一種高磁阻利用率永磁同步電機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電機技術領域，具體涉及一種高磁阻利用率永磁同步電機。
[0002]背景近年來，隨著新能源汽車行業(yè)的興起，車輛驅動電機對電機的峰值扭矩和轉速范圍要求越來越高，為了滿足整車尺寸空間降低系統(tǒng)成本，系統(tǒng)希望電機具備更大的磁阻扭矩份額。據(jù)調查：目前國內外各大電機公司研制電機的凸極磁阻扭矩和永磁磁鋼產生扭矩的份額比例一般小于45% ;若能將該比例進一步提高，可有效降低系統(tǒng)成本，提高電機動力性能和系統(tǒng)的匹配度。在混合動力車型系統(tǒng)、空間緊張，對電機功率密度要求越來越苛亥IJ，正期待著電機功率扭矩密度能夠進一步提高。更進一步的情況還有，隨著工業(yè)伺服及車輛電驅動率的普及，要求電機具有較低成本，而稀土磁鋼作為影響電機成本的關鍵材料資源有限。若能用鐵氧體替代稀土可實現(xiàn)行業(yè)長遠發(fā)展。
[0003]為了節(jié)約能源，減小碳排放，目前越來越多的電動機選擇永磁同步方案。但根據(jù)電機學可知：一般的永磁同步電機，如圖1所示包括定子沖片1-1、瓦形磁鋼1-2、轉子沖片
1-3和去重孔1-4,此種結構的永磁同步電機輸出扭矩正比于電機的工作電流和反電勢系數(shù)，而其工作轉速反比于反電勢系數(shù)。此外，永磁同步電機需要采用專門的控制器才能連續(xù)運轉，當永磁同步電機有寬調速范圍運行要求時，工程上常遇到控制器驅動電流能力不足或器件耐電壓（特別是電機最高轉速時的空載反電勢電壓）能力不夠的問題。因此為了兼顧電機的寬轉速范圍和動力性能。一般情況下將這類電機均采用內置磁鋼式轉子結構，如圖2所示采用方形磁鋼2-2代替前一種永磁同步電機內的瓦形磁鋼1-2,其次依靠內嵌磁鋼轉子電機交軸電感Lq >直軸電感Ld的特征產生凸極磁阻扭矩，實現(xiàn)電機的輸出扭矩大于電流和反電勢系數(shù)的乘積。
[0004]公開號CN104011974的專利公開了一種電機轉子，能夠起到增大磁阻轉矩從而實現(xiàn)高輸出的效果。但顯然該電機在體積、成本上未作考慮，同時功率密度仍有提升空間。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型的發(fā)明目的在于：針對現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題，提供一種更高功率密度、更寬調速范圍同時成本更低的高磁阻利用率永磁同步電機。
[0006]本實用新型采用的技術方案是這樣的：一種高磁阻利用率永磁同步電機，包括定子鐵芯1和轉子，所述轉子包括轉子鐵芯4和嵌于轉子鐵芯4上的磁鋼組，其中：所述磁鋼組非均勻設置于所述轉子鐵芯4的圓周邊緣處，所述磁鋼組包括小磁鋼組2和大磁鋼組3，所述小磁鋼組2和大磁鋼組3均為V形結構，所述小磁鋼組2相比于大磁鋼組3更靠近轉子鐵芯4的圓周邊緣；所述小磁鋼組2的數(shù)量等于電機極對數(shù)，所述大磁鋼組3的數(shù)量為小磁鋼組2的一半。
[0007]進一步，所述的小磁鋼組2和大磁鋼組3隨轉子N、S極交替分布。
[0008]進一步，所述的轉子N極下設有兩層磁鋼組，其分別為小磁鋼組2和大磁鋼組3 ;所述S極下設有一層小磁鋼組2。
[0009]進一步，所述的轉子S極下設有兩層磁鋼組，其分別為小磁鋼組2和大磁鋼組3 ;所述N極下設有一層小磁鋼組2。
[0010]進一步，所述的小磁鋼組2的磁力線和大磁鋼組3的磁力線串聯(lián)。。
[0011]進一步，所述的大磁鋼組3的極弧c2等于轉子極距；所述小磁鋼組2的極弧cl為極弧c2的0.5?0.65倍之間。
[0012]進一步，所述的大磁鋼組3靠轉子鐵芯4外側的兩端設有空氣槽，所述的空氣槽的兩邊與q軸平行。
[0013]進一步，所述大磁鋼組3的空氣槽與轉子鐵芯4的邊緣之間為磁橋a2,所述小磁鋼組2的兩端與轉子鐵芯4的邊緣之間為磁橋al ;所述磁橋a2的厚度為磁橋al的1?3倍。
[0014]進一步，所述的小磁鋼組2和大磁鋼組3之間的磁鋼距離b2為大磁鋼組3空氣槽與小磁鋼組2空氣槽之間距離bl的0. 83?1. 25倍。
[0015]進一步，所述的轉子鐵芯4上設有若干個去重孔5,且位于小磁鋼組2的外側處，所述的去重孔5為三角形或梯形結構。
[0016]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本實用新型的有益效果是：
[0017]1、本實用新型的結構簡單，易生產，成本低，且易使用推廣；
[0018]2、本實用新型轉子采用內嵌式結構，內切在鐵芯中的磁鋼同時采用不均勻磁鋼排列，使電機在相同的尺寸、相電流及反電勢下產生更大的扭矩，或在相同的尺寸、相電流及扭矩下需求更低的反電勢，如此可以有效提高電機可控性能；聚磁效果明顯且聚磁作用極弧可控，有利于提高反電勢正弦度同時提高電機的功率密度；在相同的扭矩和功率下節(jié)省磁鋼用量。該技術特別適用于新能源汽車驅動電機領域；
[0019]3、本實用新型轉子上的磁通回路有效拓寬，因此有效增大了電機的交軸電感；
[〇〇2〇]4、本實用新型電機空載時定子鐵芯僅受到小磁鋼組所在轉子極弧的有效激磁，其激磁磁通量較小，電機空載反電勢和磁通量成正比，因此電機的空載反電勢較低；
[0021]5、本實用新型電機在負載時，電機定子鐵芯內的磁力線相對空載磁場變得非常密集，大磁鋼組3的大部分磁力線穿過了氣隙經過定子鐵芯，由空載的漏磁變?yōu)樨撦d增磁，因此負載時電機的磁通極弧明顯增大。
【附圖說明】
[0022]本實用新型將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：
[0023]圖1為現(xiàn)有技術的永磁同步電機示意圖一；
[0024]圖2為現(xiàn)有技術的永磁同步電機示意圖二；
[0025]圖3為本實用新型的局部示意圖一；
[0026]圖4為本實用新型的局部示意圖二；
[0027]圖5為本實用新型的轉子示意圖；
[0028]圖6為本實用新型的電機空載磁場效果圖；
[0029]圖7為本實用新型的電機負載磁路仿真圖；
[0030]圖8為本實用新型電機負載磁路仿真圖的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0031]下面結合附圖，對本實用新型作詳細的說明。
[0032]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0033]具體實施例，如圖3和4所示，一種高磁阻利用率永磁同步電機，包括定子鐵芯1和轉子，所述轉子包括轉子鐵芯4和嵌于轉子鐵芯4上的磁鋼組，其中：所述磁鋼組非均勻設置于