[发明专利]一种同步磁阻电机及其转子结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步磁阻电机结构，具体涉及一种永磁辅助式同 步磁阻电机转子结构。

技术背景

当前电动汽车(包括纯电动汽车和混合动力汽车)所用驱动电机， 一般为交流异步电机和永磁同步电机。交流异步电机虽结构简单、运 行可靠，但存在功率密度较低、恒功率调速范围较窄的固有缺点，同 时由于异步电机转子有铜损，转子发热量将传导至轴承处，将会极大 地降低轴承的寿命，从而导致电机整体寿命缩短；永磁同步电机虽然 效率较高、功率密度较高、恒功率调速范围较宽同时转子发热量较低， 但一般以永磁转矩为主，其反电动势在高速过高，失控会损坏系统， 不利于车辆高速运行的控制。因此，研发一种用于电动汽车驱动，具 有高效率、高功率密度、宽调速范围同时转子发热量较低，且不存在 反电势损坏系统风险的电机就很有必要了。

同步磁阻电机具有功率密度高、调速范围宽、效率高、体积小等 优点，但是由于需要提供永磁体的性能来提供电机性能，所以往往采 用稀土类永磁体，而稀土类永磁体不可再生、价格昂贵，为了节约稀 有金属资源，减轻环境负担，更为了提高电机性能、效率，本发明提 出一种新的永磁辅助式永磁同步电机及其转子机构，该结构加工简单， 高速下机械强度高、反电动势低，且凸极比大、转矩波动小。

发明内容

本发明出于克服现有技术中的不足，提出一种新的同步磁阻电机 及其转子结构，解决了现有永磁同步电机和交流异步电机的固有缺陷， 而且相比现有的同步磁阻电机，加工工艺简单、凸极比大、转矩波动 小。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种同步磁阻电机及其转子结构，包括定子、转子，所述定子包 括定子铁心和绕组，所述转子包括转子铁心，所述转子铁心由转子冲 片叠压而成，所述转子冲片包括若干个对称的磁极，所述磁极沿所述 转子圆周N极和S极交替排列，所述磁极包括多层栅格，所述栅格 层包括多个栅格，所述各栅格层内相邻栅格之间间距W与所述定子、 转子之间气隙δ的关系为：δ/3≤W≤3δ。

所述磁极包括3～4层栅格。

所述栅格层包括3～4个栅格。

所述磁极栅格中部分放置磁钢，其余部分空置。

所述磁极栅格中一部分放置磁钢，其余部分放置环氧树脂。

所述磁钢为钕铁硼磁钢。

所述各相邻磁极之间最小间距A与转子极距T之间的关系为： T/14≤A≤T/6。

所述各相邻磁极相邻栅格形成的张角α范围为：10°～60°。

所述定子绕组为分布式绕组。

一种混合动力驱动系统，包括发动机、变速箱、电机，所述发动 机、变速箱、电机顺序连接，所述电机为上述的任意一种同步磁阻电 机。

与现有的同步磁阻电机相比，本发明有显著优点和有益效果，具 体体现为：

1、使用本发明的同步磁阻电机及其转子结构，采用部分放置磁 钢的设计，减少磁钢的使用量，节省成本；

2、使用本发明的同步磁阻电机及其转子结构，设计了栅格的位 置及磁钢的分布，进一步提高了磁阻转矩的利用率及电机效率；

附图说明

图1为本发明同步磁阻电机及其转子结构第一实施例的示意图；

图2为本发明同步磁阻电机及其转子结构中栅格层数与凸极比 和转矩的关系示意图；

图3为本发明同步磁阻电机及其转子结构中同一层栅格个数与 凸极比和转矩的关系示意图；

图4为本发明同步磁阻电机及其转子结构中同一栅格层相邻栅 格之间距离与最高转速下转子剪切应力和转矩的关系示意图；

图5为本发明同步磁阻电机及其转子结构中相邻磁极之间最小 间距与凸极比和转矩的关系示意图；

图6为本发明同步磁阻电机及其转子结构中相邻磁极栅格间角 度与凸极比和转矩的关系示意图；

图7为本发明同步磁阻电机及其转子结构中相邻两层栅格间距 与凸极比和转矩的关系示意图；

图8为本发明同步磁阻电机及其转子结构中磁钢填充率与空载 线反电势的关系示意图；

图9为本发明同步磁阻电机及其转子结构第二实施例的示意图；

图10为本发明同步磁阻电机及其转子结构第三实施例的示意图；