一種純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于純電動車驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動電機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]純電動汽車是當(dāng)前汽車發(fā)展的新領(lǐng)域，尤其是對作為電動汽車核心的電驅(qū)動系統(tǒng)來說，其性能直接影響著整車性能，其中，電機又是電驅(qū)動系統(tǒng)的心臟，在電驅(qū)動系統(tǒng)研究中更是科研重點。純電動汽車電機要求高功率密度和恒功率調(diào)速范圍較大。永磁同步電機在轉(zhuǎn)子上采用永磁體勵磁，具有功率因數(shù)高、運行效率高、轉(zhuǎn)矩性能好等特點，這些優(yōu)點使其被廣泛應(yīng)用于電動汽車領(lǐng)域。
[0003]然而普通永磁同步電機弱磁效果不好，車用永磁電機使用的永磁體價格偏高，電機生產(chǎn)制造成本大，并且無法在高速下實現(xiàn)恒功率調(diào)速，究其原因，主要是普通永磁電機磁場難以調(diào)節(jié)，凸極率不夠，無法進行有效弱磁，使電機性能下降。永磁電機永磁體在轉(zhuǎn)子中還易出現(xiàn)漏磁，造成永磁體利用率逐漸降低的現(xiàn)象。雖然目前對永磁電機轉(zhuǎn)子的研究在不斷進行中，對永磁電機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)不斷進行改造，但仍然結(jié)構(gòu)較復(fù)雜工藝較繁瑣，不適合大批量生產(chǎn)。
[0004]有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計人積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使其更具有產(chǎn)業(yè)上的利用價值。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實用新型的目的是提供一種純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，解決現(xiàn)有普通永磁電機磁場難以調(diào)節(jié)、凸極率不好、難以進行有效弱磁等問題。本實用新型采用的技術(shù)方案包括:
[0006]一種純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸、套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)子本體和磁鋼，所述轉(zhuǎn)子本體上沿外圓周開設(shè)有數(shù)個磁功能單元，每個所述磁功能單元包括一個用于埋設(shè)所述磁鋼的永磁單元、及相對稱設(shè)置于永磁單元兩側(cè)的用于提高電機凸極率的空心槽單元，其中，所述永磁單元由數(shù)個沿徑向開設(shè)的條形槽組成，所述空心槽單元上開設(shè)有數(shù)量與條形槽數(shù)量相同的空心槽，相鄰條形槽和空心槽之間的夾角α，90° < α< 125。。
[0007]本實用新型進一步地，所述磁功能單元還包括獨立空心槽，所述獨立空心槽開設(shè)于永磁單元與所述轉(zhuǎn)子本體外圓周之間。
[0008]本實用新型進一步地，所述空心槽與相鄰條形槽之間的間隙范圍為4?7mm。
[0009]本實用新型進一步地，所述空心槽為一字型，空心槽靠近所述條形槽的一端具有與條形槽端面平行的斜面。
[0010]本實用新型進一步地，相鄰所述空心槽平行排列，相鄰空心槽之間的距離為空心槽槽寬1.5倍。
[0011]本實用新型進一步地，所述條形槽為矩形結(jié)構(gòu)，相鄰條形槽平行排列，相鄰條形槽之間的距離約為條形槽槽寬1.5倍。
[0012]本實用新型進一步地，數(shù)個所述條形槽排列形成等腰梯形，所述等腰梯形的對稱軸延長線穿過所述轉(zhuǎn)子本體的中心位置。
[0013]本實用新型進一步地，相鄰條形槽之間的距離與相鄰空心槽之間的距離相等。
[0014]本實用新型進一步地，包含六個所述磁功能單元，每個所述磁功能單元中包含數(shù)量為三的條形槽和數(shù)量為三的空心槽。
[0015]本實用新型進一步地，所述轉(zhuǎn)軸為合金鋼40Cr材質(zhì)的實心圓鋼柱。
[0016]借由上述方案，本實用新型至少具有以下優(yōu)點:①本實用新型設(shè)計的純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使用該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機的凸極率達到10，能夠進行有效弱磁且電機恒功率調(diào)速范圍為額定轉(zhuǎn)速2.5倍，解決了電動汽車要求的恒功率高效調(diào)速范圍問題采用本實用新型轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的電機磁阻轉(zhuǎn)矩約占總轉(zhuǎn)矩的40%，有效提高了電機的過載能力；④本實用新型采用多層磁鋼結(jié)構(gòu)，磁鋼兩側(cè)開槽不僅保證凸極率，而且槽數(shù)較多同時減輕了電機重量，提高了轉(zhuǎn)子相應(yīng)電機功率密度。
[0017]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的主視圖；
[0019]圖2是圖1的局部放大圖；
[0020]圖3是本實用新型純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0021]圖4是本實用新型純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0023]本實用新型純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的設(shè)計基于磁阻同步電機，磁阻同步電動機是利用轉(zhuǎn)子磁阻不均勻而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的小功率同步電動機，其結(jié)構(gòu)較簡單、調(diào)速較方便，廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。但是，現(xiàn)有磁阻同步電機電機功率密度較低，效率和功率因數(shù)都不高，無法滿足本實用新型純電動汽車技術(shù)領(lǐng)域中電動汽車高功率密度的要求。為增加磁阻同步電機功率密度，在轉(zhuǎn)子中嵌入永磁體是簡易可的行的方法。本實用新型人在此基礎(chǔ)上，同時考慮到交軸磁路交聯(lián)所有空心槽8，磁阻很大，直軸磁路交聯(lián)空心槽8之間的間隙，磁阻較小，而電感反比于磁路的磁阻，因此直軸電感相對于交軸增大很多，凸極率也很高，本實用新型結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了高功率密度與高調(diào)速范圍的完美統(tǒng)一。
[0024]參見圖1至圖3，本實用新型純電動汽車用水冷永磁磁阻同步電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)軸2、套設(shè)在轉(zhuǎn)軸2上的轉(zhuǎn)子本體1和磁鋼3，轉(zhuǎn)子本體1上沿外圓周開設(shè)有數(shù)個磁功能單元4，每個所述磁功能單元4包括一個用于埋設(shè)所述磁鋼3的永磁單元6、及相對稱設(shè)置于永磁單元6兩側(cè)的用于提高電機凸極率的空心槽單元5，其中，永磁單元6由數(shù)個沿徑向開設(shè)的條形槽7組成，相應(yīng)的，空心槽單元5上開設(shè)有數(shù)量與條形槽7數(shù)量相同的空心槽8，相鄰條形槽7和空心槽8之間的夾角α，90° < α <125°。所有空心槽8均可用來提高電機凸極率，擴大電機調(diào)速范圍，增強電機過載能力。
[0025]具體地如圖2所示，圖2為圖1局部放大圖，即磁功能單元4的放大圖，磁功能單元4還包