[实用新型]永磁电机的转子斜极结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种混合动力汽车用永磁电机的永磁电机的转子斜极结构；属于电机领域。

背景技术

新能源汽车是未来汽车行业的发展方向，而混合动力汽车是汽车行业向新能源汽车发展的一个过渡产品，永磁电机具有高功率密度、高效率、高可靠性等优点，在混合动力汽车中得到广泛的应用，它甚至可以作为汽车的第二动力源。

由于永磁体的存在而带来的齿槽效应是在永磁电机绕组不通电时永磁体和定子铁芯之间相互作用产生的，它是由永磁体与电枢齿之间相互作用力的切向分量引起的。由于齿槽效应的影响，在电机运行时会产生较大的齿槽转矩和输出转矩波动，而且还会加重反电势谐波；从而导致永磁电机的功率因数降低，引起振动和噪声。

为了削弱齿槽效应，通常会采用定子斜槽或转子斜极的方法。在大功率的永磁电机中定子绕组通常采用成型绕组，这就使定子斜槽的工艺变得复杂，这种方法使用较少。转子斜极又可以分为连续斜极和分段斜极。采用连续斜极是最为理想的，但由于永磁体的特殊形状或嵌装方式的影响，增大了生产工艺操作难度，使得生产成本大大提高。

发明内容

本实用新型的目是解决上述所存在的问题，提出了一种能有效地削弱齿槽效应所带来的诸多影响的永磁电机的转子斜极结构。

本实用新型的技术方案是：转子的左铁芯、右铁芯上均开有永磁体槽和键槽；转子转轴上有两组不对称的左面齿和右面齿，转子转轴中间设有轴肩；转子的左铁芯通过键槽与转轴上的左面齿配合，右铁芯通过键槽与转轴上的右面齿相配合，在轴肩上安装有隔磁垫片，转子转轴的左面齿中心线与右面齿中心线形成θ角，左铁芯和右铁芯安装到转子转轴上，左铁芯的永磁体槽的中心线与右铁芯的永磁体槽的中心线之间也形成了θ角，从而实现转子分段斜极，左铁芯和右铁芯通过轴肩隔开，并轴向定位。

本实用新型的优点是，能够有效削弱齿槽转矩效应引起的转矩波动和齿槽转矩；进而减小震动和噪声；通过控制转轴上的左、右面齿的夹角θ来实现转子分段斜极，不仅结构简单，而且具有较高的可靠性高和良好的工艺性。每个定子铁芯的形状、结构都是一致相同的，可以大幅度提高转子铁芯叠片的生产效率，有利于降低成本和大批量生产。通过轴肩能够准确定位转子铁芯的轴向位置，并在轴肩上安装隔磁材料能够大幅削减两个转子铁芯轴向的漏磁。当分段式斜极转子分多段（分段数为3或4）时，通过分段数n（铁芯个数）和定子槽数N选择最佳的θ角，该结构依然能保证良好的工艺性能和结构可靠性，能够有效地削弱齿槽效应带来的影响，提高永磁电机的工作性能。

附图说明

图1为转子主视图示意图；

图2为转子右视图示意图；

图3为转子左视图示意图；

图4为转子转轴示意图；

图5为图4的左视图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明： 如图所示，转子的左铁芯5、右铁芯7上均开有永磁体槽1和键槽2；转子转轴8上有两组不对称的左面齿9和右面齿11，转子转轴8中间设有轴肩10；转子的左铁芯5通过键槽2与转轴上的左面齿9配合，右铁芯7通过键槽2与转轴上的右面齿11相配合，在轴肩10上安装有隔磁垫片6，转子转轴8的左齿中心线12与右面齿中心线13形成θ角，左铁芯5和右铁芯7安装到转子转轴8上，左铁芯5的永磁体槽1的中心线4与右铁芯7的永磁体槽1的中心线3之间也形成了θ角，从而实现转子分段斜极；左铁芯5和右铁芯7通过轴肩10隔开，并轴向定位。

转子分段斜极的最佳角度θ与永磁电机的分段数n（铁芯个数）和定子槽数N有关。从理论上讲，分段数n越大斜极效果就越接近连续斜极，效果就越好，但是生产工艺的复杂程度就会增加，电机的可靠性会降低。以4对极48槽内置径向式永磁电机为例，分段数在n在2～4段为最佳，最佳斜极角度θ为3.75°～5.625°。本案例以分段数为n=2，最佳斜极角度θ=3.75°。