[发明专利]一种新型电动汽车车用永磁同步电机转子结构

说明书

本发明公开了一种新型电动汽车车用永磁同步电机转子结构，本发明在4对极48槽，均匀气隙间隔的永磁同步电机上，以该永磁同步电机转子冲片的圆心建立正多边形，令R1＞R2，其中R1为永磁同步电机转子冲片的半径，R2为正多边形的半径,取该永磁同步电机转子的圆心点作为原点，取原点到八边形边的垂线的中心点作为圆点，以圆点到距离最近的八边形顶点的线段为半径的圆弧为新永磁同步电机转子冲片的外轮廓；再以原点为圆心以R3为半径做圆与新永磁同步电机转子冲片的外轮廓叠加得到转子结构；本发明使用非均匀气隙，使得气隙磁密具有正弦性分布，降低了谐波含量，径向力波得到很好的改善，降低了永磁同步电机振动与噪声。

技术领域

本发明属于电动汽车车用永磁同步电机领域；具体涉及到一种优化永磁同步电机径向力波形的新型永磁同步电机转子结构。

背景技术

近年来，随着电动汽车行业政策的逐步落实，以及人们对环境能源问题的日益关心，电动汽车逐步被越来越多消费者所选择。永磁同步电机具有高效率高转速高功率密度等优点，成为车用永磁同步电机的首要选择，目前国内市场也大多使用永磁同步电机作为动力源。

永磁同步电机虽然优点显著，但由于电动汽车没有轰鸣的发动机噪声，永磁同步电机带来的噪声成为新的关注对象，无论是各大车厂还是消费者都希望能有一款NVH性能好的产品。

现在常用车用永磁同步电机都是内置式永磁同步电机，根据Maxwell定律：

式中：B_r、B_t分别表示气隙磁场的径向磁密和切向磁密，F_r、F_t分别表示径向电磁力和切向电磁力，μ₀表示真空磁导率。由于切向电磁力作用在定子铁芯齿部导致齿部切向形变，当保证定子齿部刚度与厚度则切向电磁力产生的振动噪声就很小，通常可以忽略。径向电磁力时产生电机振动噪声的主要原因。常用永磁同步电机通常使用矩形永磁体，和圆形转子冲片。在均匀的气隙情况下，矩形永磁同步电机气隙磁密呈现梯形分布，这种磁密分布具有较大的谐波含量，这将会产生严重的径向力谐波进而导致电机振动与噪声，影响整车的NVH特性。现在对径向电磁力的优化主要在针对永磁体材料、充磁以及定转子开槽的方法。

技术特点：新型永磁同步电机转子结构使得电机中气隙分布具有非均匀分布气隙分布。非均匀气隙分布可以使得气隙磁密呈现近似正弦分布，这将降低径向力波谐波含量，进一步有效降低永磁同步电机振动与噪声。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种新型电动汽车车用永磁同步电机转子结构。

本发明一种新型电动汽车车用永磁同步电机转子结构，在4对极48槽，均匀气隙间隔的永磁同步电机上，以该永磁同步电机转子冲片的圆心建立正多边形，令R1＞R2，其中R1为永磁同步电机转子冲片的半径，R2为正多边形的半径,取该永磁同步电机转子的圆心点作为原点，取原点到八边形边的垂线的中心点作为圆点，以圆点到距离最近的八边形顶点的线段为半径的圆弧为新永磁同步电机转子冲片的外轮廓；再以原点为圆心以R3为半径做圆与新永磁同步电机转子冲片的外轮廓叠加，得到新型电动汽车车用永磁同步电机转子结构；其中R1＞R3＞R2。

作为优选，使用原有永磁同步电机定子及绕组方式，通过Maxwell电磁仿真，以R2，R3为参数，以电机气隙磁密总谐波畸变率为参考目标进行参数整定，取最优R2，R3。根据原永磁同步电机结构中定子铁芯内径为57mm，此处R2最优为53.2mm，R3最优为56mm，其中在新型永磁同步电机转子结构下气隙宽度最大值为1.1mm，最小值为0.7mm。

本发明相对于现有技术所具有的效果：现有永磁同步电机使用的均匀气隙，气隙磁密呈现梯形分布，具有较大的谐波含量，这将导致永磁同步电机径向力波谐波含量较大，产生较大的振动噪声。新型永磁同步电机转子冲片结构使用非均匀气隙，使得气隙磁密具有正弦性分布，降低了谐波含量，径向力波得到很好的改善，降低了永磁同步电机振动与噪声。