[实用新型]一种EPS电机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种EPS电机，具体为一种永磁直流有刷电动机。

背景技术

   电动助力转向（electronic power steering,EPS）系统直接通过电动机即EPS电机的输出给驾驶员提供助力，电动机只有在转向时才工作，不在转向时几乎没有动力消耗，使汽车具有更好的燃油经济性。

EPS电机主要用途是为汽车转向提供助力，与一般的永磁直流电动机相比，存在以下特点：

1）EPS系统传动比较大，微小的力矩变化对应于实际输出也会产生较大的力矩波动，因此对于电机的齿槽转矩有较高要求；

2）汽车的安装空间较小，对于电机的功率密度要求较高，要求电机要有较高的电磁负荷；

3）电机安装在驾驶舱内，使用频繁，距离人耳距离较近，对于电机的噪声要求较高。

永磁直流有刷电机最关键最基本的技术参数为极数，槽数和极弧系数的配合，确定了这些配合，就基本确定了电机的材料成本和基础性能，所以这些基本技术参数配合规律的研究非常重要。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是提供一种定子内永磁体利用率好、噪声小的EPS电机。

本实用新型的发明目的是通过优化EPS电机的极数、槽数和极弧系数这些基本技术参数的配合方案实现的，具体技术方案为：一种EPS电机，包括定子、转子，所述定子包括机壳、电刷和分布在机壳内周表面的永磁体，所述转子包括电枢铁芯、电枢绕组、换向器和转轴，所述电枢铁芯上具有多个槽，所述电枢绕组分布在所述电枢铁芯的槽中；

其特征在于，所述EPS电机的极数为2或4，槽数n为偶数，极弧系数w=(2/n)*m，m为使极弧系数w在0.6~0.9之间取值的整数。

作为本实用新型的优选方案：所述EPS电机的极数为4，槽数n=4k±2，k为整数。

所述槽数n在成本和强度能接受的情况下尽量多。

所述m随所述电枢铁芯直径的增大而增大。

作为本实用新型的可选实施方式：k=4、5或6。

作为本实用新型的较佳实施例，所述EPS电机的极数为4，槽数n=22，极弧系数w= 7/11或8/11；所述EPS电机的极数为4，槽数n=18，极弧系数w= 8/9或7/9；所述EPS电机的极数为4，槽数n=26，极弧系数w=10/13或11/13。

本实用新型具有如下有益效果：本实用新型通过优化电机极数、槽数和极弧系数这些基本技术参数的配合方案，减小了电机磁极的漏磁通，提高了永磁体的利用率，而且大大减小了电机因磁拉力振动而引起的噪声。

附图说明

图1是本实用新型EPS电机的一个实施例；

图2为2级电机极距变化引起的漏磁通变化的示意图；

图3为4级电机极距变化引起的漏磁通变化的示意图；

图4a、4b为当电机槽数为偶数时，电机转子在不同位置时，造成电机定子产生周期性变形和电磁噪声的展示图；

图5a、5b为当电机槽数为奇数时，电机转子在不同位置时，造成电机定子和转子产生周期性变形和电磁噪声的展示图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例的EPS电机，包括定子、转子，定子包括机壳1、电刷（未画出）和分布在机壳内周表面的永磁体2，转子包括电枢铁芯3、电枢绕组（未画出）、换向器（未画出）和转轴（未画出），电枢铁芯3上具有多个槽，电枢绕组分布在电枢铁芯3的槽中，直流电源的电能通过电刷和换向器进入电枢绕组，产生电枢电流，电枢电流产生的磁场与主磁场相互作用产生电磁转矩，通过驱动转轴旋转带动负载。

 由于本实用新型对EPS电机的改进主要体现在优化电机极数、槽数和极弧系数这些基本技术参数的配合方案，电机其它部分的结构与现有EPS电机相同。

技术方案分析：

1）极数选择2级或4级：

对于一般的小型永磁直流电机，磁极部分存在着主磁通和漏磁通，对电机性能起作用的是主磁通，漏磁通是要尽力避免的，漏磁通越大，永磁体的利用率越差，极数增多时，由于极距减小，漏磁通增加明显，为了减小漏磁通，必须减小极弧，所以一般的，永磁直流电机的级数选择2级或者4级，图2和图3所示分别为2级电机和4级电机的极距变化引起的漏磁通变化的示意图。

2）槽数选择：

槽数应选择为偶数：