[发明专利]一种容错型模块化永磁辅助同步磁阻电机

说明书

本发明公开一种容错型模块化永磁辅助同步磁阻电机，包括模块化定子和转子；所述模块化定子间通过非导磁体连接，所述非导磁体两侧的槽都有不同角度的偏移；所述定子模块单元采用独立的三相分布式绕组连接；所述转子包含转子铁芯和不对称磁障，永磁体内嵌于磁障结构内，相邻的永磁体N极、S极交替排列。本发明针对传统绕组分布式结构的PMa‑SynRM电机自身不具有容错性能，将模块化思想应用到电机设计中，实现模块与模块间的解耦，以满足在电动汽车领域对驱动电机系统高可靠性的要求。

技术领域

本发明涉及电机领域，更具体地，涉及一种永磁辅助同步磁阻电机。

背景技术

电机驱动系统作为电动汽车的关键组成部分，它的性能直接关系到电动汽车的动力性能和转化效率。目前，对应用于电动汽车的驱动电机研究较多的是分布式绕组结构的内置式永磁同步电机(IPMSM)。然而，钕铁硼等稀土材料价格昂贵，会大幅度增加电机成本，并且在高温环境下容易引发退磁，导致电机驱动系统无法正常运行，会在一定程度上限制IPMSM电机在电动汽车领域的应用。永磁辅助同步磁阻电机(PMa-SynRM)作为一种特殊的IPMSM电机，永磁体只是辅助改善电机的功率因数，因而可以采用磁性能较弱，成本低廉的铁氧体，有效的解决了上述问题。

对于电动汽车而言，车用电机驱动系统的可靠性和安全性至关重要。传统的三相电机在绕组开路、绕组短路等故障发生时，电机转矩会急剧下降并伴随着剧烈振动，以至电机不能正常工作，严重时会对整个电动汽车以及车内人员的安全造成极大的威胁。然而，采用分布式绕组的PMa-SynRM虽然能在更小尺寸下拥有与其他电机相同的功率密度，但是毫无容错性能。因此，研究具有良好容错性能的PMa-SynRM电机就具有重要的意义和实用价值。

发明内容

本发明的目的是，针对传统绕组分布式结构的PMa-SynRM电机自身不具有容错性能，无法满足电动汽车高可靠性的应用需求，提出一种具有容错性能的模块化PMa-SynRM电机，其采用模块化的设计思想，大大降低了电机间的耦合，实现模块与模块间的解耦，以满足在电动汽车领域对驱动电机系统高可靠性的要求。

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种具有容错性能的模块化PMa-SynRM电机，适用于电动汽车乃至轨道交通领域。

本发明的具体技术方案如下：

容错型模块化永磁辅助同步磁阻电机，它由多个模块单元组成，包含定子1和转子2；定子1包括定子铁芯1-1、电枢绕组3、非导磁体4和沿圆周方向上的多个齿部和槽部；所述非导磁体4两侧最近的槽分别沿圆周向远离非导磁体4的方向偏移；转子2包括转子铁芯2-1、磁障5和永磁体6，所述磁障5由多个张角不同的磁障构成，所述永磁体6置于磁障结构内，相邻的永磁体N极、S极交替排列。

进一步，每个模块单元采用独立的三相分布式绕组连接，为单层或者双层。

进一步，所述永磁体6采用铁氧体、钕铁硼材料。

进一步，非导磁体4两侧最近的槽1-2和槽1-3偏移角度不同，非导磁体4两侧除去最近的槽，其余槽的槽间距相同。

进一步，电机由n个模块单元构成，n≥3，相邻的模块单元之间设置有非导磁体4。

进一步，当转子的极对数p为奇数时，以任一模块单元的磁障张角角度β为基准，沿基准模块磁障中心线顺时针磁障张角依次为：β+θ，β+2θ，…，沿基准模块磁障中心线逆时针磁障张角依次为：β-θ，β-2θ，…，p＝n；当转子的极对数p为偶数时，以任一模块单元的磁障张角角度β为基准，沿该模块磁障中心线顺时针磁障张角依次为：β+θ，β+2θ，…，β，β-θ，β-2θ，…，p＝n。

进一步，非导磁体4两侧最近的槽1-2和槽1-3偏移角度θ₁为2.2度，θ₂为2度。