[发明专利]一种分段斜极式EPS无刷电机转子

说明书

本发明公开了一种分段斜极式EPS无刷电机转子，包括转轴、转子铁芯和磁钢，磁钢贴装固定在转子铁芯的表面，且磁钢和转子铁芯的轴向中心对齐，转轴穿装在转子铁芯上，转子铁芯的数量为N，且N＞1，相邻两段转子铁芯旋转错开有轴向叠加的角度θ，对于分数槽EPS无刷电机，θ=α*360°/[N*LCM(Z,2P)]，对于整数槽EPS无刷电机，θ=α*360°/（N*Z），Z为定子槽数，P为电机极对数，LCM(Z,2P)为Z和2P的最小公倍数，α为调整系数，0.9＜α小于1.3。本发明能够使电机的齿槽转矩最低，减少了磁钢轴向漏磁，进一步保证了最低齿槽转矩的情况下电机仍具有高功率密度。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机转子，特别涉及一种分段斜极式EPS无刷电机转子。

背景技术

齿槽转矩会使电机产生振动和噪声，出现转速波动，使电机不能平稳运行，影响电机的性能。EPS系统要求电机的齿槽转矩尽量小,可以采取分段斜极的方法来抑止齿槽转矩，如申请号为201210079014.8发明专利“一种分段斜极靴式永磁电机转子”公开了一种绕转轴相邻的转子铁芯和磁钢旋转错开θ角度轴向叠加的转子结构，θ=360°/[N*LCM(Z,2P)]，N为分段数，Z为定子槽数，P为电机极对数，LCM(Z,2P)为Z和2P的最小公倍数，这种公式没有分情况计算，实际最优值不一定就是计算值，有可能在计算值附近，机械的套用这个公式，电机的非线性因素如漏磁造成电机反电势谐波特别是低次且奇数次5次谐波含量升高，5次谐波含量关系到电机的转矩波动。EPS系统对电机扭矩波动有较高要求，所以EPS无刷永磁电机常会对反电势5次谐波含量做严格的规定。特别在分段数较少的情况下，如N为1-3时，斜槽系数会小于斜极系数会小于斜槽系数。相邻两个分段轴向相异的磁钢接触部分漏磁严重，如申请号为201610475182.7发明专利“一种分段斜极转子及其电机”公开了一种绕转轴相邻的转子铁芯和磁钢旋转错开θ角度轴向叠加的转子结构，θ=β*180°/[N*LCM(Z,2P)]，Z为定子槽数，P为电机极对数，LCM(Z,2P)为Z和2P的最小公倍数，0.53≥β≥0.4,虽然引入了调整系数，这个方案的前提条件是N为2或3的情况。在N＞3时，方案没有说明，在实际使用时，N大部分是大于3的。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种分段斜极式EPS无刷电机转子。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种分段斜极式EPS无刷电机转子，包括转轴、转子铁芯和磁钢，磁钢贴装固定在转子铁芯的表面，且磁钢和转子铁芯的轴向中心对齐，转轴穿装在转子铁芯上，转子铁芯的数量为N，且N＞1，相邻两段转子铁芯旋转错开有轴向叠加的角度θ，对于分数槽EPS无刷电机，θ=α*360°/[N*LCM(Z,2P)]，对于整数槽EPS无刷电机，θ=α*360°/（N*Z），Z为定子槽数，P为电机极对数，LCM(Z,2P)为Z和2P的最小公倍数，α为调整系数，0.9＜α小于1.3。

当转子铁芯的数量1＜N≤3时，每段转子铁芯的长度为L，磁钢的长度为β*L，β为调整系数，且0.8＜β小于0.98。

转子铁芯的数量1＜N≤3时，磁钢轴向的相异极性接触部分裁去悬空，裁去悬空部分的长度为γ*L，γ为调整系数，0.01＜γ＜0.1。

转子铁芯的数量1＜N≤3时，相邻两段转子铁芯之间具有硅钢圈和铜圈。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用了调整系数α， 且最优值由软件参数化仿真的方法获取，对电机进行分类并引入调整系数即可，避免了机械利用公式而失去最优值的情况，可以使电机的齿槽转矩较小时反电势5次谐波含量也较低。

而当转子铁芯的数量1＜N≤3时，磁钢轴向的相异极性接触部分会变长，造成相异极性部分漏磁严重，而本发明具有以下防漏磁措施：