[发明专利]一种非对称内置式永磁同步电机

说明书

本发明涉及永磁同步电机技术领域，更具体地，涉及一种非对称内置式永磁同步电机，包括：定子、转子、气隙及转轴，其中转子包括转子铁心，转子铁心上设有至少数量大于一的永磁单元结构，其中，永磁单元结构的中轴线为过转轴中心的转子径向轴线，转子径向轴线将永磁单元结构分为结构相异的左侧永磁单元结构和右侧永磁单元结构，其中，第一层空气磁障位于转子径向轴线的一侧，且第一永磁体为“一”字型，第一永磁体与转子径向轴线两者延长线的交角的余角值大于0°；第二永磁体和第三永磁体之间通过隔磁障相连，且两者分别位于转子径向轴线的两侧，转子径向轴线两侧永磁体中含有第一永磁体所在侧的永磁体用量小于另一侧。

技术领域

本发明涉及永磁同步电机技术领域，更具体地，涉及一种非对称内置式永磁同步电机。

背景技术

随着生态环境的恶化和全球能源的衰竭，大力发展新能源汽车产业已经成为关乎国民经济发展的一个关键举措，永磁同步电机具有高功率密度、高效率以及高控制精度等优点广泛应用于电动汽车驱动系统。内置式永磁同步电机永磁体位于转子内部，永磁体稳固性较好，固定安装方便，更适用于高速场合，同时交、直轴电感不同能够提供磁阻转矩，磁阻转矩有利于提高电机的过载能力和功率密度，但是由于稀土材料价格昂贵，导致永磁电机的成本不断增加，这对新能源汽车的发展和推广非常不利。

内置式永磁同步电机大多采用对称结构，对称结构的电机永磁转矩和磁阻转矩的d轴相差大致45度电角度，这样会使两者的利用率下降，从而降低了电机的整体性能，因此有效提升磁阻转矩分量，进一步提高内置永磁同步电机的功率密度至关重要。非对称内置式电机使得永磁转矩和磁阻转矩几乎在同一电流角下达到最大值，相比于传统的对称内置式电机在一定的稀土永磁用量前提下能够产生更大的输出转矩，从而可减少稀土永磁用量。

发明内容

针对背景技术中的问题，本发明提供一种非对称内置式永磁同步电机，目的在于减少稀土永磁用量，并提高输出转矩。

本发明的一种非对称内置式永磁同步电机，包括：定子、转子、气隙及转轴，其中转子包括转子铁心，转子铁心上设有至少数量大于一的永磁单元结构，其中，

永磁单元结构包括：空气磁障和设置在空气磁障内的永磁体，从转子铁心外圆至转轴中心依次为第一层空气磁障、第二层空气磁障，以及嵌入第一层空气磁障内的第一永磁体、嵌入第二层空气磁障内的第二永磁体和第三永磁体；

永磁单元结构的中轴线为过转轴中心的转子径向轴线，转子径向轴线将永磁单元结构分为结构相异的左侧永磁单元结构和右侧永磁单元结构，其中，第一层空气磁障位于转子径向轴线的一侧，且第一永磁体为“一”字型，第一永磁体与转子径向轴线两者延长线的交角的余角值大于0°；第二永磁体和第三永磁体之间通过隔磁障相连，且两者分别位于转子径向轴线的两侧，转子径向轴线两侧永磁体中含有第一永磁体所在侧的永磁体用量小于另一侧。

进一步地，所述余角值的范围为≥45°且≤47°。

进一步地，第一层空气磁障、第二层空气磁障靠近定子一侧的尾端磁障的宽度按预设值增大，且尾端磁障与转子径向轴线两者延长线的交角为预设角度。

进一步地，第一层空气磁障远离定子一侧的尾端磁障的宽度按第一预设值增大，且尾端磁障与转子径向轴线两者延长线的交角为第一预设角度。

进一步地，所述隔磁障为“一”字型空气磁障。

进一步地，所述第一永磁体的长度为≥14mm且≤15mm，宽度为≥2mm且≤3mm。所述第二永磁体的长度为≥17mm且≤18mm，宽度为≥2mm且≤3mm。所述第三永磁体的长度为≥18mm且≤20mm，宽度为≥5mm且≤7mm。

附图说明

为了更容易理解本发明，将通过参照附图中示出的具体实施方式更详细地描述本发明。这些附图只描绘了本发明的典型实施方式，不应认为对本发明保护范围的限制。

图1为本发明的电机径向截面结构示意图；