[实用新型]一种宽调速永磁电机转子结构

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种驱动电机，尤其是一种永磁无刷电机的转子。

背景技术

驱动电机作为混合动力电动汽车驱动系统的关键部件之一，其性能的优劣直接影响着混合动力电动汽车的整车性能。作为无刷电机的一类，永磁无刷电机由于采用永磁体励磁产生气隙磁场，因此具有高效率、高功率密度的显著优点，目前在混合动力电动汽车中得到了广泛的应用。

一般而言，根据永磁体在转子上的位置不同，永磁无刷电机的转子磁路结构一般分为表面贴装式和嵌入式两种。与表面贴装式结构相比，永磁体嵌入式转子结构可以防止永磁体因高速旋转的离心力而飞出，因此提高了转子的机械强度，使得该类型电机更加适合高速运行。更为重要的是，转子凸机结构及永磁体极靴的引入，使得嵌入式永磁电机的电磁转矩中增加了磁阻转矩，提高了其功率密度，改善了其弱磁调速能力，拓宽了其恒功率运行范围。

但是，目前现有常规嵌入式永磁无刷电机所采用的弱磁扩速手段，均为通过施加负向的直轴定子电流以直接克服永磁体磁场实现，其直接后果是容易导致永磁体的不可逆退磁，降低了驱动系统的稳定性及可靠性。因此，研制开发适合于混合动力电动汽车高速运行、稳定可靠、控制方便且动态性能优良的混合动力汽车用驱动电机，成为混合动力电动汽车驱动系统领域的研究热点之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足而提供一种宽调速永磁电机转子结构。

本实用新型所采用的技术方案是：一种宽调速永磁电机转子结构，包括永磁体、导磁桥、转子轴、转子铁心、隔磁栅，永磁体由多块厚度及长度相同的永磁体块组成，永磁体块沿直线排列，永磁体为偶数个，对称排列；同极性的永磁体呈V形排列，永磁体块的两端为隔磁栅；两永磁体块之间为导磁桥。永磁体为分段潜入式结构。永磁体的多个永磁体块磁力线方向一致。

本实用新型所采用的最佳技术方案是：永磁体一般为八个，分为四组对称排列，每组呈内V形，组与组之间为外V形排列。

本实用新型的工作原理是：当电机开路运行时，电枢电流为0，此时的气隙磁场仅有转子永磁磁场建立。由于相邻永磁体漏磁的作用，导磁桥处于饱和状态。当电机弱磁扩速运行时（基速V_b以上），一方面，由于永磁体的磁导率近似等于空气的磁导率，定子直轴去磁电流i_d将使得导磁桥2的饱和程度降低，去磁电流i_d越大，导磁桥2的饱和程度越低，致使导磁桥2退出饱和区，即此时的导磁桥为电枢电流i_d所产生的去磁磁场提供磁路，降低了气隙合成磁场的磁通密度，获得了弱磁效果；另一方面，导磁桥饱和度的降低又必将使得永磁体提供的永磁磁场中的一部分磁通经导磁桥形成闭合回路，因此，永磁体提供的永磁磁场穿越气隙并与定子绕组匝链的永磁磁链必然降低，也即进一步增强了弱磁效果，从而拓宽了电机的恒功率运行范围。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：本实用新型所提出的宽调速永磁电机转子结构的弱磁机理与常规嵌入式永磁电机弱磁扩速具有本质的不同，这就是聚磁型分段嵌入式永磁无刷电机弱磁运行时，永磁体的工作点并没有降低，而是通过去磁磁场所产生的不饱和导磁桥形成闭合回路，以漏磁的形式存在。该结构不仅保持了传统嵌入式永磁式无刷电机效率高、功率密度高等优点，而且所采用的分段潜入式永磁体结构所固有的弱磁能力，大大拓宽了电机的恒功率运行范围，能够有效地改善永磁材料退磁、磁性能下降等问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1为永磁体，2为导磁桥，3为转子轴，4为转子铁心，5为隔磁栅，6为直轴磁场弱磁路径，7为磁力线，8为永磁体块，9为永磁体组。

具体实施方式

一种宽调速永磁电机转子结构，包括永磁体1、导磁桥2、转子轴3、转子铁心4、隔磁栅5，永磁体1由多块厚度及长度相同的永磁体块8组成，永磁体块8沿直线排列，永磁体1为偶数个，对称排列；同极性的永磁体1呈V形排列，永磁体块8的两端为隔磁栅5；两永磁体块8之间为导磁桥2。永磁体1为分段潜入式结构。永磁体1的多个永磁体块8磁力线方向一致。

永磁体1一般为八个，分为四个永磁体组9对称排列，每永磁体组9呈内V形，组9与组9之间为外V形排列。

以所提出聚磁型分段嵌入式永磁无刷电机调速过程为例进行分析。以电机运行的额定速度V_b为基准速度，分为两种运行工况进行讨论：