本發(fā)明涉及永磁同步電動機配件技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)：

永磁同步電機目前采用的轉(zhuǎn)子形式大多采用內(nèi)嵌式v字形排布，如圖1和圖2所示，包括定子10與轉(zhuǎn)子20以及磁鋼30，轉(zhuǎn)子20與定子10之間有氣隙40；該結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是磁場磁力線與磁路相符合，磁阻小，磁鋼30利用率高，生產(chǎn)工藝性好，電機的效率也比較高。但是由于轉(zhuǎn)子20與定子10之間的氣隙40是等距離的，造成每個磁極的較大范圍區(qū)域的磁通是接近的，其結(jié)果是電機的反電動勢波形失真，如圖3所示，不是正弦波，有比較寬的平頂。這種失真的反電動勢波形會造成高次諧波過大，產(chǎn)生電磁噪音，功率因數(shù)下降的缺點。

因此，有必要設(shè)計一種電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機轉(zhuǎn)子，以解決上述技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機轉(zhuǎn)子，可以降低電磁噪音，提高效率和功率因數(shù)。

本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的：一種電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機轉(zhuǎn)子，設(shè)于電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機中，所述永磁同步電機還設(shè)有定子，所述轉(zhuǎn)子與定子之間設(shè)有氣隙，所述轉(zhuǎn)子為非圓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使得所述氣隙是非等距，所述氣隙的長度是變化的，所述氣隙長度的計算公式為：δ＝f(e0),其中，δ是氣隙長度，e0是反電動勢；所述反電動勢e0的計算公式為：e0＝em*sin(θ)，其中，em是反電動勢峰值，θ是電角度；取反電動勢曲線四分之一周期，即θ＝(0-π/2)，把(0-π/2)段n等分，得到n+1個點，把n+1個點的值賦給θ，得到不同的反電動勢e0；再由所述δ＝f(e0)計算導(dǎo)出不同的δ值；然后把這些δ值點連接成圓滑曲線得到轉(zhuǎn)子的外形尺寸。

在上述技術(shù)方案中，所述反電動勢e0是正弦周期函數(shù)，所述氣隙長度也是周期變化的。

在上述技術(shù)方案中，所述n為12，則得到13個點，把13個點的值賦給θ，得到13個不同的反電動勢e0；再由所述δ＝f(e0)計算導(dǎo)出13個不同的δ值，13個δ值點連接成圓滑曲線得到轉(zhuǎn)子的外形尺寸。

本發(fā)明電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機轉(zhuǎn)子，通過改變轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使轉(zhuǎn)子為非圓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使電機的氣隙是非等距的，氣隙的長度是變化的，根據(jù)氣隙長度δ＝f(e0)，計算導(dǎo)出不同的δ值；然后把這些δ值點連接成圓滑曲線得到轉(zhuǎn)子的外形尺寸。因而，使得反電動勢波形得到明顯改善，接近正弦波，從而降低電磁噪音，提高效率和功率因數(shù)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)完整的定子、轉(zhuǎn)子示意圖；

圖2為圖1部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中電機的反電動勢波形圖；

圖4為本發(fā)明完整的定子、轉(zhuǎn)子示意圖；

圖5為圖4部分結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明中電機的反電動勢波形圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

如圖4和圖5所示，本發(fā)明所述的一種電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機轉(zhuǎn)子1，設(shè)于電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機中，其中，所述永磁同步電機還包括定子2，所述轉(zhuǎn)子1和定子2之間設(shè)有氣隙3。

所述轉(zhuǎn)子1采用非圓轉(zhuǎn)子1結(jié)構(gòu)，使電機的氣隙3是非等距的，氣隙3的長度是變化的。根據(jù)電機磁路原理，在主磁通一定的情況下：

氣隙長度增大→氣隙磁位差增大→總磁位差增大→主磁導(dǎo)下降→永磁體工作點下降→主磁通下降→主磁導(dǎo)增大，達到新的平衡點，總體看來，氣隙3長度增大導(dǎo)致主磁通下降，從而又導(dǎo)致反電動勢下降。

把反電動勢作為已知量，可以求出氣隙3長度，即δ＝f(e0),其中，δ是氣隙長度，e0是反電動勢。而反電動勢e0公式為：

e0＝em*sin(θ)，em是反電動勢峰值，θ是電角度。由于反電動勢e0是正弦周期函數(shù)，可以推導(dǎo)出氣隙3長度也是周期變化的。

我們?nèi)》措妱觿萸€四分之一周期，即θ＝(0-π/2)，把(0-π/2)段12等分，得到13個點，把這13個點的值賦給θ，得到13個不同的反電動勢e0。再由所述δ＝f(e0)推導(dǎo)出13個不同的δ值。把這些δ值點連接成圓滑曲線即得到轉(zhuǎn)子1外形尺寸，得到轉(zhuǎn)子1的形狀如圖5所示。

通過試驗的結(jié)果表明，反電動勢波形得到明顯改善，接近正弦波，如圖6所示，并且試驗中測得電磁噪音降低5分貝，效率提高1.2％，功率因數(shù)由原來的0.94提高到0.975。

因此可知，本發(fā)明電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機轉(zhuǎn)子，通過改良轉(zhuǎn)子1的結(jié)構(gòu)為非圓轉(zhuǎn)子，使電機的氣隙3是非等距的，氣隙3的長度是變化的。使得反電動勢波形得到明顯改善，接近正弦波，從而降低電磁噪音，提高效率和功率因數(shù)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機轉(zhuǎn)子，設(shè)于電動汽車用高密度高轉(zhuǎn)速永磁同步電機中，其中，永磁同步電機還設(shè)有定子，所述轉(zhuǎn)子與定子之間設(shè)有氣隙，所述轉(zhuǎn)子為非圓轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，使電機的氣隙是非等距的，氣隙的長度是變化的，根據(jù)氣隙長度δ＝f(E0)，計算導(dǎo)出不同的δ值；然后把這些δ值點連接成圓滑曲線得到轉(zhuǎn)子的外形尺寸。因而，使得反電動勢波形得到明顯改善，接近正弦波，從而降低電磁噪音，提高效率和功率因數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：張春暉
受保護的技術(shù)使用者：常州嘉軒數(shù)控設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.17
技術(shù)公布日：2017.07.21