[实用新型]一种电动车用转子分段反向斜极式双盘式永磁电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电动车用转子分段反向斜极式双盘式永磁电机，属于电机制造的技术领域。

背景技术

由于汽车尾气的过量排放，导致全球范围内二氧化碳排放和大气污染等环境问题日趋严重，大力发展电动汽车，让电动汽车尽可能多的取代传统燃油汽车，是缓解汽车尾气带来的诸多环境问题的有效途径。电动汽车具有能量利用率高、尾气零排放、噪声低等优点。电能是真正的清洁能源，大力发展电动汽车更加适合当今低碳经济的大环境。然而，在电动汽车研制过程中最关键技术莫过于其驱动电机的工作效率，电动车用的驱动电机要求具有高效率、宽调速、工作稳定、噪声低等优点。

电动车对其驱动系统的要求是转矩控制能力良好，转矩密度高。永磁电机具有结构灵活多样，且具有高功率密度、高转矩和高效率的特点，非常适合于电动车等工业传动领域。永磁电机能满足电动车在宽速域范围内，电动机和驱动控制器都具备较高的效率。由于稀土永磁同步电机具有良好的性能特点，已引起国内外电动车界的广泛重视，发达国家新研制的电动车大都采用永磁同步电动机作为电动车的驱动电机。

盘式电机具有体积小、重量轻、结构紧凑的特点，且其功率密度大及材料利用率高等优点均是径向电机所不具备的。目前广泛应用于感应电机、同步电机、永磁电机和直流电机中的径向磁通结构均可设计成为盘式电机。现融合永磁同步电机与盘式电机的优势，制成双盘式的永磁电机，在薄型安装的电动车领域凸显其优势。

然而，在电动车用永磁同步电机需要提供稳定的工作环境，为最大限度的降低电动车用永磁同步电机的损耗、噪声以及转矩脉动，同时为优化空载气隙的永磁磁密波形，尽量使其波形正弦化。基于此，本实用新型融合了永磁电机和盘式电机优异特性，在保持电机具有结构简单、工作稳定和效率较高的基础上，创新性地提出了一种电动车用转子分段斜极式双盘式永磁电机。本实用新型主要是利用转子分段斜极的方式，削弱电机相反电势的齿谐波，提高用永磁磁链和感应电动势波形的正弦度，可有效降低电机的齿槽转矩和转矩脉动。

实用新型内容

技术问题：本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于电动车的转子分段斜极式双盘式永磁电机的拓扑结构。确定该电机转子斜极方式，探索转子斜极角度和斜极方向对电机齿谐波的影响，提供一种融合盘式永磁电机特点并可以减少电机损耗、噪声和降低齿槽转矩的新型电动车用永磁电机。

技术方案：一种电动车用转子分段反向斜极式双盘式永磁电机，其特征在于所述电机由定子和转子(2)组成；

所述定子由背靠背式开槽定子铁心(1)和电枢绕组(5)构成，所述电枢绕组(5)采用集中绕组，周向横跨于相邻背靠背式开槽定子铁心(1)的定子齿上；

所述转子(2)为盘式转子，具有两个，对称分布于定子的两侧，该转子由永磁体(3)和转子磁轭(4)构成，所述转子磁轭(4)为盘式结构，永磁体(3)位均匀的贴在于转子磁轭(4)的内部，面向定子，且永磁体采用N-S相对应的排列结构，使得永磁体轴向充磁。

利用转子磁极分段斜极的结构特点，可以有效削弱电机反电势中的齿谐波，使电机的齿槽转矩和转矩脉动得到有效控制，电机的效率可得到显著提高。

电枢绕组(5)采用集中绕组，周向横跨于相邻定子齿上，电枢绕组(5)面向两转子盘内侧，采用背靠背式结构。

两盘式结构的转子(2)对称分布在背靠背式定子铁心(1)两侧，电机的定子和转子均采用卷绕式硅钢片材料，构成磁通回路的一部分。

永磁体(3)采用分段斜极式结构，将整块永磁体均匀分为若干块，分段的永磁体错开一定的位移，在转子段之间形成斜极角，该斜极角为0～40电角度，相邻转子段之间斜极角保持一致；同时，两侧相对应地分段永磁体倾斜方向相反。

本实用新型的电动车用转子分段斜极式双盘式永磁电机由定子和转子两部分所构成。电机定子铁心采用开槽式背靠背结构，电枢绕组周向排列在定子铁心两侧，单个绕组横跨于相邻定子齿上，采用集中绕组；转子由永磁体和转子轭部构成，永磁体周向均匀分布在转子磁轭的表面，两侧永磁体采用N极-S极相对应的排列结构，均采用稀土永磁材料钕铁硼制成；将整块永磁体均匀分为若干块，分段的永磁体错开一定的位移，形成转子段之间的斜极角，相邻转子段之间斜极角保持一致；两侧转子盘上的永磁体斜极方向相反，提供了一种更为有效地削弱反电势谐波分量、抑制转矩脉动的方式；转子盘和定子铁心均采用导磁材料制成；电机轴采用非导磁钢。

电机具体工作原理如下：