本發(fā)明涉及一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機，屬于汽車電器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

愈演愈烈的能源短缺與環(huán)境惡化問題迫使人們尋找替代內(nèi)燃機汽車的方法，而電動汽車無疑成為主要手段之一。而在電動汽車的整車結(jié)構(gòu)中，驅(qū)動系統(tǒng)占據(jù)重要地位，直接決定了整車性能的優(yōu)劣。因此，研究和開發(fā)出適用于電動汽車驅(qū)動用的電機在開發(fā)高性能電動汽車過程中具有關(guān)鍵地位和作用，對電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有里程碑意義。

磁阻電機驅(qū)動系統(tǒng)作為一種新型驅(qū)動系統(tǒng)，兼有直流電機驅(qū)動系統(tǒng)和傳統(tǒng)交流電機驅(qū)動系統(tǒng)的特點，具有起動電流小、起動轉(zhuǎn)矩大、可靠性高、損耗小、效率高，可以方便實現(xiàn)四象限運行等突出優(yōu)點，很適合電動汽車的各種工況下運行，是電動汽車中極具有潛力的電機種類，有著廣闊的市場前景。但是磁阻電機涉及車輛工程、磁阻電機理論、電力電子和控制理論等眾多學(xué)科領(lǐng)域，導(dǎo)致其研究的復(fù)雜性，因此其在電動車用驅(qū)動電機方面還有待進一步的研究與完善。

目前電動汽車上使用的電機多為電磁型電機。例如相關(guān)授權(quán)的發(fā)明專利：一種電動車用電機，專利號： 201010118916.9，發(fā)明了一種電動車用電機包括定子組件、轉(zhuǎn)子架體和外轉(zhuǎn)子，其定子組件包括固定軸、與固定軸連接的定子支架、均布于定子支架上的多組相同結(jié)構(gòu)的獨立鐵芯單元。該發(fā)明可減輕電機的重量，能減少單個電機的矽鋼片的用量。

另外，也有一些關(guān)于磁阻電機的專利，例如申請專利：電動車、車輪及其開關(guān)磁阻電機，申請?zhí)枺?01610862047.8，提出了一種外轉(zhuǎn)子內(nèi)定子結(jié)構(gòu)的開關(guān)磁阻電機，該開關(guān)磁阻電機包括殼體及設(shè)于殼體內(nèi)的外轉(zhuǎn)子和內(nèi)定子，內(nèi)定子包括繞周向間隔設(shè)置的多個定子齒和位于定子齒之間的定子槽。該開關(guān)磁阻電機具有轉(zhuǎn)矩大、生產(chǎn)工藝簡單、成本低的優(yōu)點。本發(fā)明的創(chuàng)造性不在于輪轂電機技術(shù)和平衡車技術(shù)的結(jié)合。

目前申請人經(jīng)國內(nèi)外檢索，尚未檢索到本發(fā)明所涉及的利用永磁雙凸極原理，并且采用不同定子極大小、特殊極弧系數(shù)和偏角匹配的一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了發(fā)明一種體積小、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機，所述為內(nèi)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括定子鐵心(1)、轉(zhuǎn)子鐵心(4)、永磁體(3)、電樞繞組(5)和軸(2)，其特征在于：

所述轉(zhuǎn)子鐵心(4)固定在軸(2)上，轉(zhuǎn)子鐵心(4)上有8個均布的凸形轉(zhuǎn)子極，凸形轉(zhuǎn)子極的極弧系數(shù)為0.5；

所述定子鐵心(1)由三個均布的子定子鐵心(1)組成，每個子定子鐵心(1)有兩個極弧機械角為15°的電樞定子極和一個極弧機械角為22.5°的永磁定子極，其中兩個電樞定子極分別位于永磁定子極的兩邊，永磁定子極和電樞定子極之間有定子鐵心(1)軛部連接；

永磁定子極和電樞定子極之間有定子槽，所述定子槽極弧的機械角為30°；

每個永磁定子極上固定有永磁體(3)，所有永磁體(3)充磁方向一致；

每個電樞定子極上繞有電樞繞組(5)，同一個子定子鐵心(1)上的電樞繞組(5)繞向相反；

兩個勵磁定子極之間的電樞繞組(5)繞向相反，串聯(lián)組成一相，電樞繞組(5)分為三相。

如上所述的一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機，其特征在于：轉(zhuǎn)子極為非斜極結(jié)構(gòu)，所述電機采用無刷直流電機所用的三相六拍控制方法進行控制。

本發(fā)明的有益效果是：

1電機的三相繞組互相隔離，可以把故障限制在一相內(nèi)，以減小故障相對其它相造成負面影響，防止故障傳播；

2本發(fā)明采用永磁雙凸極原理，具有結(jié)構(gòu)簡單、靠性高的特點；

3轉(zhuǎn)子上沒有永磁體，工作可靠；

4總的磁鏈較短，定子鐵心磁阻小，鐵耗少；

5總的磁鏈較短，硅鋼片用量少、電機重量輕；

6繞組皆為集中式繞組，內(nèi)阻小，效率高。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1、定子鐵心，2、軸，3、永磁體，4、轉(zhuǎn)子鐵心，5、電樞繞組。

圖2是本發(fā)明一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機的永磁體充磁方向示意圖。

圖3是本發(fā)明一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機的A相繞組磁鏈圖。

圖4是本發(fā)明一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機的采用無刷直流電機所用的三相六拍控制方法示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機，為使本發(fā)明的技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以及參照附圖并舉實例對本發(fā)明進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

圖1是本發(fā)明一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機橫向剖視結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示該電機由定子鐵心(1)、轉(zhuǎn)子鐵心(4)、永磁體(3)、電樞繞組(5)和軸(2)組成，轉(zhuǎn)子鐵心(4)固定在軸(2)上，轉(zhuǎn)子鐵心(4)上有8個均布的凸形轉(zhuǎn)子極，凸形轉(zhuǎn)子極的極弧系數(shù)為0.5；

定子鐵心(1)由三個均布的子定子鐵心(1)組成，每個子定子鐵心(1)有兩個極弧機械角為15°的電樞定子極和一個極弧機械角為22.5°的永磁定子極，其中兩個電樞定子極分別位于永磁定子極的兩邊，永磁定子極和電樞定子極之間有定子鐵心(1)軛部連接；永磁定子極和電樞定子極之間有定子槽，所述定子槽極弧的機械角為30°。

在每個電樞定子極上繞有電樞繞組(5)，同一個子定子鐵心(1)上的電樞繞組(5)繞向相反。兩個勵磁定子極之間的電樞繞組(5)繞向相反，串聯(lián)組成一相，電樞繞組(5)分為三相。

圖2是本發(fā)明一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機的永磁體充磁方向示意圖。可以看出，在每個永磁定子極上固定有永磁體(3)，所有永磁體(3)充磁方向一致。

圖3是本發(fā)明一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機的A相繞組磁鏈圖。當轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)時，A極上的繞組磁鏈由最大值開始減小，-A極上的繞組有最小值轉(zhuǎn)向增加。當A極上的繞組和-A極上的繞組反向串聯(lián)時，可以形成雙極性的磁鏈。

圖4本發(fā)明一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機的是采用無刷直流電機所用的三相六拍控制方法示意圖。采用傳統(tǒng)永磁無刷直流的三相六狀態(tài)的控制策略，其三相電流波形非常接近梯形波。具體方法是給磁鏈增加的極上的繞組通以正向電流，給磁鏈減小的極上的繞組通以負向電流，所述永磁磁阻電機便可以輸出正的轉(zhuǎn)矩。

下面對本發(fā)明提出的一種電動汽車用互補型永磁磁阻電機進行工作原理的說明?？梢岳斫獾氖?，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。

本發(fā)明所述電機在永磁體的作用下產(chǎn)生磁場，在電機內(nèi)產(chǎn)生的磁通將經(jīng)過定子軛部、定子極、氣隙、轉(zhuǎn)子極、轉(zhuǎn)子軛部形成閉合磁路。作為電動機時，通過位置傳感器檢測電機轉(zhuǎn)子位置，將位置信號輸送給控制器后，控制器控制功率變換器的相應(yīng)開關(guān)管，給磁鏈上升的繞組通以正向電流，給磁鏈下降的繞組通以負向電流，電機即可實現(xiàn)對外輸出轉(zhuǎn)矩；電機發(fā)電運行時，當勵磁繞組通有恒定電流時，在電機內(nèi)產(chǎn)生的磁通將經(jīng)過定子軛部、定子極、氣隙、轉(zhuǎn)子極、轉(zhuǎn)子軛部形成閉合磁路。外加機械力傳動轉(zhuǎn)子使其按某一方向旋轉(zhuǎn)時，由于每相電樞繞組所匝鏈的磁鏈發(fā)生變化，繞組將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，當繞組與外接負載連接時，則電機發(fā)電，向負載輸送電能。當負載或轉(zhuǎn)速變化時，可通過調(diào)壓器調(diào)節(jié)勵磁繞組的電流大小來維持恒定電壓輸出。

需要指出的是，本發(fā)明的創(chuàng)新點不是簡單的選取或優(yōu)化問題。本申請電樞定子極弧系數(shù)、轉(zhuǎn)子極弧系數(shù)、永磁定子極極弧系數(shù)等具有無窮多個的配合，加上各個極之間的角度也不一樣，因此在沒見到本申請的技術(shù)內(nèi)容、且不具備的創(chuàng)造性思維的研究人員無法在有限時間內(nèi)求出最可行的方案。

可以理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，而所有這些改變或替換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。