CN211606216U - 一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电机领域，提供了一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，包括转子铁芯，转子铁芯上设置有V型磁钢槽，V型磁钢槽内设置有内嵌永磁体的磁钢，V型磁钢槽均布于转子铁芯的外缘且开口朝外；转子铁芯外表面设置有两两一组的辅助槽，每组辅助槽设置在一个V型磁钢槽的内侧，同组内的两个辅助槽相对于V型中心线对称；每个辅助槽的截面为等腰三角形，槽底角为140±0.2°，槽底深度为1.2mm，同一组内的每个辅助槽的槽底与V型中心线的夹角为22±0.2°。本实用新型的辅助槽位置及尺寸设计合理，提高了气隙磁密的正弦性，降低了齿槽转矩波动，降低了电机转矩波动，降低了径向电磁力密度，从而降低了电机的噪音。

Description

一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机

技术领域

本实用新型涉及一种同步电机，尤其涉及一种内部转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机。

背景技术

内置式永磁同步电机由于具有高功率密度、低永磁体涡流损耗、宽恒功率运行区和高效率等特点,在混合动力汽车和纯电动汽车中的应用越来越广泛。目前的内置式永磁同步电机，为了获得良好的正弦性的气隙磁密和反电动势波形，会在电机转子的外表面开辅助槽，形成不均匀气隙，但是如果辅助槽的位置和尺寸不合理，会导致以下缺陷：

1、径向气隙磁密出现悬崖式下降，影响气隙磁密的正弦性；

2、齿槽转矩波动和电机转矩波动增大；

3、径向电磁力密度大，电机噪音大。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有的缺陷，提供一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，解决目前的内置式永磁同步电机，辅助槽位置和尺寸不合理而导致的气隙磁密正弦性差、齿槽转矩波动大、电机转矩波动大、电机噪音大的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，包括定子和转子，所述转子包括转子铁芯，所述转子铁芯上设置有若干轴向贯通的V型磁钢槽，每个所述V型磁钢槽内设置有内嵌永磁体的磁钢，所述V型磁钢槽均布于所述转子铁芯的外缘，每个所述V型磁钢槽的V型顶点指向所述转子铁芯的轴心且V型开口朝外；所述转子铁芯的外表面设置有若干辅助槽，所述辅助槽两两一组均布于所述转子铁芯的外表面，每组所述辅助槽对应设置在一个所述V型磁钢槽的内侧，同一组内的两个所述辅助槽相对于所在所述V型磁钢槽的V 型中心线对称；每个所述辅助槽的截面为等腰三角形，所述辅助槽的槽底角为140±0.2°，所述辅助槽的槽底深度为1.2mm，同一组内的每个所述辅助槽的槽底与所在所述V型磁钢槽的V型中心线的夹角为22±0.2°。

进一步地，所述转子铁芯是由导磁冲片叠成。

进一步地，所述V型磁钢槽的槽底设置有加固桥。

进一步地，所述转子铁芯上设置有轴向贯通的减重孔。

进一步地，所述转子铁芯上在相邻两个所述V型磁钢槽之间均设置有一个所述减重孔。

进一步地，每个所述V型磁钢槽的V型开口内部设置有一个与其V型中心线垂直的附加槽，所述附加槽内设置有内嵌永磁体的磁钢，所述附加槽的中心位于所在所述V型磁钢槽的V型中心线上。

本实用新型一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，辅助槽位置及尺寸设计合理，提高了气隙磁密的正弦性，降低了齿槽转矩波动，降低了电机转矩波动，降低了径向电磁力密度，从而降低了电机的噪音。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型中转子的结构示意图；

图2是图1中A处的结构示意图；

图3是目前常见的转子外表面开有圆弧凹槽的内置式永磁同步电机的气隙磁密波形图；

图4是本实用新型的气隙磁密波形图；

图5是优化辅助槽前后气隙磁密谐波幅值的对比图；

图6是优化辅助槽前后齿槽转矩的波形对比图；

图7是优化辅助槽前后电机转矩的波形对比图；

图8是优化辅助槽前后径向电磁力密度对比图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1、2所示，一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，包括定子和转子，转子包括转子铁芯1，转子铁芯1上设置有若干轴向贯通的V型磁钢槽，每个V型磁钢槽内设置有内嵌永磁体的磁钢2，V型磁钢槽均布于转子铁芯1的外缘，每个V型磁钢槽的V型顶点指向转子铁芯1的轴心且V型开口朝外；转子铁芯1的外表面设置有若干辅助槽3，辅助槽3两两一组均布于转子铁芯1的外表面，每组辅助槽3对应设置在一个V型磁钢槽的内侧，同一组内的两个辅助槽3相对于所在V型磁钢槽的V型中心线对称；每个辅助槽3 的截面为等腰三角形，辅助槽3的槽底角angel为140°，辅助槽3的槽底深度d为1.2mm，同一组内的每个辅助槽3的槽底与所在V型磁钢槽的V型中心线的夹角thet为22°。前述槽底角和夹角的数值的误差为±0.2°，超出该数值效果会受到影响。

如图4所示，对比两个图画圈的位置可以看出，气隙磁密的数值更加靠近X轴，降低了数值之间的下降幅度，提高了气隙磁密的正弦性。

如图5所示，可以看出空载气隙磁密的11次、13次谐波明显减少，有利于基波气隙磁密增大。

如图6所示，可以看出齿槽转矩的波动明显降低。

如图7所示，可以看出电机转矩的波动明显降低。

如图8所示，可以看出径向电磁力波明显减少，从而降低了电机的噪音。

转子铁芯1是由导磁冲片叠成。

V型磁钢槽的槽底设置有加固桥4，即V型磁钢槽两条边的底部并不是连通的，增强了转子的结构强度。

转子铁芯1上在相邻两个V型磁钢槽之间均设置有一个减重孔5，降低转子铁芯的自重。

每个V型磁钢槽的V型开口内部设置有一个与其V型中心线垂直的附加槽，附加槽内设置有内嵌永磁体的磁钢2，附加槽的中心位于所在V型磁钢槽的V型中心线上。附加槽的添加相对于单纯的V型磁钢槽具有以下优点：有利于增加永磁同步电机凸极比，增加电机磁阻转矩；有利于永磁同步电机弱磁扩速，增加电机恒功率区；有利于减少转子冲片应力。

本实用新型一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，辅助槽位置及尺寸设计合理，提高了气隙磁密的正弦性，降低了齿槽转矩波动，降低了电机转矩波动，降低了径向电磁力密度，从而降低了电机的噪音。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，包括定子和转子，所述转子包括转子铁芯，其特征在于：

所述转子铁芯上设置有若干轴向贯通的V型磁钢槽，每个所述V型磁钢槽内设置有内嵌永磁体的磁钢，所述V型磁钢槽均布于所述转子铁芯的外缘，每个所述V型磁钢槽的V型顶点指向所述转子铁芯的轴心且V型开口朝外；

所述转子铁芯的外表面设置有若干辅助槽，所述辅助槽两两一组均布于所述转子铁芯的外表面，每组所述辅助槽对应设置在一个所述V型磁钢槽的内侧，同一组内的两个所述辅助槽相对于所在所述V型磁钢槽的V型中心线对称；

每个所述辅助槽的截面为等腰三角形，所述辅助槽的槽底角为140±0.2°，所述辅助槽的槽底深度为1.2mm，同一组内的每个所述辅助槽的槽底与所在所述V型磁钢槽的V型中心线的夹角为22±0.2°。

2.根据权利要求1所述的一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，其特征在于：所述转子铁芯是由导磁冲片叠成。

3.根据权利要求1所述的一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，其特征在于：所述V型磁钢槽的槽底设置有加固桥。

4.根据权利要求1所述的一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，其特征在于：所述转子铁芯上设置有轴向贯通的减重孔。

5.根据权利要求4所述的一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，其特征在于：所述转子铁芯上在相邻两个所述V型磁钢槽之间均设置有一个所述减重孔。

6.根据权利要求1所述的一种转子外表面开有辅助槽的内置式永磁同步电机，其特征在于：每个所述V型磁钢槽的V型开口内部设置有一个与其V型中心线垂直的附加槽，所述附加槽内设置有内嵌永磁体的磁钢，所述附加槽的中心位于所在所述V型磁钢槽的V型中心线上。

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