[发明专利]一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构

权利要求书

1.一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构，其特征在于：它包括永磁体主磁极(1)、永磁体副磁极(2)和铁氧体辅助磁极(3)，其中永磁体副磁极(2)与铁氧体辅助磁极(3)的数量均为两个，且两个永磁体副磁极(2)对称布置在永磁体主磁极(1)的两端，两个铁氧体辅助磁极(3)对称布置且分别位于两个永磁体副磁极(2)上远离永磁体主磁极(1)的一端；

永磁体主磁极(1)与永磁体副磁极(2)均进行偏心削极，其中永磁体主磁极(1)的内圆弧与外圆弧以及永磁体副磁极(2)的内圆弧与外圆弧均偏心设置，铁氧体辅助磁极(3)的内圆弧与外圆弧同心设置，且永磁体主磁极(1)的内圆圆心、永磁体副磁极(2)的内圆圆心及铁氧体辅助磁极(3)的内圆圆心重合；

永磁体主磁极(1)的充磁方向为径向充磁，永磁体副磁极(2)的充磁角度为θ；

永磁体主磁极(1)所对应的圆心角度为α₁，永磁体主磁极(1)和两个永磁体副磁极(2)所共同对应的圆心角度为α₂，整个磁极结构所对应的圆心角度为α₃；

当且永磁体副磁极(2)的充磁角度为45°时，集成式偏心磁极结构能够最大程度削减3次、5次谐波。

2.根据权利要求1所述的一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构，其特征在于：永磁体副磁极(2)的充磁角度θ由永磁体主磁极(1)所对应的圆心角度α₁、外圆半径R₁和永磁体副磁极(2)所对应的圆心角度α₂-α₁、外圆半径R₂综合决定，在确定分段偏心集成式磁极的结构尺寸后，基于轮毂电机负载条件下气隙径向磁密的解析模型，计算得到不同充磁角度θ下的电机径向气隙磁通密度波形，并通过Matlab软件进行参数化扫描，得到气隙磁密谐波含量最小且基波幅值较优时对应的充磁角度，然后基于Maxwell有限元仿真软件校核后确定。

3.根据权利要求1所述的一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构，其特征在于：增大永磁体主磁极(1)所对应的圆心角度α₁，能够降低永磁体主磁极(1)产生的气隙磁场中的5次及5次以上谐波的幅值。

4.根据权利要求1所述的一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构，其特征在于：当永磁体主磁极(1)所对应的圆心角度α₁和副磁极的充磁角度θ固定时，增加永磁体副磁极(2)所对应的圆心角度α₂-α₁能够提升气隙磁密中的基波分量，同时抑制气隙磁密中高次谐波的含量。

5.根据权利要求1所述的一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构，其特征在于：当且永磁体副磁极(2)的充磁角度为45°时，集成式偏心磁极结构能够最大程度削减7次、11次、13次谐波。

6.根据权利要求1所述的一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构，其特征在于：当永磁体主磁极(1)、永磁体副磁极(2)和铁氧体辅助磁极(3)所对应的圆心角度固定时，增加永磁体主磁极(1)的偏心距b₁+b₂能够在不影响气隙磁场中谐波分量幅值的前提下增大气隙磁场中的基波分量的幅值。

7.根据权利要求1所述的一种轮毂电机的分段偏心集成式磁极结构，其特征在于：所述永磁体主磁极(1)采用钕铁硼材料，永磁体副磁极(2)为Halbach阵列永磁体，所述铁氧体辅助磁极(3)采用软磁铁氧体材料。