[发明专利]一种永磁同步电机及其转子斜极结构

说明书

本发明公开了一种永磁同步电机及其转子斜极结构，包括在轴向上分成若干转子铁芯分段的转子，不同所述转子铁芯分段在圆周方向上具有相互错开的角度，各所述转子铁芯分段的轴向长度不完全相同或/和相邻所述转子铁芯分段圆周方向错开的角度不完全相同。该转子斜极结构的特定转矩脉动阶次或径向电磁力阶次在整体上能够相互抵消，从而相对传统的采用等长度、等夹角的转子铁芯分段的永磁同步电机，能够实现更低的电磁噪声和更优异的NVH水平。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，尤其涉及永磁同步电机的转子斜极结构。本发明还涉及设有所述转子斜极结构的永磁同步电机。

背景技术

永磁同步电机运转时，定子和转子磁场之间相互作用而产生了沿空间和时间分布的电磁力，该电磁力可沿切向和径向方向分解，其中沿切线方向的电磁力形成电磁转矩，从而输出动力。由于定子齿槽效应、磁饱效应、电流谐波和结构不对称等因素的影响，气隙磁场并不是标准的正弦波，其会存在谐波分量，使得转矩脉动或径向电磁力的某些阶次成分较大，造成电机对应阶次的振动噪声较大，NVH(噪声、振动与声振粗糙度)水平较差，进而影响到终端产品的使用体验。

为降低电机振动噪声，需要尽可能降低转矩脉动或径向电磁力某些阶次成分的大小，目前常用的方法之一是采用转子斜极设计。转子斜极通常是将转子在轴向上分成若干分段，不同分段在圆周方向上相互错开一个角度，使得所关注的转矩脉动阶次或径向电磁力阶次在不同的分段上具有不同的相位，让不同分段的特定转矩脉动阶次或径向电磁力阶次相互抵消，以到达降低特定工况下对应阶次的电磁噪声的目的。

如图1所示的一种传统的转子铁芯的部分结构，其主要由第一分段1、第二分段2、第三分段3和第四分段4组成，转子铁芯由冲片叠压而成，第一分段1和第二分段2之间的夹角为A，第二分段2和第三分段3之间的夹角为A，第三分段3和第四分段4之间的夹角为A，第一分段1的轴向长度为L，第二分段2的轴向长度为L，第三分段3的轴向长度为L，第四分段4的轴向长度为L。这种转子的斜极分段之间采用等长度、等夹角设计，即不同分段的轴向长度相同，相邻两段之间的非零夹角的绝对值也相同。

然而，由于每个转子分段磁极相对定子电流相位的角度各不相同，会导致不同分段上定子和转子磁场相互作用产生的电磁力幅值存在差异，在相位上各分段之间两两相位相反，但是幅值却不尽相同。

如图2所示的各铁芯分段产生的特定转矩脉动阶次或径向电磁力阶次波形，第一分段1和第三分段3产生的波形相位相反，但幅值不同，第二分段2和第四分段4产生的波形相位相反，但幅值不同，四个分段产生的波形之和幅值较大，这就导致所关注转矩脉动阶次或径向电磁力阶次无法完全抵消，因此降噪效果有限，不能做到最优。

发明内容

本发明的目的在于提供一种永磁同步电机转子斜极结构，以克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，进一步提升转子分段斜极技术的降噪效果。

为实现上述目的，本发明提供一种设有所述转子斜极结构的永磁同步电机。

本发明所提供的一种永磁同步电机转子斜极结构，包括在轴向上分成若干转子铁芯分段的转子，不同所述转子铁芯分段在圆周方向上具有相互错开的角度，各所述转子铁芯分段的轴向长度不完全相同或/和相邻所述转子铁芯分段圆周方向错开的角度不完全相同。

可选地，所述转子铁芯分段的轴向长度中至少存在两个互不相等的长度值。

可选地，所述转子铁芯分段的轴向长度依次增大或减小。

可选地，所述转子铁芯分段圆周方向错开的角度中至少存在两个绝对值互不相等的非零角度值。

可选地，所述转子铁芯分段圆周方向错开的角度依次增大或减小。

可选地，所述转子铁芯分段由若干转子冲片叠压而成。

可选地，所述转子铁芯分段内沿圆周方向布设有磁钢槽，所述磁钢槽用于安装磁钢。