[实用新型]一种新型转子结构的内置永磁同步电机

说明书

本申请提供了一种新型转子结构的内置永磁同步电机，包括机壳、定子单元和转子单元。其中转子单元包括高矫顽力V形励磁结构、低矫顽力V形励磁结构，在沿径向由内至外对应的高矫顽力V形励磁结构和低矫顽力V形励磁结构之间偏离对称轴位置设置有沿轴向的不对称励磁结构。转子中有两层V形磁铁，电机交轴磁通可以平滑流动，并且电机交轴电感增加，因此磁阻转矩增加，即使在通量减弱控制下，也能有效地工作。另外，由于在两层V形励磁结构间，存在一不对称励磁结构，通过更有效地利用磁阻转矩，采用不对称布置磁体和移动磁力转矩的相位来提高总转矩。

技术领域

本实用新型涉及电机制造技术领域，尤其涉及一种新型转子结构的内置永磁同步电动机。

背景技术

近年来，在许多电动汽车(EVS)中，使用内置永磁同步电机(IPMSM)来驱动。IPMSM的一个重要特点是能够从低速到高速高效驱动。传统的IPMSM通过将电机交轴电流主要控制在低速范围内，并采用以负直流电流（施加在转子上，产生磁场与永磁体磁场相反）为主高速流向定子的弱磁控制，实现了较宽的调速范围。但是，由于负d轴电流引起的铜损和谐波铁损降低了弱磁控制的效率。此外，由于永磁体的不可逆退磁，转矩可能会降低。

可变磁通电机是解决该问题有效方法。该电机转子中有两种永磁体，高矫顽力磁体和低矫顽力磁体。在低速范围内，高矫顽力磁体和低矫顽力磁体在同一轴系下上磁化（磁化状态），因此可以获得高转矩。为了从低速范围切换到高速范围，施加磁化脉冲电流以反转低矫顽力磁铁的磁化方向，并且低矫顽力磁铁和高矫顽力磁铁之间的磁化方向相反（弱磁退化），因此可以扩展高速范围。当前主流IPMSM电机，通过控制施加磁化电流大小控制低矫顽力磁体磁化方向，从而实现对不同转速下的控制。然而，不同转速下低矫顽力永磁体磁化方向不同，将会造成极大的转子损耗，甚至造成永磁体不可逆退磁。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种新型不对称转子结构的内置永磁同步电动机，能够有效地将弱磁控制和可变漏磁函数应用于电机，并在此基础上，节约稀土能源的损耗、获得高转矩、拓展高速范围等优势，具体技术方案如下：

一种新型转子结构的内置永磁同步电机，包括机壳、定子单元和转子单元，机壳为圆形，且沿轴向延伸；定子单元设置于机壳内，在定子单元的内表面设置有定子槽，在定子槽内设置有沿轴向贯通的绕组；转子单元包括设置于转子内的高矫顽力V形励磁结构、低矫顽力V形励磁结构，转子沿径向由内至外设置有沿圆周方向分布的第一V形凹槽和第二V形凹槽，第一V形凹槽和第二V形凹槽沿轴向贯穿转子，高矫顽力V形励磁结构包括第一V形凹槽和以内置式嵌入第一V形凹槽内的高矫顽力磁体，低矫顽力V形励磁结构包括第二V形凹槽和以内置式嵌入第二V形凹槽内的低矫顽力磁体；沿径向由内至外对应的高矫顽力V形励磁结构和低矫顽力V形励磁结构的对称轴设置在同一径向上。

进一步地，高矫顽力磁体为钕磁体，低矫顽力磁体为粘接钕铁硼磁体。

进一步地，在沿径向由内至外对应的高矫顽力V形励磁结构和低矫顽力V形励磁结构之间偏离对称轴位置设置有沿轴向的不对称励磁结构。

进一步地，不对称励磁结构由Sm-Fe-N磁体制成，不对称励磁结构沿轴向贯穿转子单元，嵌入转子内部。

进一步地，在第二V形凹槽的V字形两端设置有封堵块。

进一步地，封堵块由坡莫合金制成。

进一步地，高矫顽力V形励磁结构上的对称位置分别设置有磁障。

进一步地，磁障为气隙磁障。

本发明的有益效果：

1、本实用新型所涉及的新型转子结构的内置永磁同步电机，在转子中有两层V形磁铁，电机交轴磁通可以平滑流动，并且电机交轴电感增加。因此，磁阻转矩也增加了，即使在通量减弱控制下，也能有效地工作。