[发明专利]一种交直轴磁阻可控式永磁无刷电机

说明书

本发明公开电机制造领域中的一种交直轴磁阻可控式永磁无刷电机，最外部是定子铁心，转子铁心内部沿圆周方向均匀嵌有8组混合永磁体，每组混合永磁体均由2块钕铁硼永磁体和6块铝镍钴永磁体构成，每块钕铁硼永磁体上嵌有3块铝镍钴永磁体，每组混合永磁体相对于直轴对称布置，每组混合永磁体中的2块钕铁硼永磁体之间形成导磁桥，相邻的两组混合永磁体相对于交轴对称布置，每块钕铁硼永磁体和铝镍钴永磁体均是圆弧形的结构，每块钕铁硼永磁体在靠近交轴的一端上嵌3块铝镍钴永磁体，3块铝镍钴永磁体沿径向每层各1块；在相邻的两组混合永磁体之间的转子铁心上设有关于交轴对称分布的内外多层磁障，通过两类永磁体共同作用产生可变永磁转矩。

技术领域

本发明属于电机制造领域，是一种永磁无刷电机，用于驱动混合动力汽车和纯电动汽车，特指一种交直轴磁阻可控式的高转矩永磁无刷电机。

背景技术

混合动力汽车和纯电动汽车正在加速发展，车用驱动电机的性能要求也逐渐提高。传统的永磁无刷电机以结构简单、功率密度高、可靠性强等优点广泛应用于电动车辆的驱动系统中。由于永磁无刷电机采用钕铁硼等单一的永磁体作为励磁源，具有恒定的气隙磁场且弱磁调速范围窄，因此，能可控式地提高永磁无刷电机驱动过程中的转矩、拓宽电机的调速范围显得十分重要。

现有的磁阻电机一般采用多层磁障结构，该结构能够充分利用转子磁路不对称特性产生的磁阻转矩。虽然磁阻电机具有造价低、损耗低等优点，但其转矩密度、调速范围难以满足电动汽车的需求。中国专利公开号为CN109450211A的文献中公开的电机，通过在U型槽内的切向槽内置永磁体形成永磁助磁式同步磁阻电机，此类电机虽然利用磁阻转矩和永磁转矩共同提高了转矩密度、效率等，但存在转矩不可调、电机运行范围较窄等问题。

一般而言，有效调节永磁电机的气隙磁场能够拓宽电机调速范围。永磁记忆电机是一种磁通可控型永磁电机，它采用磁化水平能够被记忆的永磁体，如铝镍钴、钐钴等，通过在线调节永磁体的磁化程度实现气隙磁场强度的灵活调节，从而达到弱磁扩速的目的。中国专利号为200810023409.X的文献中提出了一种利用直流磁化绕组和铝镍钴永磁体相互配合实现宽调速的磁通记忆式定子永磁型电机，此类电机通过施加短暂的直流磁化电流和较小的弱磁电流拓宽调速范围，但是由于附加在线调节气隙磁场强度的绕组，电机空间利用率较低，功率密度降低。另外，永磁记忆电机所采用的永磁体磁能积低，永磁工作点容易受电枢绕组磁场影响，导致气隙主磁通不高。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提出一种能合理有效地调节气隙磁场、高转矩、宽调速、高效率的交直轴磁阻可控式永磁无刷电机。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：最外部是定子铁心，转子铁心位于定子铁心内部，转子铁心内部沿圆周方向均匀嵌有8组混合永磁体，每组混合永磁体均由2块钕铁硼永磁体和6块铝镍钴永磁体构成，每块钕铁硼永磁体上嵌有3块铝镍钴永磁体，每组混合永磁体相对于直轴对称布置，每组混合永磁体中的2块钕铁硼永磁体之间既不相连也不贯通，之间形成相对于直轴对称的导磁桥，相邻的两组混合永磁体相对于交轴对称布置，每块钕铁硼永磁体和铝镍钴永磁体均是圆弧形的结构，且弧形开口朝向内侧；每块钕铁硼永磁体在靠近交轴的一端上嵌3块铝镍钴永磁体，3块铝镍钴永磁体沿径向布置成三层，每层各1块；在相邻的两组混合永磁体之间的转子铁心上设有关于交轴对称分布的内外多层磁障；同一组混合永磁体中的2块钕铁硼永磁体和6块铝镍钴永磁体的充磁方向相同，且均沿各自自身的径向充磁，相邻的两组混合永磁体中的钕铁硼永磁体和铝镍钴永磁体的充磁方向相反。

所述的多层磁障是位于混合永磁体外侧的漏磁磁障组和位于混合永磁体内侧的类扇形磁障，漏磁磁障组是由外层的类弓形磁障和内层的扇形磁障组成。

本发明采用上述技术方案后具有的有益效果是：