[发明专利]电动汽车短磁路无稀土永磁电机

说明书

本发明提供一种电动汽车短磁路无稀土永磁电机，属于汽车电机技术领域。其特征在于：包括凸透镜形铁心、非导磁转子铁心、定子铁心、励磁绕组、电枢绕组、螺钉、压片和轴，所述定子铁心内侧有12个等宽的定子极；非导磁转子铁心位于定子铁心内侧并固定在轴上；非导磁转子铁心具有7个圆弧形凹槽；圆弧形凹槽内嵌有能导磁的凸透镜形铁心，励磁绕组和电枢绕组皆为集中式的短矩绕组，定子铁心上每隔一个定子极绕制一个励磁绕组，其余定子极上绕有电枢绕组。本发明技术为短磁路电机，相同磁密下铁损耗小；不使用稀土永磁材料，节约稀土资源。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车短磁路无稀土永磁电机，属于汽车电机技术领域。

背景技术

节能与环保是汽车永远的追求目标。当今社会环境恶化、能源短缺问题日益突出，全社会对节能和环保的要求正促进着新能源汽车的发展。电动汽车作为新能源汽车的代表逐渐成为发展的主要方向。驱动电机是电动汽车要研究的关键技术之一。电机效率的提高能提高汽车续驶里程，并减少电机发热引起的故障并延长寿命。而电机的损耗主要为铁耗和铜耗。铁耗主要为铁心产生。铜耗主要为绕组产生。

永磁电机能通过利用减小励磁损耗来提高效率，而且稀土永磁同步电机是目前电动汽车驱动电机的主流，但是掠夺性开采导致我国中重类稀土仅能开采15-20年。据统计，2017年我国稀土产量占全世界的83%，但储量仅占36%，电动汽车产量81.13万辆，永磁同步电机装机占78.4%。加上汽车上的各种微特电机，每辆电动汽车需用稀土氧化物矿产约5kg，现有的产量和储量将逐渐无法满足未来电动汽车的增长需求。因此，必须加大力度研发无稀土的电动汽车电机。

开关磁阻电机（SRM）结构简单可靠，适合高温高速运行，调速性能好，功率密度高，也不需要永磁体，因此SRM非常适合作为汽车驱动电机，但现有技术却难以回收制动能量。但SRM在发电运行时需要快速准确的检测位置信号，并要求根据转速和负载实时调整导通关断角度，且需要复杂的控制电路或滤波电路以降低其电压脉动。电动汽车的回馈制动系统能使电动汽车行驶的里程增加10%-25%。

专利号为201510916866.1 的发明专利，公开了一种短端部短磁路分块式开关磁阻电机及其控制电路，电机包括电机定子和转子，定子包括定子铁心和绕组，转子部分包括转子叠压铁芯心和非导磁框架。在电机运行过程中，电机通电相至少有两相且该两相相邻，电机内磁场路径由这相邻两相定子齿和该两相定子齿之间的定子轭部、转子叠压铁心和气隙组成。该发明电机运行时，相邻两相同时通电断电，提高电机气隙磁场宽度，提高电机输出转矩，增高电机力密度。该电机原理上是开关磁阻电机，回收汽车制动能量时仍旧控制较为困难。

基于此，本发明提出一种兼备电励磁电机优点和磁阻电机优点的电励磁磁阻电机。本发明提出的电动汽车短磁路无稀土永磁电机，所述定子铁心内侧有12个等宽的定子极；非导磁转子铁心位于定子铁心内侧并固定在轴上；非导磁转子铁心具有7个圆弧形凹槽；圆弧形凹槽内嵌有能导磁的凸透镜形铁心，励磁绕组和电枢绕组皆为集中式的短矩绕组，定子铁心上每隔一个定子极绕制一个励磁绕组，其余定子极上绕有电枢绕组。本发明技术为短磁路电机，相同磁密下铁损耗小；绕组为短矩绕组，可以节省大量的铜材，并能减少发电机发热，提高发电机效率；电机每个定子齿外侧只有一相绕组，绕组没有重叠，槽利用率高，槽满率高。本发明的电机定子铁心为整体式，结构可靠，但各相磁路却相对独立，各绕组相互隔离，能够有效的防止故障传播；同时本发明的电机具有结构简单，定转子接触面大，功率密度高等优点。

传统的观念认为，三相磁阻电机的定转子极数应该为6/4极结构，12个定子极对应8个转子极。本发明突破了上述观念束缚，提出了12/7极结构的磁阻电机，取得了意想不到的技术效果。由于原理上与现有技术不同，因此结构上也有许多不同点。

目前申请人经国内外检索，尚未检索到本发明所涉及的上述技术。

发明内容