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CN117353485B - 转子、电机和车辆 - Google Patents

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CN117353485B CN202210761083.0A CN202210761083A CN117353485B CN 117353485 B CN117353485 B CN 117353485B CN 202210761083 A CN202210761083 A CN 202210761083A CN 117353485 B CN117353485 B CN 117353485B
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Abstract

本发明公开了一种转子、电机和车辆,转子包括:转子铁芯,包括多段铁芯段;铁芯段上安装有沿铁芯段的周向间隔分布、且对应不同磁极的第一永磁体组和第二永磁体组,第一永磁体组包括第一永磁体和第二永磁体,第二永磁体包括第三永磁体和第四永磁体,第一永磁体的剩磁小于第二永磁体的剩磁,第三永磁体的剩磁小于第四永磁体的剩磁,第一铁芯段的第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体、第四永磁体分别与第二铁芯段的第四永磁体、第三永磁体、第二永磁体、第一永磁体的轴向投影至少部分重合。根据本发明实施例的转子不同铁芯段上齿槽转矩波形相互抵消,从而降低或消除齿槽转矩和扭矩波动,提高NVH性能,保证输出性能且降低了成本。

Description

转子、电机和车辆
技术领域
本发明涉及电机技术领域,更具体地,涉及一种转子、电机和车辆。
背景技术
在相关技术中,稀土永磁体由于磁通密度高,退磁性能稳定,可实现高扭矩要求,因此被广泛应用于新能源汽车的电机中。但是,稀土永磁材料由于稀缺导致电机的成本也偏高。
此外,电机工作过程中齿槽转矩和扭矩波动较大,会影响电机NVH性能。在一些相关技术中采用斜极、合适的定子齿宽、开辅助槽、不等槽口的能方式来改善齿槽转矩的问题,但这些方式会给生产工艺带来困难。并且若批量生产某种型号电机,为了采用上述方式减少齿槽转矩,需制作对应的一套工装,而这些工装可能仅适用于特定型号的电机,不能通用,增加了生产成本。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种转子,所述转子可以改善齿槽转矩且成本低。
本发明还提出一种具有上述转子的电机。
本发明还提出一种具有上述电机的车辆。
根据本发明实施例的转子,包括:转子铁芯,所述转子铁芯包括多段铁芯段,多段所述铁芯段沿所述转子的轴向堆叠设置;每段所述铁芯段上安装有第一永磁体组和第二永磁体组,所述第一永磁体组和所述第二永磁体组沿所述铁芯段的周向间隔分布,所述第一永磁体组包括第一永磁体和第二永磁体,所述第二永磁体包括第三永磁体和第四永磁体,所述第一永磁体的剩磁小于所述第二永磁体的剩磁,所述第三永磁体的剩磁小于所述第四永磁体的剩磁,其中,所述第一永磁体组和所述第二永磁体组中的一个对应N极且另一个对应S极,多段所述铁芯段包括至少一个第一铁芯段和至少一个第二铁芯段,在所述转子铁芯的轴向上,所述第一铁芯段的所述第一永磁体与所述第二铁芯段的所述第四永磁体的轴向投影至少部分重合,所述第一铁芯段的所述第二永磁体和所述第二铁芯段的所述第三永磁体的轴向投影至少部分重合,所述第一铁芯段的所述第三永磁体与所述第二铁芯段的所述第二永磁体的轴向投影至少部分重合,所述第一铁芯段的所述第四永磁体与所述第二铁芯段的所述第一永磁体的轴向投影至少部分重合。
根据本发明实施例的转子,通过不同铁芯段上,轴向相对的两个不同磁极中,剩磁较大永磁体与剩磁较小永磁体的轴向投影至少部分重叠,使不同铁芯段上永磁体产生的齿槽转矩波形相互正负抵消,从而降低或者消除齿槽转矩和扭矩波动,进而降低电机抖动、提高NVH性能,并且无需采用专用工装生产,降低了生产成本,采用剩磁较小的永磁体材质也在保证输出性能的情况下降低了原料成本。
另外,根据本发明上述实施例的转子还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的一些实施例,所述第一永磁体与所述第三永磁体的材质和形状相同,所述第二永磁体与所述第四永磁体的材质和形状相同。
根据本发明的一些实施例,在垂直于所述转子轴向的截面上,所述第一永磁体的面积大于所述第二永磁体的面积,所述第三永磁体的面积大于所述第四永磁体的面积。
根据本发明的一些实施例,同一段所述铁芯段上,对应同一所述第一永磁体组的所述第一永磁体与所述第二永磁体分别设于对应d轴两侧,对应同一所述第二永磁体组的所述第三永磁体与所述第四永磁体分别设于对应d轴两侧。
根据本发明的一些实施例,同一段所述铁芯段上,相邻所述第一永磁体组和所述第二永磁体组关于沿所述铁芯段径向延伸的中线对称。
根据本发明的一些实施例,对应同一所述第一永磁体组的所述第二永磁体至少为两个,两个所述第二永磁体沿所述铁芯段的周向排布,且两个所述第二永磁体的径向内端彼此靠近且径向外端彼此远离;对应同一所述第二永磁体组的所述第四永磁体至少为两个,两个所述第四永磁体沿所述铁芯段的周向排布,且两个所述第四永磁体的径向内端彼此靠近且径向外端彼此远离。
根据本发明的一些实施例,在垂直于所述转子轴向的截面上,相邻的所述第一永磁体和所述第二永磁体径向内端彼此远离且径向外端彼此靠近,且所述第一永磁体的径向外端与径向内端的连线与d轴夹角等于所述第二永磁体的径向外端与径向内端的连线与d轴夹角;在垂直于所述转子轴向的截面上,相邻的所述第三永磁体和所述第四永磁体径向内端彼此远离且径向外端彼此靠近,且所述第三永磁体的径向外端与径向内端的连线与d轴夹角等于所述第四永磁体的径向外端与径向内端的连线与d轴夹角。
根据本发明的一些实施例,所述第一永磁体的径向外端与径向内端的连线与d轴夹角为6°~45°;所述第三永磁体的径向外端与径向内端的连线与d轴夹角为6°~45°。
根据本发明的一些实施例,所述第一永磁体的中心点与d轴的间距为5mm~12mm,所述第二永磁体的中心点与d轴的间距为2mm~8mm;所述第三永磁体的中心点与d轴的间距为5mm~12mm,所述第四永磁体的中心点与d轴的间距为2mm~8mm。
根据本发明的一些实施例,相邻的所述第一永磁体和所述第二永磁体中,所述第一永磁体的中心点与所述铁芯段的中心连线为第一线段,所述第一线段与d轴的夹角为α1,所述第二永磁体的中心点与所述铁芯段的中心连线为第二线段,所述第二线段与d轴的夹角为α2,所述铁芯段设有用于安装所述第一永磁体的第一安装槽和用于安装所述第二永磁体的第二安装槽,所述第一安装槽的最外侧沿与所述铁芯段外周面的间距为L1,所述第二安装槽的最外侧沿与所述铁芯段外周面的间距为L2;相邻的所述第三永磁体和所述第四永磁体中,所述第三永磁体的中心点与所述铁芯段的中心连线为第三线段,所述第三线段与d轴的夹角为α3,所述第四永磁体的中心点与所述铁芯段的中心连线为第四线段,所述第四线段与d轴的夹角为α4,所述铁芯段设有用于安装所述第三永磁体的第三安装槽和用于安装所述第四永磁体的第四安装槽,所述第三安装槽的最外侧沿与所述铁芯段外周面的间距为L3,所述第四安装槽的最外侧沿与所述铁芯段外周面的间距为L4;其中,
根据本发明的一些实施例,所述第一线段的长度为L5,所述第二线段的长度为L6,所述第一永磁体在垂直于径向内端与径向外端连线的方向上的尺寸为W1,所述第二永磁体的径向内端与径向外端的间距为W2;所述第三线段的长度为L7,所述第四线段的长度为L8,所述第三永磁体在垂直于径向内端与径向外端连线的方向上的尺寸为W3,所述第四永磁体的径向内端与径向外端的间距为W4;其中,
根据本发明的一些实施例,
根据本发明的一些实施例,对应同一所述第一永磁体组的所述第一永磁体和所述第二永磁体沿所述铁芯段的周向间隔分布,且所述第一永磁体组关于对应d轴对称,对应同一所述第二永磁体组的所述第三永磁体和所述第四永磁体沿所述铁芯段的周向间隔分布,且所述第二永磁体组关于对应d轴对称。
根据本发明的一些实施例,在所述铁芯段的周向上,所述第一永磁体的宽度与所述第二永磁体的宽度比值为1.5~4,所述第三永磁体的宽度与所述第四永磁体的宽度比值为1.5~4。
根据本发明的一些实施例,所述第一永磁体组所包括永磁体的数量为3,所述第二永磁体组所包括永磁体的数量为3,同一所述铁芯段上,相邻两个磁极的d轴关于沿所述铁芯段径向延伸的中线对称,每个磁极的d轴与所述中线的夹角为15°~45°,位于d轴远离所述中线一侧的所述永磁体的中心点与所述铁芯段的中心连线为第五线段,所述第五线段与所述中线的夹角为45°~85°。
根据本发明的一些实施例,所述第一永磁体组所包括永磁体的数量为5,所述第二永磁体组所包括永磁体的数量为5,其中,位于两端所述永磁体的中心点与所述铁芯段的中心连线为第六线段,所述第六线段与d轴的夹角为10°~75°,与d轴相邻的两个所述永磁体的中心点与所述铁芯段的中心连线为第七线段,所述第七线段与d轴的夹角为5°~45°。
根据本发明的一些实施例,与d轴相邻的两个所述永磁体的中心点与d轴的间距为8mm~12mm,位于两端所述永磁体的中心点与d轴的间距为19mm~25mm。
根据本发明的一些实施例,位于中间所述永磁体的剩磁大于位于两端所述永磁体的剩磁。
根据本发明的一些实施例,所述铁芯段设有用于安装所述第一永磁体的第一安装槽、用于安装所述第二永磁体的第二安装槽、用于安装所述第三永磁体的第三安装槽和用于安装所述第四永磁体的第四安装槽,相邻所述第一安装槽和所述第二安装槽的间距为0.1mm~5mm,相邻所述第三安装槽和所述第四安装槽的间距为0.1mm~5mm。
根据本发明实施例的电机包括根据本发明实施例的转子。
根据本发明实施例的车辆包括根据本发明实施例的电机。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的转子铁芯的径向视图;
图2是根据本发明第一实施例的一段铁芯段及其上的永磁体的轴向视图;
图3是与图2的铁芯段层叠设置的另一个铁芯段的轴向视图;
图4是图2的铁芯段的局部结构放大图;
图5是图3的铁芯段的局部结构放大图;
图6是根据本发明第二实施例的两段铁芯段及其上的永磁体的轴向视图,两段铁芯段沿中线方向错开放置;
图7是图2-图5中第一实施例的齿槽转矩波形;
图8是纯稀土永磁体采用图2-图5所示永磁体排布结构的齿槽转矩波形;
图9是根据本发明第三实施例的一段铁芯段及其上的永磁体的轴向视图;
图10是根据本发明第四实施例的一段铁芯段及其上的永磁体的轴向视图;
图11是根据本发明第五实施例的一段铁芯段及其上的永磁体的轴向视图;
图12是与图11的铁芯段层叠设置的另一个铁芯段的轴向视图;
图13是根据本发明第六实施例的两段铁芯段及其上的永磁体的轴向视图,两段铁芯段沿中线方向错开放置;
图14是根据本发明第七实施例的一段铁芯段及其上的永磁体的轴向视图;
图15是与图14的铁芯段层叠设置的另一个铁芯段的轴向视图;
图16是根据本发明第八实施例的两段铁芯段及其上的永磁体的轴向视图,两段铁芯段沿中线方向错开放置;
图17是根据本发明实施例的电机的结构示意图;
图18是根据本发明实施例的车辆的示意图。
附图标记:
转子100;电机1000;车辆2000;
转子铁芯1;铁芯段10;d轴101;中线102;第一安装槽11;第二安装槽12;第三安装槽13;第四安装槽14;硅钢片15;第一铁芯段16;第二铁芯段17;
第一永磁体组20;第一永磁体21;第二永磁体22;
第二永磁体组30;第三永磁体31;第四永磁体32;
第一线段41;第二线段42;第三线段43;第四线段44;第五线段45;第六线段46;第七线段47。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征,“多个”的含义是两个或两个以上,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
下面参考附图描述根据本发明实施例的转子100、具有其的电机1000以及具有上述电机1000的车辆2000。
参照图1-图16所示,根据本发明实施例的转子100可以包括:转子铁芯1、第一永磁体组20和第二永磁体组30。
具体而言,如图1所示,转子铁芯1包括多段铁芯段10,多段铁芯段10沿转子100的轴向堆叠设置,换言之转子铁芯1分段设置。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,每段铁芯段10可以由多个硅钢片15轴向堆叠而成。例如,可以通过将多个硅钢片15叠压在工装上进行铸造的方式来固定硅钢片15,形成一段铁芯段10。多段铁芯段10之间可以通过自扣点进行扣压、穿铆钉进行铆接或者使用特殊的胶合剂进行铰接等方式来完成多段铁芯段10的连接。
如图2-图5所示,每段铁芯段10上安装有第一永磁体组20和第二永磁体组30,并且,第一永磁体组20和第二永磁体组30沿铁芯段10的周向间隔分布。换言之,每个铁芯段10上,沿周向相邻的两个第一永磁体组20之间设有一个第二永磁体组30,沿周向相邻的两个第二永磁体组30之间设有一个第一永磁体组20。其中,每个第一永磁体组20对应转子100的一个磁极,每个第二永磁体组30对应转子100的另一个磁极。
需要说明的是,铁芯段10上,第一永磁体组20和第二永磁体组30的永磁体组数总和可以为偶数个且数量可以根据实际情况设置,包括但不限于图1中所示的八个,在另一些实施例中,也可以为四个、六个或十个等。偶数个永磁体组可以关于铁芯段10的中心轴线对称安装。
此外,继续参照图2-图5所示,第一永磁体组20和第二永磁体组30中的一个对应N极,第一永磁体组20和第二永磁体组30中的另一个对应S极。第一永磁体组20包括第一永磁体21和第二永磁体22,第二永磁体22包括第三永磁体31和第四永磁体32,第一永磁体21的剩磁小于第二永磁体22的剩磁,第三永磁体31的剩磁小于第四永磁体32的剩磁。其中,在转子铁芯1的轴向上,至少两段铁芯段10上,第一永磁体21与第四永磁体32的轴向投影至少部分重合,第二永磁体22和第三永磁体31的轴向投影至少部分重合。
也就是说,在转子铁芯1的轴向上,至少一段铁芯段10的第一永磁体组20与另一段铁芯段10的第二永磁体组30相对并对应不同磁极,上述一段铁芯段10的第二永磁体组30与另一段铁芯段10的第一永磁体组20相对并对应不同磁极。以使至少两段铁芯段10周向上相同位置处分别为第一永磁体组20和第二永磁体组30,并且第一永磁体组20的剩磁较高的第二永磁体22与第二永磁体组30的剩磁较低的第三永磁体31位于同一位置处,第一永磁体组20的剩磁较低的第一永磁体21与第二永磁体组30的剩磁较高的第四永磁体32位于同一位置处。
再换言之,多段铁芯段10包括至少一个第一铁芯段16和至少一个第二铁芯段17,其中,第一铁芯段16的第一永磁体21与第二铁芯段17的第四永磁体24的轴向投影至少部分重合,第一铁芯段16的第二永磁体22和第二铁芯段17的第三永磁体23的轴向投影至少部分重合,第一铁芯段16的第三永磁体23与第二铁芯段17的第二永磁体22的轴向投影至少部分重合,第一铁芯段16的第四永磁体24与第二铁芯段17的第一永磁体21的轴向投影至少部分重合。以使第一铁芯段16上剩磁较高的永磁体与第二铁芯段17上剩磁较低的永磁体处于同一位置处,且第一铁芯段16上N极与第二铁芯段17上S极处于同一位置处,第一铁芯段16上S极与第二铁芯段17上N极处于同一位置处。
在一些具体实施例中,第一铁芯段16与第二铁芯段17的结构完全相同,区别在于层叠布置时N、S极的摆放位置不同。
由于不同永磁体的剩磁不同,提供的磁场不同,电机1000提供的输出扭矩因此不同。混合材料永磁体采用上述组合方式布置,通过N、S极的搭配,将电机1000不同N、S极产生的齿槽转矩波形相互正负抵消,降低了电机1000的齿槽转矩,因此电机1000扭矩波动降低,进而降低电机1000的抖动,电机1000的NVH性能提高。
具体地,相对的第一永磁体组20和第二永磁体组30所产生的齿槽转矩的波形彼此以相反的相位产生,即第一永磁体组20的齿槽转矩与第二永磁体组30的齿槽转矩相互抵消,从而能够将合成齿槽转矩的波形的最大值和最小值的差值变动幅度抑制得较小。转子100并未采用斜极结构,即可达到减少甚至消除齿槽转矩的效果。此外,相对的第一永磁体组20和第二永磁体组30所产生的扭矩波动也彼此以相反相位产生,可以相互抵消,从而能够将合成扭矩波动的波形的最大值与最小值的差值变动幅度抑制得很小。
本发明实施例的转子100,从源头上采用更好的减少齿槽转矩的方式,无需制作专用工装,并且不受电机1000型号的限制,与相关技术中的方案相比,大大降低了生产成本。
以图1-图5为例,转子铁芯1包括层叠布置的两段铁芯段10,分别为第一铁芯段16和第二铁芯段17。其中,第一铁芯段16上的第一永磁体组20对应S极、第二永磁体组30对应N极,第二铁芯段17上的第一永磁体组20对应S极、第二永磁体组30对应N极。由轴向观察,第一铁芯段16的硅钢片15对应S极的扇形结构周沿与第二铁芯段17的硅钢片15对应N极的扇形结构周沿重叠,第一铁芯段16的硅钢片15对应N极的扇形结构周沿与第二铁芯段17的硅钢片15对应S极的扇形结构周沿重叠。并且第一铁芯段16上第一永磁体21与第二铁芯段17上第四永磁体32的轴向投影至少部分重叠,第一铁芯段16上第二永磁体22与第二铁芯段17上第三永磁体31的轴向投影至少部分重叠,第一铁芯段16上第三永磁体31与第二铁芯段17上第二永磁体22的轴向投影至少部分重叠,第一铁芯段16上第四永磁体32与第二铁芯段17上第一永磁体21的轴向投影至少部分重叠。从而产生正负抵消的齿槽转矩,达到降低齿槽转矩和扭矩波动的目的。
在例如,在如图6所示的示例中,与图2-图5所示实施例不同点在于,图6所示实施例中第一铁芯段16上的第一永磁体组20对应N极、第二永磁体组30对应S极,第二铁芯段17上的第一永磁体组20对应N极、第二永磁体组30对应S极。同样可以达到降低齿槽转矩和扭矩波动的目的。
当然,在另一些实施例中,转子铁芯1所包括铁芯段10的数量可以更多,例如三个、四个、五个等。多段铁芯段10中,第一铁芯段16和第二铁芯段17的数量可以相等,也可以不等。其中,第一铁芯段16和第二铁芯段17数量相等的实施例,能够实现更佳的消除齿槽转矩的效果。
此外,多个第一铁芯段16和多个第二铁芯段17的排布方式可以灵活设置。例如,多个第一铁芯段16和多个第二铁芯段17可以沿转子100的轴向间隔布置,即按照第一铁芯段16、第二铁芯段17、第一铁芯段16、第二铁芯段17……的顺序排布;或者按照第二铁芯段17、第一铁芯段16、第二铁芯段17、第一铁芯段16……的顺序排布。再例如,相邻两个第一铁芯段16之间可以设有两个或两个以上的第二铁芯段17,或者相邻两个第二铁芯段17之间可以设有两个或两个以上的第一铁芯段16,这都在本发明的保护范围之内。
另外,第一永磁体21的剩磁小于第二永磁体22的剩磁,第三永磁体31的剩磁小于第四永磁体32的剩磁,即第一永磁体组20和第二永磁体组30均采用剩磁较大的永磁体与剩磁较小的永磁体的组合方式。
举例而言,剩磁较大的永磁体和剩磁较小的永磁体可以是钕铁硼和铁氧体、或者铝镍钴和铁氧体、或者杉钴和铁氧体、或者杉钴和钕铁硼、或者剩磁较强的钕铁硼和剩磁较弱的钕铁硼、或者同一种磁钢磁钢牌号高的磁钢和磁钢牌号低的磁钢等。在一些具体实施例中,剩磁较大的永磁体可以为稀土永磁体材质,剩磁较小的永磁体可以为铁氧体材质。
剩磁越高,永磁体成本越高。剩磁高的材质能够实现高扭矩要求,而且可以实现高交流电感分量Lq,从而实现更大范围的弱磁速度控制范围。但若都采用剩磁较高材质容易导致成本高,而采用剩磁较高材质与剩磁较低材质配合,相比于仅采用剩磁较低材质能够提高气隙磁密,相比于仅采用剩磁较高材质,达到相同气隙磁密效果的同时能够降低成本。
具体地,稀土永磁体磁通密度高、退磁性能稳定,使用稀土永磁体可通过增加Lq来增加电机10001000的凸极率(ρ=Lq/Ld),电磁扭矩公式Tem=p*(Ψf*Iq+(Ld-Lq)*Id*Iq),磁阻扭矩为:p*(Ld-Lq)*Id*Iq,所以使用稀土永磁材料可以增加电机1000的磁阻扭矩。利用稀土永磁磁密高的特点,增强气隙磁密,提高永磁体利用率,提高磁负荷Ψf,增大永磁扭矩,提高了电机1000的输出扭矩和输出功率,使得电机1000效率提升。由于高速行驶时采用弱磁控制方式,即Id=0,逆变器传递来电流作用于电机1000的q轴,即I=Iq,增大电磁扭矩。而铁氧体性能可以达到稀土永磁体的三分之一,且原料成本低,可以减少稀土永磁体的用量来节约成本,降低电机1000成本。
因此,使用剩磁高的材料和剩磁低的材料混合搭配,以稀土永磁体和铁氧体为例,可以避免只使用稀土永磁体时成本过高问题,也避免了只使用铁氧体时电机1000的磁密不够的问题,同时可以降低稀土永磁体的用量,降低电机1000成本,提高利润。
下面结合对比例描述根据本发明实施例的转子100的有益效果。
实施例1:采用如图1-图5所示的永磁体结构及排布结构,其中,第一永磁体21和第三永磁体31均为铁氧体材质,第二永磁体22和第四永磁体32均为稀土永磁体。
对比例:采用如图1-图5所示的永磁体结构及排布结构,其中,第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体31和第四永磁体32均为稀土永磁体。
对本申请的实施例1和对比例在相同工况下进行仿真试验检测齿槽波形,如图7和图8所示分别为本申请的实施例1的齿槽转矩波形和对比例的齿槽转矩波形。根据仿真结果,同样条件下,本申请实施例的齿槽转矩为23.5mNM;对比例的齿槽转矩最大值为35.6mNM。与对比例相比,实施例1的齿槽转矩最大值下降12.1Mnm,即下降34%,电机1000性能得以显著提升。
根据本发明实施例的电机1000的转子100,通过不同铁芯段10上,轴向相对的两个不同磁极中,剩磁较大永磁体与剩磁较小永磁体的轴向投影至少部分重叠,使不同铁芯段10上永磁体产生的齿槽转矩波形相互正负抵消,从而降低或者消除齿槽转矩和扭矩波动,进而降低电机1000抖动、提高NVH性能,并且无需采用专用工装生产,降低了生产成本,采用剩磁较小的永磁体材质也在保证输出性能的情况下降低了原料成本。
根据本发明的一些实施例,如图4-图16所示,第一永磁体21与第三永磁体31的材质和形状相同,例如均为铁氧体,且垂直于转子100轴向的截面为尺寸相等的矩形;第二永磁体22与第四永磁体32的材质和形状相同,例如均为稀土永磁体,且垂直于转子100轴向的截面为尺寸相等的矩形。由此,第一永磁体组20和第二永磁体组30的齿槽转矩抵消效果更好,更利于消除齿槽转矩和扭矩波动。
当然,根据实际情况需要,第一永磁体21与第三永磁体31的材质、第二永磁体22与第四永磁体32的材质也可以不相同。例如第二永磁体22可以为杉钴,第四永磁体32可以为钕铁硼。
在一些实施例中,如图4-图16所示,在垂直于转子100轴向的截面上,第一永磁体21的面积大于第二永磁体22的面积,第三永磁体31的面积大于第四永磁体32的面积。例如图4和图5所示,第一永磁体21矩形截面的长边尺寸大于第二永磁体22矩形截面的长边尺寸、且短边尺寸等于第二永磁体22矩形截面的短边尺寸;第三永磁体31的矩形截面的长边尺寸大于第四永磁体32矩形截面的长边尺寸、且短边尺寸等于第四永磁体32矩形截面的短边尺寸。
第一永磁体21和第三永磁体31的截面面积相对较大,可以节约电机1000设计成本的前提下保证电机1000的输出扭矩,以及增大电机1000的抗去磁性能,使得电机1000在高速运行时,在一定温度范围内散热不充分时,永磁体不退磁,实现了对电机1000的保护,避免了因永磁体损坏而更换永磁体的维护成本,降低了更换转子100的永磁体的维护成本;另一方面,第二永磁体22和第四永磁体32的截面面积相对较小可以减少稀土永磁体用量,节约成本,并且减小对转子100离心力影响,避免高速旋转时出现扫膛现象。
在本发明的实施例中,第一永磁体21和第二永磁体22的数量以及排布结构、第三永磁体31和第四永磁体32的数量以及排布结构可以根据实际情况灵活设置。
根据本发明的一些实施例,如图4-图10所示,同一段铁芯段10上,对应同一第一永磁体组20的第一永磁体21与第二永磁体22分别设于对应d轴101两侧,对应同一第二永磁体组30的第三永磁体31与第四永磁体32分别设于对应d轴101两侧。以使多个铁芯段10堆叠后,相对的第一永磁体组20和第二永磁体组30中,第一永磁体21与第四永磁体32均位于d轴101的同一侧,第二永磁体22和第三永磁体31均位于d轴101的另一侧,更利于产生的相位相反且磁性能接近,以利于减少甚至消除齿槽转矩。
在一些实施例中,如图4-图10所示,同一段铁芯段10上,相邻第一永磁体组20和第二永磁体组30关于沿铁芯段10径向延伸的中线102对称。一方面使形成的相位相反,另一方面使结构更简单,易于加工。此外,相邻N极和S极对应铁芯段10的截面也可以关于中线102对称,即N极和S极各占铁芯段10截面的一半面积。
在本发明的实施例中,第一永磁体组20所包括第一永磁体21、第二永磁体22的数量和形状、第二永磁体组30所包括第三永磁体31和第四永磁体32的数量和形状可以根据实际情况灵活设置。
例如,图9和图10所示,第一永磁体组20包括一个第一永磁体21和一个第二永磁体22,第二永磁体组30包括一个第三永磁体31和一个第四永磁体32。并且图9所示示例中第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体31和第四永磁体32的截面均为矩形,第一永磁体21和第二永磁体22构成V型磁钢结构,第三永磁体31和第四永磁体32构成V型磁钢结构,以利于增大永磁体用量,提高空间利用率,从而提高输出性能;图10所示示例中第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体31和第四永磁体32的截面均为弧形,并且第一永磁体21和第二永磁体22构成开口朝外的弧形磁钢结构,第三永磁体31和第四永磁体32构成开口朝外的弧形磁钢结构,能够起到聚磁作用,以提高永磁体利用率,提高输出性能。
再例如,如图2-图6所示,对应同一第一永磁体组20的第二永磁体22至少为两个,两个第二永磁体22沿铁芯段10的周向排布,且两个第二永磁体22的径向内端彼此靠近且径向外端彼此远离。第二永磁体22的体积更小,且两个第二永磁体22都成开口朝外的V型磁钢结构,能够起到聚磁作用,以提高永磁体利用率,从而减少第二永磁体22的总的体积,减少稀土材料的用量,有利于降低成本。
在一些具体实施例中,第一永磁体组20可以包括四个或者六个第二永磁体22,其中每两个第二永磁体22构成V型磁钢结构,多个V型磁钢结构沿铁芯段10的径向排布,以形成双层或者三层V型磁钢结构,能够实现更佳的输出性能。
继续参照图2-图6所示,对应同一第二永磁体组30的第四永磁体32至少为两个,两个第四永磁体32沿铁芯段10的周向排布,且两个第四永磁体32的径向内端彼此靠近且径向外端彼此远离。第四永磁体32的体积更小,且两个第四永磁体32都成开口朝外的V型磁钢结构,能够起到聚磁作用,以提高永磁体利用率,从而减少第四永磁体32的总的体积,减少稀土材料的用量,有利于降低成本。
在一些具体实施例中,第二永磁体组30可以包括四个或者六个第四永磁体32,以形成双层V型磁钢结构或者三层V型磁钢结构,从而实现更佳的输出性能。
此外,第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体31和第四永磁体32相对于d轴101倾斜延伸的布置方式,还有利于使第一永磁体组20和第二永磁体组30的重心更远离定转子接触面,尤其使第一永磁体21和第三永磁体31的重心远离定转子接触面,避免电机1000高速运转时离心力对电机1000转子造成的应力过大,避免电机1000损坏。
根据本发明的一些实施例,如图2-图6所示,在垂直于转子100轴向的截面上,相邻的第一永磁体21和第二永磁体22(即临近d轴101的第一永磁体21和第二永磁体22)径向内端彼此远离且径向外端彼此靠近,以形成开口朝内的V型磁钢结构,并且第一永磁体21的径向外端与径向内端的连线(该连线平行于图4和图5中所示矩形截面的长边)与d轴101夹角为α5,第二永磁体22的径向外端与径向内端的连线与d轴101夹角也为α5,换言之两个夹角相等。
如图2-图6所示,在垂直于转子100轴向的截面上,相邻的第三永磁体31和第四永磁体32(即临近d轴101的第三永磁体31和第四永磁体32)径向内端彼此远离且径向外端彼此靠近,以形成开口朝内的V型磁钢结构,并且第三永磁体31的径向外端与径向内端的连线(该连线平行于图4和图5中所示矩形截面的长边)与d轴101夹角为α6,第四永磁体32的径向外端与径向内端的连线与d轴101夹角也为α6,换言之两个夹角相等。
由此,有利于使第一永磁体21和第二永磁体22产生相同的磁力线,有利于使第三永磁体31和第四永磁体32产生相同的磁力线,进而有利于层叠之后消除齿槽转矩的效果。
例如,在一些实施例中,如图5所示,第一永磁体21的径向外端与径向内端的连线与d轴101夹角为6°~45°,即6°≤α5≤45°。第三永磁体31的径向外端与径向内端的连线与d轴101夹角为6°~45°,即6°≤α6≤45°。在上述角度范围内,兼顾了永磁体重心远离定转子接触面、硅钢片15空间利用率高、永磁体排布紧凑有序等多方面效果,提高了电机1000性能。
在本发明的一些实施例中,如图4和图5所示,第一永磁体21的中心点与d轴101的间距为5mm~12mm,第二永磁体22的中心点与d轴101的间距为2mm~8mm,即5mm≤L9≤12mm,2mm≤L10≤8mm。第三永磁体31的中心点与d轴101的间距为5mm~12mm,第四永磁体32的中心点与d轴101的间距为2mm~8mm,即5mm≤L11≤12mm,2mm≤L12≤8mm。在上述尺寸范围内,第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体31和第四永磁体32的体积足够大,在铁芯段10上空间利用率高,以保证电机1000的输出性能,且可以避免第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体31和第四永磁体32的体积过大而导致原材料浪费和成本过高。
根据本发明的一些实施例,如图2-图6所示,相邻的第一永磁体21和第二永磁体22中,即紧邻d轴101的第一永磁体21和第二永磁体22中,第一永磁体21的中心点与铁芯段10的中心连线为第一线段41,第一线段41与d轴101的夹角为α1;第二永磁体22的中心点与铁芯段10的中心连线为第二线段42,第二线段42与d轴101的夹角为α2。铁芯段10设有用于安装第一永磁体21的第一安装槽11和用于安装第二永磁体22的第二安装槽12,第一安装槽11的最外侧沿与铁芯段10外周面的间距为L1,第二安装槽12的最外侧沿与铁芯段10外周面的间距为L2。
继续参照图2-图6所示,相邻的第三永磁体31和第四永磁体32中,即紧邻d轴101的第三永磁体31和第四永磁体32中,第三永磁体31的中心点与铁芯段10的中心连线为第三线段43,第三线段43与d轴101的夹角为α3;第四永磁体32的中心点与铁芯段10的中心连线为第四线段44,第四线段44与d轴101的夹角为α4。铁芯段10设有用于安装第三永磁体31的第三安装槽13和用于安装第四永磁体32的第四安装槽14,第三安装槽13的最外侧沿与铁芯段10外周面的间距为L3,第四安装槽14的最外侧沿与铁芯段10外周面的间距为L4。
其中,
这里间距L1、L2、L3和L4可以理解为对应安装槽的最外侧沿与铁芯段10外周面的最短距离。
若间距L1、L2、L3和L4的尺寸变长,即将永磁体沿径向向内移,相应的永磁体的中心点与铁芯段10的中心距离变短,永磁体的利用率下降。当改变夹角α1、α2、α3和α4时,正切函数值随之发生变化,间距L1、L2、L3和L4也变化。如夹角α1、α2、α3和α4变小,正切值变小,对应间距L1、L2、L3和L4变大,若夹角α1、α2、α3和α4变大,正切值变大,对应间距L1、L2、L3和L4变小。此时齿槽转矩相比未更改角度时更大,增加了扭矩波动,电机1000的NVH性能下降。
因此,出于经济性和实用性考虑,上述参数范围内的布置结构对减少齿槽转矩有更好效果。
在一些实施例中,如图2-图6所示,第一线段41的长度为L5,第二线段42的长度为L6,第一永磁体21在垂直于径向内端与径向外端连线的方向上的尺寸为W1,第二永磁体22的径向内端与径向外端的间距为W2。
第三线段43的长度为L7,第四线段44的长度为L8,第三永磁体31在垂直于径向内端与径向外端连线的方向上的尺寸为W3,第四永磁体32的径向内端与径向外端的间距为W4。
其中,
若改变尺寸W1、W2、W3和W4,会改变永磁体的中心点到铁芯段10中心的长度,且夹角α1、α2、α3和α4也会发生变化,电机1000旋转时不对称NS极产生的齿槽转矩波形相互抵消部分变小,相当于增加了齿槽转矩,增加了扭矩波动,电机1000的NVH性能下降。
而满足上述四个参数关系式时,尺寸W1、W2、W3和W4,长度L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7和L8,正切函数值tanα1、tanα2、tanα3和tanα4,这三类参数彼此相互限制,以实现不对称NS极结构,通过不对称NS极产生正负不同的齿槽转矩波形,降低甚至消除齿槽转矩,可降低扭矩波动,从而提高电机1000的NVH性能。
根据本发明的一些实施例,如图4和图5所示,尺寸W1、W2、W3和W4满足:在一些实施例中,如图4和图5所示,W1、W2、W3、W4均为2mm~10mm。
使轴向投影至少部分重叠的两种永磁体磁性能更接近,消除齿槽转矩的效果更好。并且多个永磁体的结构排布紧凑,更充分利用永磁体性能,输出扭矩更大,输出功率更大,电机1000效率提升,同时避免原料成本过高。
根据本发明的一些实施例,如图11-图16所示,对应同一第一永磁体组20的第一永磁体21和第二永磁体22沿铁芯段10的周向间隔分布,且第一永磁体组20关于对应d轴101对称。对应同一第二永磁体组30的第三永磁体31和第四永磁体32沿铁芯段10的周向间隔分布,且第二永磁体组30关于对应d轴101对称。
举例而言,如图11-图12所示,第一永磁体组20对应S极且包括三个永磁体,分别为两个第一永磁体21和一个第二永磁体22,第二永磁体22自身结构关于d轴101对称,两个第一永磁体21分别位于该第二永磁体22垂直于d轴101方向的两侧,且两个第一永磁体21关于d轴101对称。第二永磁体组30对应N极且包括三个永磁体,分别为一个第三永磁体31和两个第四永磁体32,第三永磁体31自身结构关于d轴101对称,两个第四永磁体32分别位于该第三永磁体31垂直于d轴101方向的两侧,且两个第四永磁体32关于d轴101对称。
由此,在两段铁芯段10层叠设置时,其中一个铁芯段10上的第一永磁体21与另一个铁芯段10上的第四永磁体32处于相同位置、其中一个铁芯段10上的第二永磁体22与另一个铁芯段10上的第三永磁体31处于相同位置、其中一个铁芯段10上的第三永磁体31与另一个铁芯段10上的第二永磁体22处于相同位置、其中一个铁芯段10上的第四永磁体32与另一个铁芯段10上的第一永磁体21处于相同位置,且处于相同位置的永磁体的轴向投影面积较大,能够实现更佳的齿槽转矩抵消效果,有利于提高电机1000的NVH性能,降低电机1000返修的成本。并且同一永磁体组内三个永磁体的对称排布方式有利于提高气隙磁密的正弦性,从而减小甚至消除用因为气隙磁场非正弦引起的扭矩波动,从而提升电机1000效率和永磁体利用率。
根据本发明的一些实施例,如图11-图16所示,在铁芯段10的周向上,第一永磁体21的宽度与第二永磁体22的宽度比值为1.5~4,第三永磁体31的宽度与第四永磁体32的宽度比值为1.5~4。即当满足上述取值范围时,电机1000极弧系数保持在一定范围,是得电机1000在齿槽转矩减小同时可以提高电机1000的输出功率。
需要说明的是,在永磁体组关于d轴101对称的实施例中,每个永磁体组所包括永磁体的数量可以为奇数个,并且剩磁较大的永磁体和剩磁较小的永磁体数差值为2,以使剩磁较大的永磁体和剩磁较小的永磁体能够间隔排布(即交错排布),有利于提高减少或者消除齿槽转矩的效果。
在一些实施例中,如图11-图13所示,第一永磁体组20所包括永磁体的数量为3,第二永磁体组30所包括永磁体的数量为3。同一铁芯段10上,相邻两个磁极的d轴101关于沿铁芯段10径向延伸的中线102对称,每个磁极的d轴101与中线102的夹角为15°~45°,位于d轴101远离中线102一侧的永磁体的中心点与铁芯段10的中心连线为第五线段45,第五线段45与中线102的夹角为45°~85°。即15°≤α7≤45°,45°≤α8≤85°。
以图11为例,第一永磁体组20所对应S极和第二永磁体组30所对应N极关于中线102对称,第一永磁体组20的d轴101与中线102的夹角为15°~45°,且第一永磁体组20中远离中线102的一个第二永磁体22的中心点与铁芯段10的中心连线为第五线段45,且第五线段45与中线102夹角为45°~85°。
当满足上述尺寸范围要求时,对比超出上述尺寸范围外的布置结构,电机1000的齿槽转矩较小,扭矩波动较小,电机1000的NVH性能较好。
在一些实施例中,如图14-图16所示,第一永磁体组20所包括永磁体的数量为5,第二永磁体组30所包括永磁体的数量为5。其中,位于两端永磁体的中心点与铁芯段10的中心连线为第六线段46,第六线段46与d轴101的夹角为10°~75°,与d轴101相邻的两个永磁体的中心点与铁芯段10的中心连线为第七线段47,第七线段47与d轴101的夹角为5°~45°。即5°≤α10≤45°,10°≤α9≤75°。
以图14为例,第一永磁体组20包括交替设置的两个第一永磁体21和三个第二永磁体22,位于中间的第二永磁体22自身结构关于d轴101对称,位于两端的第二永磁体22的中心点与铁芯段10的中心连线为第六线段46,第六线段46与d轴101的夹角为10°~75°,每个第一永磁体21的中心点与铁芯段10的中心连线为第七线段47,第七线段47与d轴101的夹角为5°~45°。
当满足上述尺寸范围要求时,对比超出上述尺寸范围外的布置结构,电机1000的齿槽转矩较小,扭矩波动较小,电机1000的NVH性能较好。
在本发明的一些实施例中,如图14-图16所示,与d轴101相邻的两个永磁体的中心点与d轴101的间距为8mm~12mm,位于两端永磁体的中心点与d轴101的间距为19mm~25mm。即8mm≤L13≤12mm,19mm≤L14≤25mm。以图15为例,第一永磁体21和第三永磁体31的中心点与d轴101的间距为8mm~12mm,位于两端的第二永磁体22和第四永磁体32的中心点与d轴101的间距为19mm~25mm。在上述尺寸范围内,第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体31和第四永磁体32的体积足够大,在铁芯段10上空间利用率高,以保证电机1000的输出性能,且可以避免第一永磁体21、第二永磁体22、第三永磁体31和第四永磁体32的体积过大而导致原材料浪费和成本过高。
在永磁体组所包括永磁体数为5的一些实施例中,位于中间永磁体的剩磁大于位于两端永磁体的剩磁。以提高中间气隙磁密的正弦性来改善气隙磁密波形,使气隙磁密波形更易于接近正弦波,从而有利于减小甚至消除因为气隙磁场非正弦引起的扭矩波动,提升电机1000效率和永磁体的利用率,降低电池组数量和容量,从而降低电机1000成本。与其他形状的气隙磁密波形相比,扭矩波动和齿槽转矩更小,降低电机1000抖动,电机1000的NVH性能提升,提高了用户乘车体验感。
以图14为例,第一永磁体组20中,位于中间的第二永磁体22的剩磁大于位于两端的第二永磁体22的剩磁;位于中间的第三永磁体31的剩磁大于位于两端的第三永磁体31的剩磁。例如,位于中间的第二永磁体22、位于两端的第二永磁体22和第一永磁体21的剩磁依次递减,可以分别为杉钴、钕铁硼和铁氧体,或者为钕铁硼、铝钴镍和铁氧体,或者为杉钴、钕铁硼和铝钴镍等;第四永磁体32、位于中间的第三永磁体31和位于两端的第三永磁体31的剩磁依次递减,可以分别为杉钴、钕铁硼和铁氧体,或者为钕铁硼、铝钴镍和铁氧体,或者为杉钴、钕铁硼和铝钴镍等。
根据本发明的一些实施例,如图4-图16所示,铁芯段10设有用于安装第一永磁体21的第一安装槽11、用于安装第二永磁体22的第二安装槽12、用于安装第三永磁体31的第三安装槽13和用于安装第四永磁体32的第四安装槽14。并且,相邻第一安装槽11和第二安装槽12的间距为0.1mm~5mm,相邻第三安装槽13和第四安装槽14的间距为0.1mm~5mm。一方面安装槽之间的间距较小,能够形成隔磁结构,减少漏磁;另一方面,相邻两个安装槽彼此不连通,以提高铁芯段10的结构强度,满足高速旋转的稳定性需求,且更易于加工。
根据本发明的一些实施例,如图1所示,每段铁芯段10包括多个硅钢片15,多个硅钢片15沿轴向层叠,每个永磁体插入在层叠布置的硅钢片15中,硅钢片15构成转子磁路的一部分。
如图17所示,根据本发明实施例的电机1000包括根据本发明实施例的转子100。由于根据本发明实施例的转子100具有上述有益的技术效果,因此根据本发明实施例的电机1000,通过不同铁芯段10上,轴向相对的两个不同磁极中,剩磁较大永磁体与剩磁较小永磁体的轴向投影至少部分重叠,使不同铁芯段10上永磁体产生的齿槽转矩波形相互正负抵消,从而降低或者消除齿槽转矩和扭矩波动,进而降低电机1000抖动、提高NVH性能,并且无需采用专用工装生产,降低了生产成本,采用剩磁较小的永磁体材质也在保证输出性能的情况下降低了原料成本。
如图18所示,根据本发明实施例的车辆2000包括根据本发明实施例的电机1000。由于根据本发明实施例的电机1000具有上述有益的技术效果,因此根据本发明实施例的车辆2000,通过不同铁芯段10上,轴向相对的两个不同磁极中,剩磁较大永磁体与剩磁较小永磁体的轴向投影至少部分重叠,使不同铁芯段10上永磁体产生的齿槽转矩波形相互正负抵消,从而降低或者消除齿槽转矩和扭矩波动,进而降低电机1000抖动、提高NVH性能,并且无需采用专用工装生产,降低了生产成本,采用剩磁较小的永磁体材质也在保证输出性能的情况下降低了原料成本。
这里,车辆2000可以是新能源车辆,在一些实施例中,新能源车辆可以是以电机1000作为主驱动力的纯电动车辆,在另一些实施例中,新能源车辆还可以是以内燃机和电机1000同时作为主驱动力的混合动力车辆。关于上述实施例中提及的为新能源车辆提供驱动动力的电机1000,为电机1000提供电能的方式可以采用动力电池、氢燃料电池等,这里不作特殊限定。需要说明,这里仅仅是对新能源车辆等结构作出的示例性说明,并非是限定本发明的保护范围。
根据本发明实施例的电机1000和车辆2000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的,这里不再详细描述。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (21)

1.一种转子,其特征在于,包括:
转子铁芯,所述转子铁芯包括多段铁芯段,多段所述铁芯段沿所述转子的轴向堆叠设置;
每段所述铁芯段上安装有第一永磁体组和第二永磁体组,所述第一永磁体组和所述第二永磁体组沿所述铁芯段的周向间隔分布,所述第一永磁体组包括第一永磁体和第二永磁体,所述第二永磁体组包括第三永磁体和第四永磁体,所述第一永磁体的剩磁小于所述第二永磁体的剩磁,所述第三永磁体的剩磁小于所述第四永磁体的剩磁,
其中,所述第一永磁体组和所述第二永磁体组中的一个对应N极且另一个对应S极,多段所述铁芯段包括至少一个第一铁芯段和至少一个第二铁芯段,在所述转子铁芯的轴向上,所述第一铁芯段的所述第一永磁体与所述第二铁芯段的所述第四永磁体的轴向投影至少部分重合,所述第一铁芯段的所述第二永磁体和所述第二铁芯段的所述第三永磁体的轴向投影至少部分重合,所述第一铁芯段的所述第三永磁体与所述第二铁芯段的所述第二永磁体的轴向投影至少部分重合,所述第一铁芯段的所述第四永磁体与所述第二铁芯段的所述第一永磁体的轴向投影至少部分重合。
2.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,所述第一永磁体与所述第三永磁体的材质和形状相同,所述第二永磁体与所述第四永磁体的材质和形状相同。
3.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,在垂直于所述转子轴向的截面上,所述第一永磁体的面积大于所述第二永磁体的面积,所述第三永磁体的面积大于所述第四永磁体的面积。
4.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,同一段所述铁芯段上,对应同一所述第一永磁体组的所述第一永磁体与所述第二永磁体分别设于对应d轴两侧,对应同一所述第二永磁体组的所述第三永磁体与所述第四永磁体分别设于对应d轴两侧。
5.根据权利要求4所述的转子,其特征在于,同一段所述铁芯段上,相邻所述第一永磁体组和所述第二永磁体组关于沿所述铁芯段径向延伸的中线对称。
6.根据权利要求4所述的转子,其特征在于,
对应同一所述第一永磁体组的所述第二永磁体至少为两个,两个所述第二永磁体沿所述铁芯段的周向排布,且两个所述第二永磁体的径向内端彼此靠近且径向外端彼此远离;
对应同一所述第二永磁体组的所述第四永磁体至少为两个,两个所述第四永磁体沿所述铁芯段的周向排布,且两个所述第四永磁体的径向内端彼此靠近且径向外端彼此远离。
7.根据权利要求4所述的转子,其特征在于,
在垂直于所述转子轴向的截面上,相邻的所述第一永磁体和所述第二永磁体径向内端彼此远离且径向外端彼此靠近,且所述第一永磁体的径向外端的端面所在的侧沿与径向内端的端面所在的侧沿的连线与d轴夹角等于所述第二永磁体的径向外端的端面所在的侧沿与径向内端的端面所在的侧沿的连线与d轴夹角;
在垂直于所述转子轴向的截面上,相邻的所述第三永磁体和所述第四永磁体径向内端彼此远离且径向外端彼此靠近,且所述第三永磁体的径向外端的端面所在的侧沿与径向内端的端面所在的侧沿的连线与d轴夹角等于所述第四永磁体的径向外端的端面所在的侧沿与径向内端的端面所在的侧沿的连线与d轴夹角。
8.根据权利要求7所述的转子,其特征在于,所述第一永磁体的径向外端的端面所在的侧沿与径向内端的端面所在的侧沿的连线与d轴夹角为6°~45°;
所述第三永磁体的径向外端与径向内端的连线与d轴夹角为6°~45°。
9.根据权利要求7所述的转子,其特征在于,所述第一永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与d轴的间距为5mm~12mm,所述第二永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与d轴的间距为2mm~8mm;
所述第三永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与d轴的间距为5mm~12mm,所述第四永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与d轴的间距为2mm~8mm。
10.根据权利要求4所述的转子,其特征在于,相邻的所述第一永磁体和所述第二永磁体中,所述第一永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与所述铁芯段的中心连线为第一线段,所述第一线段与d轴的夹角为α1,所述第二永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与所述铁芯段的中心连线为第二线段,所述第二线段与d轴的夹角为α2,所述铁芯段设有用于安装所述第一永磁体的第一安装槽和用于安装所述第二永磁体的第二安装槽,在沿所述铁芯段的径向方向上,所述第一安装槽的远离所述铁芯段中心的侧沿与所述铁芯段外周面的间距为L1,所述第二安装槽的远离所述铁芯段的中心的侧沿与所述铁芯段外周面的间距为L2;
相邻的所述第三永磁体和所述第四永磁体中,所述第三永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与所述铁芯段的中心连线为第三线段,所述第三线段与d轴的夹角为α3,所述第四永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与所述铁芯段的中心连线为第四线段,所述第四线段与d轴的夹角为α4,所述铁芯段设有用于安装所述第三永磁体的第三安装槽和用于安装所述第四永磁体的第四安装槽,在沿所述铁芯段的径向方向上,所述第三安装槽的远离所述铁芯段中心的侧沿与所述铁芯段外周面的间距为L3,所述第四安装槽的远离所述铁芯段中心的侧沿与所述铁芯段外周面的间距为L4;其中,
11.根据权利要求10所述的转子,其特征在于,所述第一线段的长度为L5,所述第二线段的长度为L6,所述第一永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的靠近径向内端的长边和与其相对的侧边之间的间距为W1,所述第二永磁体的径向内端与径向外端的间距为W2;
所述第三线段的长度为L7,所述第四线段的长度为L8,所述第三永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的靠近径向内端的长边和与其相对的侧边之间的间距为W3,所述第四永磁体的径向内端与径向外端的间距为W4;其中,
12.根据权利要求11所述的转子,其特征在于,
13.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,对应同一所述第一永磁体组的所述第一永磁体和所述第二永磁体沿所述铁芯段的周向间隔分布,且所述第一永磁体组关于对应d轴对称,对应同一所述第二永磁体组的所述第三永磁体和所述第四永磁体沿所述铁芯段的周向间隔分布,且所述第二永磁体组关于对应d轴对称。
14.根据权利要求13所述的转子,其特征在于,在所述铁芯段的周向上,所述第一永磁体的宽度与所述第二永磁体的宽度比值为1.5~4,所述第三永磁体的宽度与所述第四永磁体的宽度比值为1.5~4。
15.根据权利要求13所述的转子,其特征在于,所述第一永磁体组所包括永磁体的数量为3,所述第二永磁体组所包括永磁体的数量为3,
同一所述铁芯段上,相邻两个磁极的d轴关于沿所述铁芯段径向延伸的中线对称,每个磁极的d轴与所述中线的夹角为15°~45°,
位于d轴远离所述中线一侧的所述永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与所述铁芯段的中心连线为第五线段,所述第五线段与所述中线的夹角为45°~85°。
16.根据权利要求13所述的转子,其特征在于,所述第一永磁体组所包括永磁体的数量为5,所述第二永磁体组所包括永磁体的数量为5,其中,
位于两端所述永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与所述铁芯段的中心连线分别为第六线段,所述第六线段与d轴的夹角为10°~75°,与d轴相邻的两个所述永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与所述铁芯段的中心连线分别为第七线段,所述第七线段与d轴的夹角为5°~45°。
17.根据权利要求16所述的转子,其特征在于,与d轴相邻的两个所述永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与对应的d轴的间距均为8mm~12mm,位于两端所述永磁体的垂直于所述转子轴向的截面上的中心点与分别对应的d轴的间距均为19mm~25mm。
18.根据权利要求16所述的转子,其特征在于,位于中间所述永磁体的剩磁大于位于两端所述永磁体的剩磁。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的转子,其特征在于,所述铁芯段设有用于安装所述第一永磁体的第一安装槽、用于安装所述第二永磁体的第二安装槽、用于安装所述第三永磁体的第三安装槽和用于安装所述第四永磁体的第四安装槽,
相邻所述第一安装槽和所述第二安装槽的间距为0.1mm~5mm,相邻所述第三安装槽和所述第四安装槽的间距为0.1mm~5mm。
20.一种电机,其特征在于,包括根据权利要求1-19中任一项所述的转子。
21.一种车辆,其特征在于,包括根据权利要求20所述的电机。
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