[发明专利]铜损减少型驱动电动机

说明书

技术领域

本发明涉及混合型动力车或电动汽车的驱动电动机，尤其是一种驱动电动机，改变形成磁力矢量的线圈形状，从而降低铜损耗。

背景技术

一般，混合型动力车或电动汽车都会应用驱动电动机。提高驱动电动机的效率，可提高混合型动力车的燃料效率（每升油行驶距离），电动汽车可提高行驶的距离（每充电一次行驶的距离）。

图4显示的是一般的混合型动力车或电动汽车应用的驱动电动机的损失率（Loss Rate）。

图4甲所示的是市内行驶（低速1,000rpm）时的状态，如图所示驱动电动机（80KW）当中以20度为基准时，能看得出，因为频率较低，永久磁铁及转子、定子的铁损较低，但是相反铜损耗很大。

此时，总损耗当中铜损耗约占94%。

这是由于，在市内行驶状态时其速度为低速，但是又要求高转矩而引起的结果。

相反，图4乙是在高速公路行驶（高速11,500rpm）时的状态，如图所示驱动电动机（80KW）当中，铜损耗与低速行驶时相比低了很多，但是由于提高了频率，铁损随之增高了很多。

这是由于，铁损是由涡流损耗和滞留损耗组成的。

但是，此时总损耗当中铜损耗所占比率约为45%，也占有很高的比率。

这是由于，此时为高速状态，同时又是低转矩的原因。

如上所述，可知为了提高驱动电动机的效率，就要降低损耗，特别是要降低由线圈引起的铜损耗。

通常，增加线圈的面积可减少铜损耗，减少铜损耗是实现高效率驱动电动机的最关键因素。

图3是，如上所述，为了降低铜损耗而设置的驱动电动机线圈结构。

如图3甲所示，线圈200是通常用的环形线圈，但是其结构是为了减少线圈200在芯槽锲100的芯空间101所占有的空间，因此相对的减少了其线圈直径。

在此，上述芯空间101是根据芯槽锲100的宽幅的增加（Sb）而空间也随之增加（Sa）的结构形成，芯空间101同时又划分为至少二个分离空间101a、101b。

此时，用小直径线圈200稠密的填充芯空间101，相对的减少了芯空间101的空空间(Empty Space)，即死空间(Dead Space)。

但是，在电动机性能角度上降低线圈200的直径是有限的，因此，如图3甲放大部分所示，在芯空间101当中必定会存在死空间，导致了降低铜损耗的有限性。

相反，图3乙是，线圈400与芯槽锲300的芯空间301形成相同的结构，从而避免了类似于环形线圈的死空间存在。

这时，上述芯空间301是由与芯槽锲100的宽幅增加（tb）相应宽幅（ta）形成，上述芯空间301上的线圈400至少要形成四层的结构。

因此，在此状态下可增加线圈400的面积或线圈数量，则与环形线圈相比更能减少铜损耗，从而可进一步接近高效率驱动电动机的设计目标。

这是由于，根据磁动势F=N(转数)*I（电流）的特性，使用同样的电流也可以增大磁动势，磁动势的增大又能增加转矩，可改善输出密度。

但是，如上述结构，芯槽锲300可逐渐增大宽幅（tb），但是线圈400形成一定的宽幅（ta），如图3乙右图所示，必定会存在着饱和磁通量密度及磁动势相对稀薄的领域（a）。

因此，虽然与环形线圈相比，相对的减少了铜损耗，但还是存在着如上所述的饱和磁通量密度及磁动势稀薄的领域（a），因此在开发高效率驱动电动机方面还是存在着一定的缺点。

发明内容

技术课题

考虑到如上所述问题点，本发明提供，根据逐渐增大的宽幅线圈宽幅也随之增加，在整个范围内提高饱和磁通量密度及反电动势，提高效率，同时又避免了死空间的存在，使线圈面积最大化，从而降低了铜损耗，实现高效率的、铜损减少型驱动电动机的目的。

技术方案

为了达到上述目的，本发明提供一种铜损减少型驱动电动机，其特征在于，包括：从中心向外侧宽幅逐渐增大，与下端槽锲成阶梯型的上端槽锲形成的芯槽锲；上述下端槽锲内部形成的空空间，即下端线圈空间；与上述下端线圈空间相比更大的空间、在上述上端槽锲内部形成的空空间，即上端线圈空间；与上述下端线圈空间形状一致，以无死空间(Dead Space)状态绕卷的下端线圈体；与上述上端线圈空间形状一致，以无死空间(Dead Space)状态绕卷的上端线圈体。

上述上端槽锲的宽幅与上述下端槽锲宽幅相比变窄，形成阶梯型芯槽锲结构，上述上端槽锲的宽高与上述下端线圈空间一致，上述下端槽锲的宽高与上述上端线圈空间一致。