新型對磁通及反電勢的削弱可以忽略，有效保持了電機的功率密度。
【專利說明】
內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及電機，尤其涉及一種內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁電機以其高效率、高功率密度的優(yōu)點在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應用，比如工業(yè)伺服領(lǐng)域，車用驅(qū)動電機領(lǐng)域等。然而，永磁電機由于磁場固定，因而空載情況下會因開槽的影響而形成的齒槽轉(zhuǎn)矩，而且設計不合理的情況下，轉(zhuǎn)矩脈動也會較大。在車用驅(qū)動電機領(lǐng)域，嚴重的齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動的存在不僅會造成整車機構(gòu)上的問題，而且會帶來車輛的抖動，還會帶來噪聲問題，嚴重影響車輛的乘坐舒適性。
[0003]在解決齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動的技術(shù)方面，傳統(tǒng)的常見技術(shù)往往有以下幾種:
[0004]I)轉(zhuǎn)子正弦氣隙技術(shù)；
[0005]通過改變轉(zhuǎn)子的外形，將氣隙磁密波形正弦化，削弱磁場諧波，從而削弱齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動；
[0006]2)定子齒形狀優(yōu)化技術(shù)；
[0007]這里面有很多技術(shù)方案，包括定子齒頂做成非均勻氣隙；定子齒頂開槽；大小齒技術(shù)；不等槽口技術(shù)等；
[0008]3)定子斜槽技術(shù)；
[0009]通過將定子鐵心扭過一定角度，從而造成特定諧波的相互抵消，從而削弱齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動；
[0010]4)轉(zhuǎn)子斜極技術(shù)；
[0011]將定子斜槽的原理應用在轉(zhuǎn)子磁極上就是轉(zhuǎn)子斜極技術(shù)。這里面除了常規(guī)的斜極技術(shù)外，還有分段斜極技術(shù)，它通過較少的分段數(shù)同樣可以實現(xiàn)特定諧波的相互抵消。雖然和長隊斜極技術(shù)有一定區(qū)別，其原理都是諧波抵消；
[0012]6)不對稱磁極技術(shù)
[0013]將多個磁極做成不對稱結(jié)構(gòu)，在圓周方向上造成切向力的相互抵消，從而減小電機的齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動，然而這種技術(shù)往往會造成電機的徑向力過大，從而引起額外的噪聲振動問題。
[0014]縱觀這些技術(shù)應用的原理，基本都不外乎兩種，一是將磁場諧波進行削弱；二是利用諧波抵消技術(shù)。然而這兩種技術(shù)本身都會對磁通量及反電勢基波產(chǎn)生一定程度的削弱，反映在電機轉(zhuǎn)矩輸出上就會有一定程度的損失，從而影響電機的轉(zhuǎn)矩密度、功率密度。應用這兩種原理在削弱齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動的同時，保證磁通量沒有削弱很難做到。
[0015]除了上述這六種技術(shù)外，還有一種最基本的齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動優(yōu)化方式:轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)優(yōu)化。它通過改變極弧系數(shù)從而改變氣隙磁密及定轉(zhuǎn)子磁場的分布，改變定轉(zhuǎn)子之間特定位置的切向力大小。這是一種最基本，但最不起眼的一項技術(shù)。它雖然能起到削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的效果，但是也存在一個極大的問題，即齒槽轉(zhuǎn)矩的大小和所需的磁通量之間存在極大的矛盾。優(yōu)化極弧系數(shù)得到最小的齒槽轉(zhuǎn)矩時，電機的磁通量、轉(zhuǎn)矩、功率密度等卻非最優(yōu)化的結(jié)果，這就給設計電機造成了很難協(xié)調(diào)的問題。如何把這個問題進行解決，就能很好的兼顧功率密度和齒槽轉(zhuǎn)矩。
實用新型內(nèi)容
[0016]本實用新型的目的，就是為了解決在削減齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動的基礎(chǔ)上，盡可能不影響轉(zhuǎn)矩密度及功率密度的問題。同時避免發(fā)生極弧系數(shù)和磁通量、轉(zhuǎn)矩及功率密度之間的矛盾。
[0017]為了達到上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:一種內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子沖片上均勻分布有偶數(shù)個軸向貫通的磁鋼槽，各磁鋼槽內(nèi)分別嵌裝有磁鋼，各磁鋼按N極S極間隔設置，每個轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設有至少兩個凹槽。所述的轉(zhuǎn)子鐵心每個轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設有至少兩個凹槽，且所述轉(zhuǎn)子鐵心每個轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位設有的兩個以上的凹槽相對于極中心線對稱。調(diào)整這些凹槽的位置、寬度及深度能改變氣隙磁場的分布，從而改變齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動。選擇合適的位置、寬度及深度能有效降低齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動。由于這些凹槽窄且淺，因此對磁通的影響微乎其微，對轉(zhuǎn)矩密度及功率密度的影響也可以忽略。
[0018]本實用新型比較完滿的解決了削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的同時，不削弱磁通、轉(zhuǎn)矩密度及功率密度的問題。相對于其他齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動削弱方式，本實用新型對磁通及反電勢的削弱可以忽略，有效保持了電機的功率密度。而且本實用新型的使用不會受極弧系數(shù)的限制，以磁通量、轉(zhuǎn)矩及功率密度為優(yōu)化目標極弧系數(shù)優(yōu)選的情況下，同樣可以利用本實用新型技術(shù)達成齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動的削弱。
[0019]從本質(zhì)上講，本實用新型的原理和極弧系數(shù)優(yōu)化技術(shù)的原理類似，它通過在轉(zhuǎn)子上增加的凹槽改變了原有均勻氣隙下本來應該有較大磁力的時候的磁場分布，從而改變了定轉(zhuǎn)子之間引力的大小和頻率。然而該技術(shù)可以不受極弧系數(shù)的限制，因而極弧系數(shù)的設計可以磁通量、轉(zhuǎn)矩及功率密度為目標優(yōu)化，而不用考慮極弧系數(shù)對齒槽轉(zhuǎn)矩的影響。
[0020]從表象上看，增加了凹槽后，磁場諧波仍然存在，但它的存在改變了定子開槽影響對轉(zhuǎn)子拖動力隨位置變化的曲線，從而起到了改變齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動的作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子的整體立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實用新型內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子的局部正視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]參見圖1，配合參見圖2，本實用新型內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子沖片I上均勻分布有偶數(shù)個軸向貫通的磁鋼槽2，各磁鋼槽內(nèi)分別嵌裝有磁鋼3，各磁鋼3按N極S極間隔設置，每個轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設有至少兩個凹槽4。
[0024]本實用新型一實施例如圖2所示，在每個轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設有兩個的凹槽4，兩凹槽相對于極中心線對稱。
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子沖片上均勻分布有偶數(shù)個軸向貫通的磁鋼槽，各磁鋼槽內(nèi)分別嵌裝有磁鋼，各磁鋼按N極S極間隔設置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子鐵心每個轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設有至少兩個凹槽。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式永磁電機的虛槽轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子鐵心每個轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設有至少兩個凹槽，且所述轉(zhuǎn)子鐵心每個轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位設有的兩個以上的凹槽相對于極中心線對稱。
【文檔編號】H02K1/27GK203933190SQ201420265792
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】應紅亮, 貢俊, 賈愛萍 申請人:上海電驅(qū)動股份有限公司, 上海汽車電驅(qū)動有限公司, 上海汽車電驅(qū)動工程技術(shù)研究中心有限公司