[发明专利]一种电动汽车内置式永磁驱动电机及其电磁振动削弱方法

说明书

本公开提供了一种电动汽车内置式永磁驱动电机及其电磁振动削弱方法，包括永磁转子套装于定子内部，与定子同轴布设，定子上设置有电枢绕组；永磁转子包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯上设置有转子槽，转子槽内放置有永磁体，永磁体在转子铁芯上形成2p个转子磁极，转子磁极中有一个转子磁极所对应的极弧宽度与其他2p‑1个转子磁极所对应的极弧宽度不同，其他2p‑1个转子磁极的极弧宽度相同；永磁转子上的磁通沿定子和永磁转子之间的气隙进入到定子中，形成的主磁通与定子上的电枢绕组产生的磁场作用，电机产生转矩。通过新型转子磁极分段方法能够大幅度削弱内置式永磁电机的齿槽转矩、齿谐波电动势和转矩脉动，从而有效削弱内置式永磁电机的电磁振动。

技术领域

本公开属于电磁振动削弱技术领域，涉及一种电动汽车内置式永磁驱动电机及其电磁振动削弱方法。

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。

近年来，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。

由于电动汽车运行的复杂工况和电动汽车本身对电机的性能要求，电动汽车驱动电机通常需要满足以下特点：具有宽广的恒功率运行范围以满足变速性能；具有较大的低速转矩以满足起动与爬坡性能；具有较高的运行效率以提高汽车的续航能力；具有较高的功率密度以减小驱动电机的体积；具有较小的转矩脉动以降低传动系统的疲劳；具有较低的振动噪声以提高乘用人员的舒适度。在这之中，具有高功率密度是电动汽车对驱动电机的首要需求，相比于表贴式永磁同步电机，内置式永磁电机由于具有磁阻转矩分量，能够输出更高的转矩，内置式永磁电机的优点主要体现在以下方面：

(1)内置式永磁同步电机的转矩输出在永磁转矩的基础上迭加了磁阻转矩，有利于提高电机的过载能力和功率密度，更适合于电动汽车复杂工况对驱动电机过载能力的需求和对电机高功率密度的需求。

(2)内置式永磁同步电机具有不同的d轴和q轴电感，因而易于进行弱磁扩速，有助于电机扩大恒功率运行范围，更适合于电动汽车对永磁驱动电机宽转速范围的需求。

(3)内置式永磁电机的永磁体嵌在转子的转子槽内，不直接面向定转子之间的气隙，因此在电机旋转时，可以有效的保护永磁体不受到撞击或意外脱落，增加了电机运行的可靠性，更适合于电动汽车对驱动电机高安全性和高可靠性的需求。

然而，内置式永磁电机也具有永磁电机所具有的共同缺点，即具有齿槽转矩。齿槽转矩的存在会增大永磁电机的转矩脉动，给电机带来额外的电磁振动，增大传动系统的效率损耗，并引发机械疲劳损耗，不利于电动汽车的安全可靠运行，同时转矩脉动还会引发电机产生电磁噪声。

目前工业上主要采用定子斜槽或转子斜极的方法来削弱永磁电机的齿槽转矩、转矩脉动和电磁振动，但是斜极或斜槽的方式增大了工业制造的难度与成本，在电机轴向长度较短时难以实现，因此需要低成本且具有通用性的非斜极斜槽条件下的内置式永磁电机转矩脉动和电磁振动的抑制方案。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种电动汽车内置式永磁驱动电机及其电磁振动削弱方法，通过这种新型转子磁极分段方法能够大幅度削弱内置式永磁电机的齿槽转矩、齿谐波电动势和转矩脉动，从而有效削弱内置式永磁电机的电磁振动，实现非斜极斜槽条件下的内置式永磁电机转矩脉动和电磁振动的抑制。

为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：

第一方面，本公开提供一种电动汽车内置式永磁驱动电机，包括定子、永磁转子和电枢绕组，所述永磁转子套装于定子内部，与定子同轴布设，所述定子和永磁转子之间存在气隙，定子上设置有电枢绕组；