[发明专利]斜极转子及永磁同步电机

说明书

本发明实施例提供了一种斜极转子及永磁同步电机，所述斜极转子包括转轴和安装到所述转轴的转子铁芯，所述转子铁芯包括沿所述转轴的轴向相邻设置的多个转子分段，每一所述转子分段上具有多个沿所述转轴周向均匀分布的磁钢单元且相邻磁钢单元的磁化方向相反；所述多个转子分段以沿所述转轴的轴向中央的横截面左右对称的方式错极分布，所述多个转子分段构成的斜极结构的最大斜极角度与所述转子铁芯中转子分段的种类数以及电机定子槽数相关，且磁化方向相同的磁钢单元的中心线位于同一直线的转子分段视为相同种类的转子分段。本发明实施例能够抑制电机输出转矩中特定倍频次数的谐波分量，进而有优化电机的NVH表现。

技术领域

本发明实施例涉及永磁电机领域，更具体地说，涉及一种斜极转子及永磁同步电机。

背景技术

随着全球变暖以及能源危机的不断加剧，新能源汽车替代现有的燃油汽车已经成为必然的趋势。永磁同步电机由于高转矩密度、高效率、高功率密度等特点而成为新能源汽车驱动电机的首选。

由于永磁同步电机中的永磁铁不会根据电机的位置和状态更改磁性的强弱，所以在圆周方向运转过程中，磁铁的磁极会对定子齿和槽产生不同的吸引力，大小不同的吸引力将导致转子在旋转时转矩发生波动，这个波动会导致电机运转的振动和噪声，尤其对大功率的电机，此原因产生的振动和噪声尤为明显。即永磁同步电机因为永磁转子的特性产生的齿槽转矩将引起电机的振动和噪声。

为降低电机噪声和振动，需减小电机运转时的齿槽转矩。转子分段错极是减小齿槽转矩、转矩脉动，从而降低电磁振动的简单有效的措施之一。例如公开号为105305678A的中国专利申请，其提出了一种永磁同步电机分段斜极定位转子，转子采用内置径向式拓扑；公开号为105262302A的中国专利申请，其提出了一种转子斜极结构，转子仍采用内置径向式拓扑，转子轴向分段斜极，以降低齿槽转矩。

上述转子分段斜极，其基本思想是将转子轴向分为多段，每一段上的磁钢11错开一定角度，如图1所示(图1中的电机转子轴向分为4段，每一段错开一定角度)。该种措施简单易行，简化了结构工艺，但存在的问题是，转子呈单边倾斜，会产生一个轴向电磁分力，造成电机轴向窜动。为消除转子的轴向磁分力，如图2所示，可将转子的多个轴向分段上的磁钢21呈人字形相错。

上述转子错极方式虽然可以减小电机的转矩波动和齿槽转矩，但对于输出转矩的2×q×m次和q×m次转矩波动削弱不明显(其中m为相数、q为每极每相槽数)；而这些特殊倍频次数往往是电机NVH(Noise、Vibration、Harshness，即噪声、振动与声振粗糙度)性能优劣的根源所在。

此外，图1和图2所示磁钢错极结构，还将使得转子各功率段并非沿着转轴中心线对称分布，导致电机转子在运行过程中会存在扭振效应，同样导致电机产生NVH问题。

发明内容

本发明实施例针对上述电机转子中的磁钢错极结构在特殊倍频次数的NVH性能较差的问题，提供一种斜极转子及永磁同步电机。

本发明实施例解决上述技术问题的技术方案是，提供一种斜极转子，包括转轴和安装到所述转轴的转子铁芯，所述转子铁芯包括沿所述转轴的轴向相邻设置的多个转子分段，每一所述转子分段上具有多个沿所述转轴周向均匀分布的磁钢单元且相邻磁钢单元的磁化方向相反；其特征在于，所述多个转子分段以沿所述转轴的轴向中央的横截面左右对称的方式错极分布，且所述多个转子分段构成的斜极结构的最大斜极角度介于之间，其中，n为所述转子铁芯中转子分段的种类数，且磁化方向相同的磁钢单元的中心线位于同一直线的转子分段视为相同种类的转子分段，z为所述斜极转子所在电机的定子槽数。

优选地，所述转子铁芯包括5～10个转子分段。