本發(fā)明涉及一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)，屬于汽車電器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

愈演愈烈的能源短缺與環(huán)境惡化問(wèn)題迫使人們尋找替代內(nèi)燃機(jī)汽車的方法，而電動(dòng)汽車無(wú)疑成為主要手段之一。而在電動(dòng)汽車的整車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)占據(jù)重要地位，直接決定了整車性能的優(yōu)劣。因此，研究和開(kāi)發(fā)出適用于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)用的電機(jī)在開(kāi)發(fā)高性能電動(dòng)汽車過(guò)程中具有關(guān)鍵地位和作用，對(duì)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有里程碑意義。

磁阻電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為一種新型驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，兼有直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳統(tǒng)交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)，具有起動(dòng)電流小、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大、可靠性高、損耗小、效率高，可以方便實(shí)現(xiàn)四象限運(yùn)行等突出優(yōu)點(diǎn)，很適合電動(dòng)汽車的各種工況下運(yùn)行，是電動(dòng)汽車中極具有潛力的電機(jī)種類，有著廣闊的市場(chǎng)前景。但是磁阻電機(jī)涉及車輛工程、磁阻電機(jī)理論、電力電子和控制理論等眾多學(xué)科領(lǐng)域，導(dǎo)致其研究的復(fù)雜性，因此其在電動(dòng)車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)方面還有待進(jìn)一步的研究與完善。

目前電動(dòng)汽車上使用的電機(jī)多為電磁型電機(jī)。例如相關(guān)授權(quán)的發(fā)明專利：一種電動(dòng)車用電機(jī)，專利號(hào)： 201010118916.9，發(fā)明了一種電動(dòng)車用電機(jī)包括定子組件、轉(zhuǎn)子架體和外轉(zhuǎn)子，其定子組件包括固定軸、與固定軸連接的定子支架、均布于定子支架上的多組相同結(jié)構(gòu)的獨(dú)立鐵芯單元。該發(fā)明可減輕電機(jī)的重量，能減少單個(gè)電機(jī)的矽鋼片的用量。

另外，也有一些關(guān)于磁阻電機(jī)的專利，例如申請(qǐng)專利：電動(dòng)車、車輪及其開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，申請(qǐng)?zhí)枺?01610862047.8，提出了一種外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子結(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)，該開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)包括殼體及設(shè)于殼體內(nèi)的外轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子，內(nèi)定子包括繞周向間隔設(shè)置的多個(gè)定子齒和位于定子齒之間的定子槽。該開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)具有轉(zhuǎn)矩大、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、成本低的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的創(chuàng)造性不在于輪轂電機(jī)技術(shù)和平衡車技術(shù)的結(jié)合。

目前申請(qǐng)人經(jīng)國(guó)內(nèi)外檢索，尚未檢索到本發(fā)明所涉及的利用永磁雙凸極原理，并且采用不同定子極大小、特殊極弧系數(shù)和偏角匹配的一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了發(fā)明一種體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠的一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)，所述為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括定子鐵心(1)、轉(zhuǎn)子鐵心(4)、永磁體(3)、電樞繞組(5)和軸(2)，其特征在于：

所述轉(zhuǎn)子鐵心(4)固定在軸(2)上，轉(zhuǎn)子鐵心(4)上有8個(gè)均布的凸形轉(zhuǎn)子極，凸形轉(zhuǎn)子極的極弧系數(shù)為0.5；

所述定子鐵心(1)由三個(gè)均布的子定子鐵心(1)組成，每個(gè)子定子鐵心(1)有兩個(gè)極弧機(jī)械角為15°的電樞定子極和一個(gè)極弧機(jī)械角為22.5°的永磁定子極，其中兩個(gè)電樞定子極分別位于永磁定子極的兩邊，永磁定子極和電樞定子極之間有定子鐵心(1)軛部連接；

永磁定子極和電樞定子極之間有定子槽，所述定子槽極弧的機(jī)械角為30°；

每個(gè)永磁定子極上固定有永磁體(3)，所有永磁體(3)充磁方向一致；

每個(gè)電樞定子極上繞有電樞繞組(5)，同一個(gè)子定子鐵心(1)上的電樞繞組(5)繞向相反；

兩個(gè)勵(lì)磁定子極之間的電樞繞組(5)繞向相反，串聯(lián)組成一相，電樞繞組(5)分為三相。

如上所述的一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)，其特征在于：轉(zhuǎn)子極為非斜極結(jié)構(gòu)，所述電機(jī)采用無(wú)刷直流電機(jī)所用的三相六拍控制方法進(jìn)行控制。

本發(fā)明的有益效果是：

1電機(jī)的三相繞組互相隔離，可以把故障限制在一相內(nèi)，以減小故障相對(duì)其它相造成負(fù)面影響，防止故障傳播；

2本發(fā)明采用永磁雙凸極原理，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靠性高的特點(diǎn)；

3轉(zhuǎn)子上沒(méi)有永磁體，工作可靠；

4總的磁鏈較短，定子鐵心磁阻小，鐵耗少；

5總的磁鏈較短，硅鋼片用量少、電機(jī)重量輕；

6繞組皆為集中式繞組，內(nèi)阻小，效率高。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、定子鐵心，2、軸，3、永磁體，4、轉(zhuǎn)子鐵心，5、電樞繞組。

圖2是本發(fā)明一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)的永磁體充磁方向示意圖。

圖3是本發(fā)明一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)的A相繞組磁鏈圖。

圖4是本發(fā)明一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)的采用無(wú)刷直流電機(jī)所用的三相六拍控制方法示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)，為使本發(fā)明的技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以及參照附圖并舉實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示該電機(jī)由定子鐵心(1)、轉(zhuǎn)子鐵心(4)、永磁體(3)、電樞繞組(5)和軸(2)組成，轉(zhuǎn)子鐵心(4)固定在軸(2)上，轉(zhuǎn)子鐵心(4)上有8個(gè)均布的凸形轉(zhuǎn)子極，凸形轉(zhuǎn)子極的極弧系數(shù)為0.5；

定子鐵心(1)由三個(gè)均布的子定子鐵心(1)組成，每個(gè)子定子鐵心(1)有兩個(gè)極弧機(jī)械角為15°的電樞定子極和一個(gè)極弧機(jī)械角為22.5°的永磁定子極，其中兩個(gè)電樞定子極分別位于永磁定子極的兩邊，永磁定子極和電樞定子極之間有定子鐵心(1)軛部連接；永磁定子極和電樞定子極之間有定子槽，所述定子槽極弧的機(jī)械角為30°。

在每個(gè)電樞定子極上繞有電樞繞組(5)，同一個(gè)子定子鐵心(1)上的電樞繞組(5)繞向相反。兩個(gè)勵(lì)磁定子極之間的電樞繞組(5)繞向相反，串聯(lián)組成一相，電樞繞組(5)分為三相。

圖2是本發(fā)明一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)的永磁體充磁方向示意圖?？梢钥闯?，在每個(gè)永磁定子極上固定有永磁體(3)，所有永磁體(3)充磁方向一致。

圖3是本發(fā)明一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)的A相繞組磁鏈圖。當(dāng)轉(zhuǎn)子逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，A極上的繞組磁鏈由最大值開(kāi)始減小，-A極上的繞組有最小值轉(zhuǎn)向增加。當(dāng)A極上的繞組和-A極上的繞組反向串聯(lián)時(shí)，可以形成雙極性的磁鏈。

圖4本發(fā)明一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)的是采用無(wú)刷直流電機(jī)所用的三相六拍控制方法示意圖。采用傳統(tǒng)永磁無(wú)刷直流的三相六狀態(tài)的控制策略，其三相電流波形非常接近梯形波。具體方法是給磁鏈增加的極上的繞組通以正向電流，給磁鏈減小的極上的繞組通以負(fù)向電流，所述永磁磁阻電機(jī)便可以輸出正的轉(zhuǎn)矩。

下面對(duì)本發(fā)明提出的一種電動(dòng)汽車用互補(bǔ)型永磁磁阻電機(jī)進(jìn)行工作原理的說(shuō)明?？梢岳斫獾氖牵瑢?duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。

本發(fā)明所述電機(jī)在永磁體的作用下產(chǎn)生磁場(chǎng)，在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的磁通將經(jīng)過(guò)定子軛部、定子極、氣隙、轉(zhuǎn)子極、轉(zhuǎn)子軛部形成閉合磁路。作為電動(dòng)機(jī)時(shí)，通過(guò)位置傳感器檢測(cè)電機(jī)轉(zhuǎn)子位置，將位置信號(hào)輸送給控制器后，控制器控制功率變換器的相應(yīng)開(kāi)關(guān)管，給磁鏈上升的繞組通以正向電流，給磁鏈下降的繞組通以負(fù)向電流，電機(jī)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)外輸出轉(zhuǎn)矩；電機(jī)發(fā)電運(yùn)行時(shí)，當(dāng)勵(lì)磁繞組通有恒定電流時(shí)，在電機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的磁通將經(jīng)過(guò)定子軛部、定子極、氣隙、轉(zhuǎn)子極、轉(zhuǎn)子軛部形成閉合磁路。外加機(jī)械力傳動(dòng)轉(zhuǎn)子使其按某一方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于每相電樞繞組所匝鏈的磁鏈發(fā)生變化，繞組將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，當(dāng)繞組與外接負(fù)載連接時(shí)，則電機(jī)發(fā)電，向負(fù)載輸送電能。當(dāng)負(fù)載或轉(zhuǎn)速變化時(shí)，可通過(guò)調(diào)壓器調(diào)節(jié)勵(lì)磁繞組的電流大小來(lái)維持恒定電壓輸出。

需要指出的是，本發(fā)明的創(chuàng)新點(diǎn)不是簡(jiǎn)單的選取或優(yōu)化問(wèn)題。本申請(qǐng)電樞定子極弧系數(shù)、轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)、永磁定子極極弧系數(shù)等具有無(wú)窮多個(gè)的配合，加上各個(gè)極之間的角度也不一樣，因此在沒(méi)見(jiàn)到本申請(qǐng)的技術(shù)內(nèi)容、且不具備的創(chuàng)造性思維的研究人員無(wú)法在有限時(shí)間內(nèi)求出最可行的方案。

可以理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。