[发明专利]多相永磁同步驱动电机、应用及其方法

说明书

本公开提供了一种多相永磁同步驱动电机、应用及其方法，本公开转子套装于径向定子内部，与径向定子同轴布设，所述转子的至少一端设置有轴向定子，轴向定子与转子同心布设；所述径向定子的定子槽内设置有径向绕组，所述轴向定子的定子槽内设置有轴向绕组，本公开将定子分为径向定子和轴向定子，且轴向定子设置于转子的端部，能够减小电机的端部漏磁效应，提高散热效率，通过在转子端部表贴永磁体，增加了电机的功率密度，使多相控制易于实现。

技术领域

本公开涉及一种多相永磁同步驱动电机、应用及其方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

随着永磁材料耐高温性能的提高与价格的降低，永磁电机在国防、工业、农业与日常生活中得到了广泛的应用，正在向大功率化，高功能化和微型化方向发展，永磁电机的品种和应用领域不断扩大。目前永磁电动机的功率从几毫瓦到几千千瓦，应用范围从小到玩具电机，大到舰船牵引用到的大型永磁电机，在国民经济、日常生活、军事工业、航空航天的各个方面得到了广泛的应用。电动汽车领域作为其中一个应用领域，为解决传统汽车污染环境和使用不可再生能源的缺点，正飞速发展着。

但是，电动汽车对其驱动系统具有转矩控制能力好，转矩密度高，运行可靠，调速范围大等要求，因此，研究并开发出高水平的电动汽车驱动电机具有重要的意义。由于电力电子器件的功率等级的限制，传统两电平逆变器供电的三相电机驱动系统难以满足大功率应用的需求，可以采用将功率器件串联或并联来提高逆变器容量，但由此带来的动静态均压、均流等问题会大大降低系统的可靠性。目前在中高电压大功率应用中，主要采用多电平逆变器通过低电压等级功率器件级联来实现，但也存在需要中点电位控制和控制算法复杂等问题。在电动汽车、舰船和轨道交通驱动电机等大功率场合采用多相电机驱动系统更为合适。据发明人了解，目前的多相电机多存在端部漏磁、电机铁芯材料的利用率不高的问题，同时，多定子电机中其中一个定子安放在电机转子内部，为内定子，一个在转子外部，为外定子，电机发热集中在电机轴向，电机热负荷很高，而且内定子不与外界环境相连，电机散热较为困难。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种多相永磁同步驱动电机、应用及其方法，本公开将定子分为径向定子和轴向定子，且轴向定子设置于转子的端部，能够减小电机的端部漏磁效应，提高散热效率。

根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：

一种多相永磁同步驱动电机，包括径向定子、轴向定子和转子，其中，所述转子内设置有转子槽，转子槽以U形排布，所述转子槽内放置永磁体，所述转子槽内永磁体同极性相对，通过聚磁效应使转子上产生径向磁通和轴向磁通；

所述转子的端部也设置有永磁体，且端部的永磁体在转子铁芯内侧产生的极性和转子槽内永磁体在转子铁芯上产生的极性相同，两处的永磁体在转子上共同作用形成径向磁极和轴向磁极；

所述转子套装于径向定子内部，与径向定子同轴布设，所述转子的至少一个端部设置有轴向定子，轴向定子与转子同心布设，所述径向定子的定子槽内设置有径向绕组，所述轴向定子的定子槽内设置有轴向绕组；

转子上的磁通一部分沿电机的径向方向沿径向磁极通过径向气隙进入到径向定子当中，形成径向主磁通，另一部分沿电机的轴向方向沿轴向磁极通过轴向气隙进入到轴向定子当中，形成轴向主磁通；所述径向主磁通与径向绕组产生的磁场作用，所述轴向主磁通与轴向绕组产生的磁场作用，使得电机的径向、轴向均产生转矩。

作为进一步的限定，所述径向绕组与轴向绕组所产生的三相磁势错开一定角度。

作为进一步的限定，所述径向定子，包括定子槽、定子齿和定子轭部，其中，定子轭部为圆环状，定子齿有多个，沿定子轭部圆周均匀分布，定子齿之间有定子槽，所述定子槽内放置有径向绕组。