[实用新型]一种无刷电机

说明书

本实用新型公开了一种无刷电机，其对环形定子铁芯内侧用于缠绕线圈的定子齿内表面及转子铁芯结构进行优化，将各定子齿的内表面设计为偏心圆弧面，其偏心圆弧的中心相对环形定子铁芯中心的偏心距为L，所有偏心圆弧的中心位于以环形定子铁芯的中心为圆心L为半径的圆上；而转子磁极设计为插入式，每段转子铁芯上开有供转子磁极插入的插孔，同时转子铁芯外圆周上对应每个插孔均成型径向朝外的凸部，这种凸部的外轮廓形状均为相同的对称形状，包括顶弧段和对称连于顶弧段两侧的直线段，而圆周上相邻凸部的直线段间经底弧段相连。本实用新型能使电机气隙磁场波形呈正弦分布，进一步减小了电机的齿槽转矩，降低了转子转动惯量，提高了电机功率密度和工作性能。

技术领域

本实用新型涉及一种无刷电机，属于电机技术领域。

背景技术

随着永磁材料性能的不断提高，无刷电机在汽车行业得到越来越广泛地应用。汽车行业对无刷电机有特殊的要求，1）安装位置很有限，并且电机质量要轻，还要求电机有一定的输出功率，即电机的功率密度要大；2）低齿槽转矩的无刷电机来提升舒适性和平稳性；3）电机成本要低；4）转动惯量要小。

在无刷电机设计中，最大的困难是电机的功率密度不能满足EPS（电动助力转向系统）的要求和电机齿槽转矩大。影响无刷电机功率密度和齿槽转矩的因素很多又复杂，一旦某个电磁参数选取不当，就有可能降低无刷电机功率密度，增加电机齿槽转矩，导致其无法更好的适用于在现代传统汽车、新能源汽车和智能无人驾驶汽车的助力转向系统和电动刹车系统上。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种齿槽转矩和转动惯量更低，最高转速裕度和功率密度更高的无刷电机，以便更好的应用于现代传统汽车、新能源汽车和智能无人驾驶汽车的助力转向系统和电动刹车系统。

本实用新型的技术方案是：一种无刷电机，包括定子、设于定子中心的转子和固定转子的转轴，定子包括由定子组块拼接形成的环形定子铁芯，每个定子组块上沿径向向内成型有用于缠绕线圈的定子齿；而转子包括转子铁芯和固定其上呈圆周等角度间隔分布的转子磁极；其特征在于各定子齿的内表面为偏心圆弧面，其偏心圆弧的中心相对环形定子铁芯的中心的偏心距为L，所有偏心圆弧的中心位于以环形定子铁芯的中心为圆心L为半径的圆上；而转子磁极为插入式，每段转子铁芯上开有供对应的转子磁极插入的插孔，同时转子铁芯外圆周上对应每个插孔均成型径向朝外的凸部，这种凸部的外轮廓形状均为相同的对称形状，包括顶弧段和对称连于顶弧段两侧的直线段，而圆周上相邻凸部的直线段之间通过底弧段相连。

进一步的，本实用新型中所述偏心距L为5mm~6mm。

进一步的，本实用新型中转轴上沿其轴向设有两段以上等间距分布的所述转子铁芯，相邻的转子铁芯之间相错设置。

更进一步的，本实用新型中当所述转子铁芯为三段以上时，相邻两段转子铁芯的相错角度都是相同的。

进一步的，本实用新型中单个所述转子铁芯上的转子磁极数量为8个或10个或14个。

进一步的，本实用新型中所述顶弧段和底弧段为同心圆弧段（均为径向向外凸出的圆弧段），并且顶弧段的电角度为85°（也即顶弧段对应的圆心角，圆心为转子铁芯的中心），而底弧段的电角度为4.5°（也即底弧段对应的圆心角，圆心为转子铁芯的中心）。

更进一步的，本实用新型中所述顶弧段的圆弧半径减去底弧段的圆弧半径=0.5mm。

进一步的，本实用新型中所述转子磁极为方形磁钢。

进一步的，本实用新型中转子铁芯上沿轴向还开有围绕其中心呈圆周等角度间隔分布的若干定位通孔。定位通孔的设计可用于多段转子铁芯相错角度装配时的定位，也可作为减重部，用以减轻转子铁芯乃至整个转子的重量，减小转子的转动惯量。

更进一步的，本实用新型中所述定位通孔的数量与转子磁极数量相同。