[发明专利]电动汽车用非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机

说明书

本发明涉及一种电动汽车用非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机，包括内定子、外定子、永磁体和绕组，内定子和外定子之间设有环形的永磁体，内定子的外圈设有内定子齿，外定子的内圈设有外定子齿，绕组缠绕在定子齿上，每4组绕组构成1组相绕组，本电动机设计为26极，相邻的相绕组之间槽宽11.923度机械角度、150度电角度，相绕组的间槽宽6.923机械角度、90度电角度。本发明有效降低齿槽转矩、抑制转矩脉动及提高转矩输出能力，降低电机的成本。永磁体采用海尔贝克排列方式，有效聚磁节省空间。达到抑制齿槽转矩、减小转矩脉动、提高转矩输。

技术领域

本发明涉及电动汽车电机领域，特别涉及一种电动汽车用非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机。

背景技术

近年来，随着环境与能源问题的不断加剧，纯电动汽车在全世界范围内得到了迅速发展。电动机作为电动汽车的动力源，得到了越来越广泛的研究。尤其是稀土永磁材料的出现和不断发展，使电机设计及控制技术的发展又迈向了一个新的台阶。但永磁电机依然存在转矩脉动大，成本高，宽速调制难等诸多问题，限制了其在电动汽车领域的应用。

目前，永磁电机已成为高性能电机研究的主流。其具有高输出转矩密度，高效率和优异的稳态性能等优点。虽然国内外对新型高性能电机的研究十分活跃，但创新性依然比较局限。尤其是永磁电机的转矩密度和转矩脉动在设计中一般只能采取折中设计，一直是高性能电机设计的瓶颈问题。并且，在电动汽车运行过程中，转矩脉动会导致振动、噪声、位置误差，使调速控制性能下降，甚至产生运行故障。因此，在设计电动汽车用永磁同步电动机时，必须尽量减少转矩脉动。现有的技术如斜齿、斜极、降低控制系统输出谐波等方法不可避免地会导致电机性能的降低和增加永磁同步电动机的制造难度。

双定子电机最初是由澳大利亚的B. H.Smith在1966年以感应电动机的形式提出来的。日本在双定子电机的理论研究和工业应用上显得较为活跃，英国、澳大利亚也围绕双定子电机做了大量的工作。他们为双定子电机申请了专利，甚至还专门成立了电机调速有限公司。1990年日本的几位学者联合推出了一种无噪声的变速电机，这种电机实际上是一种改进的双定子电机。其改进之处是在主电机和调节电机之间连接了一波状高阻，进一步改善了双定子电机的起动性能和调速性能。它可以在额定电压和工频条件下实现无级平滑调速；电机调速时，可以恒转矩运行，且冲击电流小；电机的起动转矩大，起动电流小，运行安全、稳定，可靠性高；使其应用技术得到了迅速发展。

本世纪初EduardMuljadi和C.P. Butterfield设计了一种轴向磁通的双定子永磁电机，并将其用于风力发电。与一般电机的径向励磁不同，转子上的励磁方向是轴向的，然后将两个定子分别安放在转子的两边。采取这种结构提高了电机的转矩密度。韩国HangYang 大学设计了一种双定子轴向磁通永磁电机，该结构电机具有转矩密度高、功率因数大等特点，非常适用于低速直驱系统。

双定子电机的性能优势使其应用技术得到了迅速发展，在并联结构和磁路串联结构基础上出现其他新结构。但是其存在转矩脉动大影响系统稳定，震动等问题。

发明内容

发明目的

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种电动汽车用非对齐双定子轮辐式永磁同步电动机。同一定子相绕组间齿槽相差150度电角度，内定子与外定子齿槽相差90度电角度的齿槽偏移配合设计，采用轮辐式集中绕线绕组的非对齐双定子永磁同步电动机方案，有效降低齿槽转矩、抑制转矩脉动及提高转矩输出能力，降低电机的成本。采用内外定子齿槽偏移配合设计、内定子或者外定子齿采用组合设计，定子齿和槽宽度采用 90°电角度，不同相绕组之间槽宽 150°电角度。永磁体采用海尔贝克排列方式，有效聚磁节省空间。达到抑制齿槽转矩、减小转矩脉动、提高转矩输。

技术方案