一種應(yīng)用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種同步磁阻電機(jī)結(jié)構(gòu)，具體涉及一種應(yīng)用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的車用驅(qū)動(dòng)電機(jī)一般是交流異步電機(jī)和永磁同步電機(jī)，交流異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠，但功率密度較低、恒功率調(diào)速范圍較窄，而且由于異步電機(jī)轉(zhuǎn)子有銅損，轉(zhuǎn)子發(fā)熱量傳導(dǎo)至軸承處，將會(huì)極大地降低軸承的壽命，從而導(dǎo)致電機(jī)整體壽命縮短；永磁同步電機(jī)雖然效率較高、功率密度較高、恒功率調(diào)速范圍較寬同時(shí)轉(zhuǎn)子發(fā)熱量較低，但由于其以永磁轉(zhuǎn)矩為主，其反電動(dòng)勢在高速時(shí)過高，失控會(huì)損壞系統(tǒng)，不利于車輛高速運(yùn)行的控制。
[0003]近年來，同步磁阻電機(jī)逐漸被使用在電動(dòng)車領(lǐng)域，同步磁阻電機(jī)具有功率密度高、調(diào)速范圍寬、效率高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，但是由于需要提供永磁體來提高電機(jī)性能，往往采用稀土類永磁體，而稀土類永磁體不可再生、價(jià)格昂貴。
[0004]為了節(jié)約稀有金屬資源，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)，更為了提高電機(jī)性能、效率，本發(fā)明提出一種新的同步電機(jī)轉(zhuǎn)子，該結(jié)構(gòu)加工簡單，高速下機(jī)械強(qiáng)度高、反電動(dòng)勢低，且凸極比大、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明出于克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種應(yīng)用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯和磁鋼，所述轉(zhuǎn)子鐵芯由轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，所述轉(zhuǎn)子沖片包括若干個(gè)對(duì)稱的磁極，所述相鄰磁極之間的極性相反，所述磁極包括多層?xùn)鸥?，所述磁鋼置于所述柵格?nèi)，所述轉(zhuǎn)子外圓在直軸處朝向轉(zhuǎn)子圓心方向設(shè)置凹槽，解決了現(xiàn)有永磁同步電機(jī)和交流異步電機(jī)的固有缺陷，而且相比現(xiàn)有的同步磁阻電機(jī)，加工工藝簡單、凸極比大、轉(zhuǎn)矩波動(dòng)小。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0007]一種應(yīng)用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯和磁鋼，所述轉(zhuǎn)子鐵芯由轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，所述轉(zhuǎn)子沖片包括若干個(gè)對(duì)稱的磁極，所述相鄰磁極之間的極性相反，所述磁極包括多層?xùn)鸥?，所述磁鋼置于所述柵格?nèi)，所述轉(zhuǎn)子外圓在直軸處朝向轉(zhuǎn)子圓心方向設(shè)置凹槽。
[0008]所述柵格至少包括兩層。
[0009]所述每層?xùn)鸥穹譃槿糠?，為盆形結(jié)構(gòu)，所述盆形結(jié)構(gòu)的底部與兩側(cè)構(gòu)成的夾角大于90度。
[0010]所述每層?xùn)鸥裰胁糠址胖么配?，其余部分放置環(huán)氧樹脂或空置。
[0011 ] 所述磁鋼為釹鐵硼磁鋼。
[0012]所述凹槽寬度b的設(shè)計(jì)范圍為T/8 < b < T/4，其中T為轉(zhuǎn)子極距。
[0013]所述凹槽深度h的設(shè)計(jì)范圍為T/30T/15。
[0014]一種混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、電機(jī)，所述發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、電機(jī)順序連接，所述電機(jī)使用上述任意一種應(yīng)用于混合動(dòng)力系統(tǒng)的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子。
[0015]與現(xiàn)有的同步磁阻電機(jī)相比，本發(fā)明有顯著優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體體現(xiàn)為:
[0016]1、使用本發(fā)明的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，采用部分柵格放置磁鋼的設(shè)計(jì)，減少磁鋼的使用量，節(jié)省成本；
[0017]2、使用本發(fā)明的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子外圓在直軸處設(shè)置朝向轉(zhuǎn)子圓心的凹槽，增大直軸的磁阻，增大電機(jī)凸極比。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本發(fā)明同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中凹槽寬度與凸極比和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系示意圖；
[0023]圖6為本發(fā)明同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中凹槽深度與凸極比和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]本發(fā)明的具體實(shí)施方法如下:
[0025]本發(fā)明提供的同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子具有多個(gè)永磁體槽組，每組永磁體槽包括多層?xùn)鸥?。本文中所謂“柵格”是指在轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置的槽狀或沿軸向貫通于轉(zhuǎn)子鐵芯的結(jié)構(gòu)，類似于永磁同步電機(jī)的磁極槽，但該柵格內(nèi)可以填充或者不填充永磁材料；本文中所謂“凸極比”是指電機(jī)交軸電感與直軸電感的比值。本發(fā)明電機(jī)轉(zhuǎn)子同一永磁體槽組內(nèi)的永磁體磁性相同，相鄰永磁體槽組間的永磁體磁性相反，即采用沿圓周方向排列成N極和S極交替的形式.
[0026]圖1為本發(fā)明同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，所述電機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯1、磁鋼3，轉(zhuǎn)子鐵芯I由轉(zhuǎn)子沖片疊壓而成，轉(zhuǎn)子沖片由六個(gè)對(duì)稱的磁極構(gòu)成，所述磁極由至少兩層?xùn)鸥?組成，本實(shí)施例選用兩層?xùn)鸥瘢鰱鸥?由三段直線型的柵格組成并呈盆形結(jié)構(gòu)且盆形開口朝向轉(zhuǎn)子外圓，所述盆形結(jié)構(gòu)的底部段與兩側(cè)段之間形成的夾角大于90度，所述盆形結(jié)構(gòu)的底部段與兩側(cè)段之間有空隙且空隙處設(shè)置連接橋，所述磁鋼3置于所述柵格2內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)子外圓在直軸處朝向轉(zhuǎn)子圓心方向設(shè)置凹槽4，所述凹槽4可以為平滑圓弧形結(jié)構(gòu)。
[0027]本發(fā)明采用釹鐵硼磁鋼和非導(dǎo)磁非導(dǎo)電材質(zhì)配合使用，在所述兩層?xùn)鸥?盆形結(jié)構(gòu)底部放置釹鐵硼磁鋼，而其它部空置或放置環(huán)氧樹脂等非導(dǎo)磁非導(dǎo)電材料，大大減少了釹鐵硼磁鋼的使用量，節(jié)省材料、減輕重量，同時(shí)由于整個(gè)柵格2只有一部分填充了磁鋼3，在保證電機(jī)效率高、調(diào)速范圍寬的同時(shí)，也能保證其高速下的反電動(dòng)勢不大，不會(huì)超過電源電壓，確保電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0028]所述凹槽4也可以由多段成角度的線段和圓角構(gòu)成，如圖2所示為本發(fā)明同步磁阻電機(jī)轉(zhuǎn)子的第二實(shí)施例，所述凹槽4設(shè)計(jì)成多段構(gòu)成，最優(yōu)的設(shè)計(jì)為三段盆形結(jié)構(gòu)，且該盆形結(jié)構(gòu)與所述柵格2的盆形結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)設(shè)置，可以保證所述凹槽4與所述柵格2之間的磁路寬度一致，有效提高磁通效率。
[0029]所述磁鋼3布置為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，保證磁鋼3的使用壽命及電機(jī)效率