用於電動汽車的寬調速永磁同步電機的製作方法

2023-06-12 01:52:31 2

專利名稱：用於電動汽車的寬調速永磁同步電機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種永磁同步電機，具體是指用於電動汽車的寬調速永磁同步電機。
背景技術：
現有應用於電動汽車上的電機基本分為兩種，第一種為採用異步電機變頻驅動方式電機的轉速(轉子轉速)小於旋轉磁場的轉速，從而叫為異步電機。它和感應電機基本上是相同的。s=(ns-n)/ns。s為轉差率，ns為磁場轉速，η為轉子轉速。異步電機是由氣隙旋轉磁場與轉子繞組感應電流相互作用產生電磁轉矩，從而實現機電能量轉換為機械能量的一種交流電機，異步電動機按照轉子結構分為兩種形式有鼠籠式、繞線式異步電動機；作電動機運行的異步電機，因其轉子繞組電流是感應產生的，又稱感應電動機。採用 異步電機變頻驅動方式存在低速時轉矩不足、控制精度較差，變頻調速範圍較小，與電動汽車低速大扭矩、高轉速的需求存在較大差異，同時，異步電機工作效率較低，會大大降低整車的續駛裡程；而且異步電機體積和重量較大，在車輛上安裝較困難，採用異步電機變頻調速的方式，異步電機的額定轉速一般在3000rpm左右，最高轉速在5000左右，採用自然冷卻的方式。由於異步電機低轉速時扭矩不足，不能滿足車輛低速大扭矩(起步、加速、爬坡)的使用要求，而且最高轉速也不能滿足車輛的最高車速的要求，因此，異步電機需要與多檔變速箱配合使用，才能滿足整車的需求。當車輛在起步、加速、爬坡時，變速箱置於低檔，此時變速箱減速比大，電機的輸出經過變速箱減速後傳遞給車輪，滿足車輛的大扭矩需求；當車輛在高速行駛時，變速箱置於高檔(速比小於1)，此時電機的輸出轉速經過變速箱提升後傳遞給車輪，滿足車輛的高轉速需求。第二種為採用永磁同步電機同步發電機為了實現能量的轉換，需要有一個直流磁場。而產生這個磁場的直流電流，稱為發電機的勵磁電流。根據勵磁電流的供給方式，凡是從其它電源獲得勵磁電流的發電機，稱為他勵發電機，從發電機本身獲得勵磁電源的，則稱為自勵發電機。採用的永磁同步電機存在調速範圍較窄，不能滿足電動汽車的高速需求，需要加裝變速箱來滿足整車的性能需求的不足，加裝變速箱後，整體結構較複雜，體積較大，安裝不方便，並且成本較高，採用永磁同步電機的方式，永磁同步電機的額定轉速一般在3000rpm左右，最高轉速在6000左右，同樣需要加裝變速箱，通過調整變速箱的檔位，來滿足整車不同工況下的需求。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，解決目前的電機工作效率較低，體積和重量較大、在車輛上安裝較困難、並且成本較高的問題。本實用新型的目的通過下述技術方案實現用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，包括殼體，在殼體的兩端分別安裝有前端蓋、以及後端蓋，在殼體內部安裝有定子，在前端蓋和後端蓋之間安裝有轉子軸，在轉子軸上至少套裝有兩個轉子模塊，轉子模塊之間安裝有間隔環，在轉子模塊與前端蓋、以及轉子模塊與後端蓋之間均安裝有平衡環。通過在轉子軸上安裝至少兩個的轉子模塊，在不改變徑向尺寸的前提下，可以通過增加轉子模塊5的數量，同時根據需要來增加定子3的長度來增加電機的輸出扭矩及功率，大大提高了電機的匹配性，而且其直徑不變，便於減小空間，解決了目前的電機工作效率較低，體積和重量較大、在車輛上安裝較困難、並且成本較高的問題。所述轉子模塊包括轉子鐵芯，轉子鐵芯由矽鋼片疊壓而成並用鉚釘固定，在轉子鐵芯的軸線上設置有用於與轉子軸連接的裝配孔，在所述轉子鐵芯上設置有多個與轉子鐵芯的軸線平行的通孔，在通孔內部安裝有磁鋼體。轉子鐵芯由矽鋼片疊加組合而成，通過鉚釘將疊加的矽鋼片壓緊、固定，在轉子鐵芯上設置有多個與轉子鐵芯的軸線平行的通孔，在通孔內部安裝有磁鋼體，相對於傳統的永磁電機轉子整體是永磁體的方式，不僅可以提高轉子鐵芯的強度，而且磁路更加嚴謹，符合實際的應用，即磁路的通道、磁通量、磁場強度等等參數可以更好控制和調整，通過優化電機轉子的結構和磁路結構，降低氣隙磁場強度，減弱永磁磁阻，最終達到提聞電機的最聞轉速，提聞電機的調速範圍的目的，使得永磁同步 電機的恆功率範圍得到大大的拓寬，調速範圍可以達到基速的四倍，從而使其成為集低轉速大扭矩和較大恆功率範圍內調速等優點於一身，克服了目前現有電機的種種缺陷。在所述磁鋼體的外部與通孔側壁之間填充有環氧樹脂。在所述裝配孔側壁上設置有與轉子軸的鍵槽相匹配的裝配條。進一步講，通過在裝配孔上設置裝配條，裝配條與轉子軸上的鍵槽相配合，克服了轉子鐵芯在工作過程中相對於轉子軸圓周方向的轉動，進一步增加了扭矩。在所述轉子軸分別通過軸承與前端蓋和後端蓋連接，在轉子軸與前端蓋的軸承之間安裝有密封圈。在轉子軸位於後端蓋的部位安裝有位置傳感器。本實用新型與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果I本實用新型用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，通過在轉子軸上安裝至少兩個的轉子模塊，在不改變徑向尺寸的前提下，可以通過增加轉子模塊5的數量，同時根據需要來增加定子3的長度來增加電機的輸出扭矩及功率，大大提高了電機的匹配性，而且其直徑不變，便於減小空間，解決了目前的電機工作效率較低，體積和重量較大、在車輛上安裝較困難、並且成本較高的問題。2本實用新型用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，在轉子鐵芯上設置有多個與轉子鐵芯的軸線平行的通孔，在通孔內部安裝有磁鋼體，相對於傳統的永磁電機轉子整體是永磁體的方式，不僅可以提高轉子鐵芯的強度，而且磁路更加嚴謹，符合實際的應用，磁路的通道、磁通量、磁場強度等等參數可以更好控制和調整，通過優化電機轉子的結構和磁路結構，降低氣隙磁場強度，減弱永磁磁阻，最終達到提高電機的最高轉速，提高電機的調速範圍的目的，使得永磁同步電機的恆功率範圍得到大大的拓寬，調速範圍可以達到基速的四倍，從而使其成為集低轉速大扭矩和較大恆功率範圍內調速等優點於一身，克服了目前現有電機的種種缺陷；3本實用新型用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，通過在裝配孔上設置裝配條，裝配條與轉子軸上的鍵槽相配合，克服了轉子鐵芯在工作過程中相對於轉子軸圓周方向的轉動，進一步增加了扭矩。

圖I為本實用新型半剖結構示意圖；圖2為本實用新型轉子模塊裝配示意圖。附圖中標記及相應的零部件名稱I-前端蓋，2-殼體，3-定子，4-間隔環，5-轉子模塊，6_後端蓋，7_位置傳感器，8-軸承，9-平衡環，10-密封圈，11-轉子軸，12-鉚釘，13-轉子鐵芯，14-磁鋼體，15-通孔，16-裝配條。
具體實施方式
·[0020]下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但本實用新型的實施方式不限於此。
實施例如圖I至2所示，本實用新型用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，包括殼體2，殼體2可以採用風冷殼式，也可以是水冷式，在殼體2的兩端分別安裝有前端蓋I、以及後端蓋6，在殼體2內部安裝有定子3，定子3的長度根據實際的電機長度而定，可以變化，以符合實際應用，在前端蓋I和後端蓋6上均安裝有軸承8，在兩個軸承8之間安裝有轉子軸11，在轉子軸11上套裝有三個轉子模塊5，轉子模塊5之間安裝有間隔環4，在轉子模塊5與前端蓋I、以及轉子模塊5與後端蓋6之間均安裝有平衡環9，在轉子軸11與前端蓋I的軸承8之間安裝有密封圈10，在轉子軸11位於後端蓋6的端頭上安裝有位置傳感器7 ;其中轉子模塊5包括轉子鐵芯13，轉子鐵芯13由矽鋼片疊壓而成並用鉚釘12固定，在轉子鐵芯13的軸線上設置有用於與轉子軸連接的裝配孔，在裝配孔側壁上設置有與轉子軸的鍵槽相匹配的裝配條16 ;在轉子鐵芯13上設置有多個與轉子鐵芯13的軸線平行的通孔15，在通孔15內部安裝有磁鋼體14，在磁鋼體14的外部與通孔15側壁之間填充有環氧樹脂。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，並非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質上對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，包括殼體(2)，在殼體(2)的兩端分別安裝有前端蓋(I)、以及後端蓋(6)，在殼體(2)內部安裝有定子(3)，在前端蓋(I)和後端蓋(6)之間安裝有轉子軸(11)，其特徵在於在轉子軸(11)上至少套裝有兩個轉子模塊(5 )，轉子模塊(5)之間安裝有間隔環(4)，在轉子模塊(5)與前端蓋(I)、以及轉子模塊(5)與後端蓋(6)之間均安裝有平衡環(9)。
2.根據權利要求I所述的用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，其特徵在於所述轉子模塊(5)包括轉子鐵芯(13)，轉子鐵芯(13)由矽鋼片疊壓而成並用鉚釘(12)固定，在轉子鐵芯(13)的軸線上設置有用於與轉子軸連接的裝配孔，其特徵在於在所述轉子鐵芯(13)上設置有多個與轉子鐵芯(13)的軸線平行的通孔(15)，在通孔(15)內部安裝有磁鋼體(14)。
3.根據權利要求2所述的用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，其特徵在於在所述磁鋼體(14)的外部與通孔(15)側壁之間填充有環氧樹脂。
4.根據權利要求3所述的用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，其特徵在於在所述裝配孔側壁上設置有與轉子軸的鍵槽相匹配的裝配條(16)。
5.根據權利要求I至4中任意一項所述的用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，其特徵在於在所述轉子軸(11)分別通過軸承(8)與前端蓋(I)和後端蓋(6)連接，在轉子軸(11)與前端蓋(I)的軸承(8)之間安裝有密封圈(10)。
6.根據權利要求I至4中任意一項所述的用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，其特徵在於在轉子軸(11)位於後端蓋(6)的部位安裝有位置傳感器(7)。
專利摘要本實用新型公布了用於電動汽車的寬調速永磁同步電機，包括殼體，在殼體的兩端分別安裝有前端蓋、以及後端蓋，在殼體內部安裝有定子，在前端蓋和後端蓋之間安裝有轉子軸，在轉子軸上至少套裝有兩個轉子模塊，轉子模塊之間安裝有間隔環，在轉子模塊與前端蓋、以及轉子模塊與後端蓋之間均安裝有平衡環。本實用新型通過在轉子軸上安裝至少兩個的轉子模塊，在不改變徑向尺寸的前提下，可以通過增加轉子模塊的數量和定子的長度來增加電機的輸出扭矩及功率，大大提高了電機的匹配性，通過優化磁路結構，降低氣隙磁場強度，減弱永磁磁阻，最終達到提高電機的最高轉速，提高電機的調速範圍的目的，使得永磁同步電機的恆功率範圍得到大大的拓寬。
文檔編號H02K1/27GK202679193SQ20122037313
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月31日 優先權日2012年7月31日
發明者樊成芳, 何勤, 張闖, 陳奇志 申請人:成都聯騰動力控制技術有限公司