CN204615605U - 一种电动汽车用大扭矩永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种永磁电机，具体涉及一种电动汽车用大扭矩永磁电机。为了克服现有技术中永磁电机都存在齿槽转矩，使得的永磁电机出力较小，浪费了永磁体材料，并且现有技术中减弱齿槽转矩的方法所需成本相对较高，且提高电机扭矩的效果不明显的缺点，本实用新型提供了一种电动汽车用大扭矩永磁电机，包括有定子、转子和转轴、永磁体和电机外壳体。本实用新型通过斜错的设置上部槽和下部槽，使得齿槽转矩得到降低，增加了堵转扭矩，使得电机出力增加；使得永磁体制作更加方便，降低生产成本，散热及强度效果好，无须散热筋，降低重量及成本，采用集中式绕组结构，降低了铜耗，电机转轴直接驱动电动汽车轮毂，降低了整车所需生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种永磁电机，具体涉及一种电动汽车用大扭矩永磁电机。
背景技术
随着中国经济的快速发展与人民生活水平的逐步提升，汽车进入中国普通百姓家庭已是不可改变的事实与趋势，中国人也一样要享受快速便捷的现代汽车文明，而且汽车及相关产业的发展将成为中国的重要经济支柱之一。2009年中国的汽车持有量已经达到6962万辆，但按汽车人均普及率计算，中国还远不及全球的平均水平。如果依赖不可再生的能源如石油等，中国人将不可能实现普及汽车的梦想，用不了多长时间，中国的加油站前将排起长队，中国汽车工业也将不得不停滞发展的步伐。寻求更高效、更简洁的动力能源成为突破这一瓶颈的关键。采用永磁励磁取代电励磁以节省能源消耗已成为全世界的共识，同时由于我国是世界稀土次元最丰富的国家，开发研究和推广应用新型结构的稀土永磁电机，具有重要的理论意义和实用价值。
永磁电机就是通过以稀土永磁材料制造的磁钢作为励磁的来源。在永磁电机绕组不通电时永磁体和定子铁心之间相互作用会产生一个转矩，称为齿槽转矩，这一转矩是由永磁体与电枢齿之间相互作用力的切向分量引起的，一般齿槽转矩应该尽量小,否则极易产生振动和噪音，影响***的控制精度，使得永磁电机难以获得较高的扭矩输出。现有传统技术中往往是通过设置定子斜槽、转子斜极或者合理选择极弧系数等方法，但是对于铁芯长宽比很小的永磁电机，定子斜槽的作用就不大，而永磁体磁极要做成斜极往往需要增加生产的加工工艺，使得消耗大量成本后，并未取得相当较好的效果。现有传统的电动汽车普遍输出扭矩小，在遇到爬坡或者转载货物相对较多时，启动相对困难，爬坡能力相对差，输出力矩相对较小，制约了电动汽车行业的发展。
实用新型内容
（1）要解决的技术问题
本实用新型为了克服现有技术中永磁电机都存在齿槽转矩，使得的永磁电机出力较小，浪费了永磁体材料，并且现有技术中减弱齿槽转矩的方法所需成本相对较高，且提高电机扭矩的效果不明显的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种电动汽车用大扭矩永磁电机。
（2）技术方案
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种电动汽车用大扭矩永磁电机，包括有定子、转子和转轴，以及设置在转子外圆表面的永磁体和设置有定子的电机外壳体；
定子包括有电枢绕组及其固定件，电枢绕组包括有线圈部和凸极部，线圈部采用集中式结构，凸极部设置在环形线圈内环面中间；转子包括有转子铁芯，转子铁芯采用腹板结构，中间设置有转轴孔和键槽，转子铁芯上还设置有扇形风口，转子铁芯的外圆表面上设置有磁钢卡槽，卡槽分为上部槽和下部槽，上部槽和下部槽将整个转子铁芯的外圆表面均分为两部分；上部槽和下部槽上分别通过胶水卡接有永磁体，下部槽相对于上部槽顺时针旋转不小于1°角，每一个上部槽对应下方的下部槽卡接相同磁性的永磁体，每一个上部槽或者下部槽相邻的槽设置相异磁性的永磁体材料，上部槽和下部槽的数量相同，上部槽和下部槽均为燕尾槽型结构，电机外壳体为扁平型结构。
优选地，所述上部槽和下部槽分别设置有40-48个。
优选地，所述转子铁芯厚度为70-90mm。
优选地，所述转子铁芯的直径为350-360mm。
优选地，所述转轴直接与电动汽车轮毂连接。
优选地，所述上部槽和下部槽的燕尾槽两侧与燕尾槽底部成75-85°角。
优选地，所述定子的电枢绕组为20-24匝。
优选地，所述电机外壳体材料为铝合金。
工作原理：由电机功率公式可知，电机输出功率与铁芯长度成正比，与铁芯外径的平方成正比，本实用新型增大了大约一倍的铁芯外径，通过铁芯长度至少小幅减小，电机输出功率得到增加，由于电机转轴直接与电动汽车轮毂连接，中间不需要减速机构，实现了大功率的通过，电机转速保持在相对较低范围，使得输出的扭矩提高。由于采用斜错的设置上部槽和下部槽，使得上下用磁性的永磁体之间错开一个距离，减小了永磁电机的齿槽转矩，增加了堵转转矩，使得电机输出力矩增大，提高了扭矩的输出率。
（3）有益效果
本实用新型具有的有益效果是:(1)通过将整个永磁电机做成扁平型结构，且斜错的设置上部槽和下部槽，使得上下用磁性的永磁体之间错开一个距离，使得永磁电机的齿槽转矩得到降低，增加了电机的堵转扭矩，使得电机出力增加，提高了电机的扭矩输出率；（2）通过将现有技术中的永磁体分成上下两块，使得永磁体制作更加方便，不需要制作成长度大且为扇形结构的永磁体块，降低生产成本；（3）电机外壳体材料采用铝合金，散热及强度效果好，机壳表面光滑，无须散热筋，降低重量及成本；（4）采用集中式绕组结构，端部相对缩，降低了铜耗，减少了铜等材料的使用量；（5）电机转轴直接驱动电动汽车轮毂，降低了整车所需生产成本，提高了效率。
附图说明
图1为本实用新型的对电机外壳体进行全剖视的结构示意图。
图2为本实用新型的转子和转轴立体结构示意图。
图3为本实用新型的转子铁芯结构示意图。
图4为本实用新型的图3中A的放大结构示意图。
图5为本实用新型的磁钢卡槽中设置有磁钢的结构示意图。
图6为本实用新型的集中凸极式电枢绕组的结构示意图。
附图中的标记为：1-电机外壳体，2-电枢绕组，3-转子铁芯，4-永磁体，5-转轴，6-燕尾槽底部，7-上部槽，8-下部槽，9-扇形风口，10-线圈部，11-凸极部。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
实施例1
一种电动汽车用大扭矩永磁电机，如图1-6所示，包括有定子、转子和转轴5，以及设置在转子外圆表面的永磁体4和设置有定子的电机外壳体1；
定子包括有电枢绕组2及其固定件，电枢绕组2包括有线圈部10和凸极部11，线圈部10采用集中式结构，凸极部11设置在环形线圈内环面中间；转子包括有转子铁芯3，转子铁芯3采用腹板结构，中间设置有转轴5孔和键槽，转子铁芯3上还设置有扇形风口99，转子铁芯3的外圆表面上设置有磁钢卡槽，卡槽分为上部槽7和下部槽8，上部槽7和下部槽8将整个转子铁芯3的外圆表面均分为两部分；上部槽7和下部槽8上分别通过胶水卡接有永磁体4，下部槽8相对于上部槽7顺时针旋转不小于1°角，每一个上部槽7对应下方的下部槽8卡接相同磁性的永磁体4，每一个上部槽7或者下部槽8相邻的槽设置相异磁性的永磁体4材料，上部槽7和下部槽8的数量相同，上部槽7和下部槽8均为燕尾槽型结构，电机外壳体1为扁平型结构。
实施例2
一种电动汽车用大扭矩永磁电机，如图1-6所示，包括有定子、转子和转轴5，以及设置在转子外圆表面的永磁体4和设置有定子的电机外壳体1；
定子包括有电枢绕组2及其固定件，电枢绕组2包括有线圈部10和凸极部11，线圈部10采用集中式结构，凸极部11设置在环形线圈内环面中间；转子包括有转子铁芯3，转子铁芯3采用腹板结构，中间设置有转轴5孔和键槽，转子铁芯3上还设置有扇形风口99，转子铁芯3的外圆表面上设置有磁钢卡槽，卡槽分为上部槽7和下部槽8，上部槽7和下部槽8将整个转子铁芯3的外圆表面均分为两部分；上部槽7和下部槽8上分别通过胶水卡接有永磁体4，下部槽8相对于上部槽7顺时针旋转不小于1°角，每一个上部槽7对应下方的下部槽8卡接相同磁性的永磁体4，每一个上部槽7或者下部槽8相邻的槽设置相异磁性的永磁体4材料，上部槽7和下部槽8的数量相同，上部槽7和下部槽8均为燕尾槽型结构，电机外壳体1为扁平型结构。
所述上部槽7和下部槽8分别设置有40个。
所述转子铁芯3厚度为70mm。
优选地，所述转子铁芯3的直径为350mm。
实施例3
一种电动汽车用大扭矩永磁电机，如图1-6所示，包括有定子、转子和转轴5，以及设置在转子外圆表面的永磁体4和设置有定子的电机外壳体1；
定子包括有电枢绕组2及其固定件，电枢绕组2包括有线圈部10和凸极部11，线圈部10采用集中式结构，凸极部11设置在环形线圈内环面中间；转子包括有转子铁芯3，转子铁芯3采用腹板结构，中间设置有转轴5孔和键槽，转子铁芯3上还设置有扇形风口9，转子铁芯3的外圆表面上设置有磁钢卡槽，卡槽分为上部槽7和下部槽8，上部槽7和下部槽8将整个转子铁芯3的外圆表面均分为两部分；上部槽7和下部槽8上分别通过胶水卡接有永磁体4，下部槽8相对于上部槽7顺时针旋转不小于1°角，每一个上部槽7对应下方的下部槽8卡接相同磁性的永磁体4，每一个上部槽7或者下部槽8相邻的槽设置相异磁性的永磁体4材料，上部槽7和下部槽8的数量相同，上部槽7和下部槽8均为燕尾槽型结构，电机外壳体1为扁平型结构。
所述上部槽7和下部槽8分别设置有42个。
所述转子铁芯3厚度为800mm。
所述转子铁芯3的直径为354mm。
所述转轴5直接与电动汽车轮毂连接。
所述上部槽7和下部槽8的燕尾槽两侧与燕尾槽底部6成75°角。
所述定子的电枢绕组2为20匝。
所述电机外壳体1材料为铝合金。
实施例4
一种电动汽车用大扭矩永磁电机，如图1-6所示，包括有定子、转子和转轴5，以及设置在转子外圆表面的永磁体4和设置有定子的电机外壳体1；
定子包括有电枢绕组2及其固定件，电枢绕组2包括有线圈部10和凸极部11，线圈部10采用集中式结构，凸极部11设置在环形线圈内环面中间；转子包括有转子铁芯3，转子铁芯3采用腹板结构，中间设置有转轴5孔和键槽，转子铁芯3上还设置有扇形风口9，转子铁芯3的外圆表面上设置有磁钢卡槽，卡槽分为上部槽7和下部槽8，上部槽7和下部槽8将整个转子铁芯3的外圆表面均分为两部分；上部槽7和下部槽8上分别通过胶水卡接有永磁体4，下部槽8相对于上部槽7顺时针旋转不小于1°角，每一个上部槽7对应下方的下部槽8卡接相同磁性的永磁体4，每一个上部槽7或者下部槽8相邻的槽设置相异磁性的永磁体4材料，上部槽7和下部槽8的数量相同，上部槽7和下部槽8均为燕尾槽型结构，电机外壳体1为扁平型结构。
所述上部槽7和下部槽8分别设置有48个。
所述转子铁芯3厚度为90mm。
所述转子铁芯3的直径为360mm。
所述转轴5直接与电动汽车轮毂连接。
所述上部槽7和下部槽8的燕尾槽两侧与燕尾槽底部成80°角。
所述定子的电枢绕组2为24匝。
所述电机外壳体1材料为铝合金。
工作原理：由电机功率公式可知，电机输出功率与铁芯长度成正比，与铁芯外径的平方成正比，本实用新型增大了大约一倍的铁芯外径，通过铁芯长度至少小幅减小，电机输出功率得到增加，由于电机转轴5直接与电动汽车轮毂连接，中间不需要减速机构，实现了大功率的通过，电机转速保持在相对较低范围，使得输出的扭矩提高。由于采用斜错的设置上部槽7和下部槽8，使得上下用磁性的永磁体4之间错开一个距离，减小了永磁电机的齿槽转矩，增加了堵转转矩，使得电机输出力矩增大，提高了扭矩的输出率。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种电动汽车用大扭矩永磁电机，其特征在于，包括有定子、转子和转轴（5），以及设置在转子外圆表面的永磁体（4）和设置有定子的电机外壳体（1）；
定子包括有电枢绕组（2）及其固定件，电枢绕组（2）包括有线圈部（10）和凸极部（11），线圈部（10）采用集中式结构，凸极部（11）设置在环形线圈内环面中间；转子包括有转子铁芯（3），转子铁芯（3）采用腹板结构，中间设置有转轴（5）孔和键槽，转子铁芯（3）上还设置有扇形风口（9），转子铁芯（3）的外圆表面上设置有磁钢卡槽，卡槽分为上部槽（7）和下部槽（8），上部槽（7）和下部槽（8）将整个转子铁芯（3）的外圆表面均分为两部分；上部槽（7）和下部槽（8）上分别通过胶水卡接有永磁体（4），下部槽（8）相对于上部槽（7）顺时针旋转不小于1°角，每一个上部槽（7）对应下方的下部槽（8）卡接相同磁性的永磁体（4），每一个上部槽（7）或者下部槽（8）相邻的槽设置相异磁性的永磁体（4）材料，上部槽（7）和下部槽（8）的数量相同，上部槽（7）和下部槽（8）均为燕尾槽型结构，电机外壳体（1）为扁平型结构。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用大扭矩永磁电机，其特征在于，所述上部槽（7）和下部槽（8）分别设置有40-48个。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用大扭矩永磁电机，其特征在于，所述转子铁芯（3）厚度为70-90mm。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车用大扭矩永磁电机，其特征在于，所述转子铁芯（3）的直径为350-360mm。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车用大扭矩永磁电机，其特征在于，所述转轴（5）直接与电动汽车轮毂连接。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车用大扭矩永磁电机，其特征在于，所述上部槽（7）和下部槽（8）的燕尾槽两侧与燕尾槽底部（6）成75-85°角。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车用大扭矩永磁电机，其特征在于，所述定子的电枢绕组（2）为20-24匝。
8.根据权利要求1所述的一种电动汽车用大扭矩永磁电机，其特征在于，所述电机外壳体（1）材料为铝合金。
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| CN201520283241.1U CN204615605U (zh) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 一种电动汽车用大扭矩永磁电机 |
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| CN201520283241.1U CN204615605U (zh) | 2015-05-05 | 2015-05-05 | 一种电动汽车用大扭矩永磁电机 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106972721A (zh) * | 2017-04-21 | 2017-07-21 | 郑州飞机装备有限责任公司 | 高功率密度电动汽车用永磁同步电机 |
-
2015
- 2015-05-05 CN CN201520283241.1U patent/CN204615605U/zh not_active Expired - Fee Related
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