內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及電機(jī)，尤其涉及一種內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子。
【背景技術(shù)】
[0002]永磁電機(jī)以其高效率、高功率密度的優(yōu)點(diǎn)在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，比如工業(yè)伺服領(lǐng)域，車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)領(lǐng)域等。然而，永磁電機(jī)由于磁場(chǎng)固定，因而空載情況下會(huì)因開(kāi)槽的影響而形成的齒槽轉(zhuǎn)矩，而且設(shè)計(jì)不合理的情況下，轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)也會(huì)較大。在車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)領(lǐng)域，嚴(yán)重的齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的存在不僅會(huì)造成整車機(jī)構(gòu)上的問(wèn)題，而且會(huì)帶來(lái)車輛的抖動(dòng)，還會(huì)帶來(lái)噪聲問(wèn)題，嚴(yán)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(dòng)的技術(shù)方面，傳統(tǒng)的常見(jiàn)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(guò)改變轉(zhuǎn)子的外形，將氣隙磁密波形正弦化，削弱磁場(chǎng)諧波，從而削弱齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)；
[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(kāi)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(guò)將定子鐵心扭過(guò)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(dòng)；
[0010]4)轉(zhuǎn)子斜極技術(shù)；
[0011]將定子斜槽的原理應(yīng)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(guò)較少的分段數(shù)同樣可以實(shí)現(xiàn)特定諧波的相互抵消。雖然和長(zhǎng)隊(duì)斜極技術(shù)有一定區(qū)別，其原理都是諧波抵消；
[0012]6)不對(duì)稱磁極技術(shù)
[0013]將多個(gè)磁極做成不對(duì)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(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)，然而這種技術(shù)往往會(huì)造成電機(jī)的徑向力過(guò)大，從而引起額外的噪聲振動(dòng)問(wèn)題。
[0014]縱觀這些技術(shù)應(yīng)用的原理，基本都不外乎兩種，一是將磁場(chǎng)諧波進(jìn)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(huì)對(duì)磁通量及反電勢(shì)基波產(chǎn)生一定程度的削弱，反映在電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出上就會(huì)有一定程度的損失，從而影響電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度、功率密度。應(yīng)用這兩種原理在削弱齒槽轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的同時(shí)，保證磁通量沒(méi)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(dòng)優(yōu)化方式:轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)優(yōu)化。它通過(guò)改變極弧系數(shù)從而改變氣隙磁密及定轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)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(xiàng)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(gè)極大的問(wèn)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(shí)，電機(jī)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(shè)計(jì)電機(jī)造成了很難協(xié)調(diào)的問(wèn)題。如何把這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行解決，就能很好的兼顧功率密度和齒槽轉(zhuǎn)矩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的目的，就是為了解決在削減齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的基礎(chǔ)上，盡可能不影響轉(zhuǎn)矩密度及功率密度的問(wèn)題。同時(shí)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(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子沖片上均勻分布有偶數(shù)個(gè)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(shè)置，每個(gè)轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設(shè)有至少兩個(gè)凹槽。所述的轉(zhuǎn)子鐵心每個(gè)轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設(shè)有至少兩個(gè)凹槽，且所述轉(zhuǎn)子鐵心每個(gè)轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位設(shè)有的兩個(gè)以上的凹槽相對(duì)于極中心線對(duì)稱。調(diào)整這些凹槽的位置、寬度及深度能改變氣隙磁場(chǎng)的分布，就能改變齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。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(dòng)。而且由于這些凹槽窄且淺，因此對(duì)磁通量的影響微乎其微，對(duì)轉(zhuǎn)矩密度及功率密度的影響也可以忽略。
[0018]本發(fā)明比較完滿的解決了削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，不削弱磁通、轉(zhuǎn)矩密度及功率密度的問(wèn)題。相對(duì)于其他齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)削弱方式，本發(fā)明對(duì)磁通及反電勢(shì)的削弱可以忽略，有效保持了電機(jī)的功率密度。而且本技術(shù)的使用不會(huì)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(biāo)極弧系數(shù)優(yōu)選的情況下，同樣可以利用本發(fā)明技術(shù)達(dá)成齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的削弱。
[0019]從本質(zhì)上講，本發(fā)明的原理和極弧系數(shù)優(yōu)化技術(shù)的原理類似，它通過(guò)在轉(zhuǎn)子上增加的凹槽改變了原有均勻氣隙下本來(lái)應(yīng)該有較大磁力的時(shí)候的磁場(chǎng)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(shè)計(jì)可以磁通量、轉(zhuǎn)矩及功率密度為目標(biāo)優(yōu)化，而不用考慮極弧系數(shù)對(duì)齒槽轉(zhuǎn)矩的影響。
[0020]從表象上看，增加了凹槽后，磁場(chǎng)諧波仍然存在，但它的存在改變了定子開(kāi)槽影響對(duì)轉(zhuǎn)子拖動(dòng)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(dòng)的作用。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子的整體立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子的局部正視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]參見(jiàn)圖1，配合參見(jiàn)圖2，本發(fā)明內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子沖片I上均勻分布有偶數(shù)個(gè)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(shè)置，每個(gè)轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設(shè)有至少兩個(gè)凹槽4。
[0024]本發(fā)明一實(shí)施例如圖2所示，在每個(gè)轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設(shè)有兩個(gè)的凹槽4，兩凹槽相對(duì)于極中心線對(duì)稱。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子沖片上均勻分布有偶數(shù)個(gè)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(shè)置，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子鐵心每個(gè)轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設(shè)有至少兩個(gè)凹槽。2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子，其特征在于:所述的轉(zhuǎn)子鐵心每個(gè)轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設(shè)有至少兩個(gè)凹槽，且所述轉(zhuǎn)子鐵心每個(gè)轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位設(shè)有的兩個(gè)以上的凹槽相對(duì)于極中心線對(duì)稱。
【專利摘要】一種內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子。所涉及的內(nèi)嵌式永磁電機(jī)的虛槽轉(zhuǎn)子，其轉(zhuǎn)子沖片上均勻分布有偶數(shù)個(gè)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(shè)置，每個(gè)轉(zhuǎn)子極在沖片外圓部位分別設(shè)有至少兩個(gè)凹槽。該凹槽的設(shè)計(jì)能有效降低齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)。相對(duì)于其他齒槽轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)削弱方式，本發(fā)明對(duì)磁通及反電勢(shì)的削弱可以忽略，有效保持了電機(jī)的功率密度。
【IPC分類】H02K1/27
【公開(kāi)號(hào)】CN105099026
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410219871
【發(fā)明人】應(yīng)紅亮, 貢俊, 賈愛(ài)萍
【申請(qǐng)人】上海電驅(qū)動(dòng)股份有限公司, 上海汽車電驅(qū)動(dòng)有限公司, 上海汽車電驅(qū)動(dòng)工程技術(shù)研究中心有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2014年5月22日