具有非对称辅助槽结构的转子冲片、转子铁芯和永磁电机

专利2025-11-06  3


本发明涉及永磁电机,尤其涉及一种具有非对称辅助槽结构的转子冲片、转子铁芯和永磁电机。


背景技术:

1、内置式永磁电机具有高功率密度、高效率、宽调速范围、运行稳定等特点,广泛运用于汽车领域。随着新能源汽车市场的不断扩大,人们除了对电动汽车的动力性、经济性和安全性提出要求之外,驾驶环境的舒适性、低振动和低噪声的期望也逐渐成为选择汽车的重要标准。

2、而永磁电机高转频使系统的振动频率范围变宽,容易引起系统共振,且由于电机系统的轻量化造成了刚度下降,电机的电磁激励会引起更大的高频电磁振动噪声,这无疑会显著降低电动汽车的乘坐舒适性和运行可靠性,降低新能源汽车的驾驶舒适性和可靠性。

3、目前用于降低电机振动的方法主要分为两种,一种是通过控制算法进行抑制,一种是从电机设计上进行抑制。由于硬件和算力限制,利用算法进行抑制有较大的局限性。因此通过设计对电机振动噪声进行抑制是目前的主流方法,目前主要有定转子拓扑优化、定转子辅助槽、定转子斜极、斜槽等手段。实际生产过程中,可以依据实际情况选择具体的方式进行抑制。

4、其中转子辅助槽结构优化是减小电机齿槽转矩、降低振动噪声的常用方法之一。而目前国内外学者对其研究主要基于对称布置的辅助槽结构,如现有公告号为cn215498476u、cn211606216u等专利公开了通过在转子冲片开设对称的辅助槽组,改善气隙磁密的正弦性,降低齿槽转矩波动和电机转矩波动。对于转子的非对称性的研究也多局限于磁极与磁障的非对称。而现有的对称式转子辅助槽结构优化具有其局限性,在高转频、高波动情况下难以满足低振动和噪声的应用要求。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本发明提供了一种具有非对称辅助槽结构的转子冲片、转子铁芯和永磁电机,利用非对称转子辅助槽结构来改善永磁电机气隙磁场的非正弦分布,降低气隙磁密的谐波含量,从而减小电机的振动噪声,提高电机的运行稳定性,相较于对称辅助槽结构的电机,能够更好适用于高频、高波动的应用场合。

2、为了实现上述目的,本发明公开了一种具有非对称辅助槽结构的转子冲片,包括若干单元部,所述单元部包括第一对非对称辅助槽以及第二对非对称辅助槽:

3、所述第一对非对称辅助槽包括左一辅助槽和右一辅助槽;所述左一辅助槽和右一辅助槽分别位于磁极d轴的两侧;所述第二对非对称辅助槽包括左二辅助槽和右二辅助槽;所述左二辅助槽和右二辅助槽分别位于磁极d轴的两侧;

4、所述左一辅助槽与右一辅助槽的定位点角度相同;所述左二辅助槽与右二辅助槽的定位点角度相同;其中,所述定位点角度为辅助槽槽口中点与转子冲片中心的连线至磁极d轴之间的角度;

5、所述左一辅助槽与右一辅助槽之间的槽口宽、槽深以及槽底至槽口中心的偏移量的三个参数至少有一项不相同;所述左二辅助槽与右二辅助槽之间的槽口宽、槽深以及槽底至槽口中心的偏移量的三个参数至少有一项不相同。

6、进一步,还包括第一层磁钢单元和第二层磁钢单元,所述第一层磁钢单元对称设置于磁极d轴两侧,第二层磁钢单元对称设置于磁极d轴两侧,所述第一层磁钢单元位于第二层磁钢单元的外侧。

7、进一步,所述第一对非对称辅助槽位于第一层磁钢单元的隔磁桥和第二层磁钢单元的隔磁桥之间,所述第二对非对称转子辅助槽定位点角度小于第二层磁钢单元的磁极弧角度。

8、另一方面,本发明还公开了一种转子铁芯,由多个所述的具有非对称辅助槽结构的转子冲片叠压而成。

9、另一方面,本发明还公开了一种永磁电机,包括所述的转子铁芯。

10、本发明的有益效果:

11、本发明通过在转子铁芯磁极表面设有非对称辅助槽,可以有效改善永磁电机气隙磁场的非正弦分布,降低气隙磁密的谐波含量,从而降低齿槽转矩、转矩脉动和径向电磁力,减小电机电磁振动、噪音,满足电动汽车驱动要求,实现电机高功率密度、低噪、低转矩波动、宽调速小型轻量化和平稳运行等特点。



技术特征:

1.一种具有非对称辅助槽结构的转子冲片,其特征在于:包括若干单元部,所述单元部包括第一对非对称辅助槽以及第二对非对称辅助槽:

2.根据权利要求1所述的一种具有非对称辅助槽结构的转子冲片,其特征在于:还包括第一层磁钢单元(8)和第二层磁钢单元(7),所述第一层磁钢单元(8)对称设置于磁极d轴两侧,第二层磁钢单元(7)对称设置于磁极d轴两侧,所述第一层磁钢单元(8)位于第二层磁钢单元(7)的外侧。

3.根据权利要求2所述的一种具有非对称辅助槽结构的转子冲片,其特征在于:所述第一对非对称辅助槽位于第一层磁钢单元(8)的隔磁桥和第二层磁钢单元(7)的隔磁桥之间,所述第二对非对称转子辅助槽定位点角度小于第二层磁钢单元(7)的磁极弧角度。

4.一种转子铁芯,其特征在于:由多个权利要求1至3任一项所述的具有非对称辅助槽结构的转子冲片(6)叠压而成。

5.一种永磁电机,其特征在于:包括权利要求4所述的转子铁芯。


技术总结
本发明公开了一种具有非对称辅助槽结构的转子冲片、转子铁芯和永磁电机,包括若干单元部,单元部包括第一对非对称辅助槽和第二对非对称辅助槽:第一对非对称辅助槽包括左一辅助槽和右一辅助槽;左一辅助槽和右一辅助槽位于磁极d轴两侧;第二对非对称辅助槽包括左二辅助槽和右二辅助槽;左二辅助槽和右二辅助槽位于磁极d轴两侧;左一辅助槽与右一辅助槽之间的槽口宽、槽深以及槽底至槽口中心的偏移量的三个参数至少有一项不同;左二辅助槽与右二辅助槽之间的槽口宽、槽深以及槽底至槽口中心的偏移量三个参数至少有一项不同。本发明可改善永磁电机气隙磁场的非正弦分布,降低气隙磁密的谐波含量,从而减小电机的振动噪声,提高电机运行稳定性。

技术研发人员:胡建军,姚祖堂,孙志诚,刘人萍
受保护的技术使用者:重庆大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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