一種電動汽車用永磁同步電機定子的製作方法
2023-09-23 02:32:17
本發明涉及電機領域，具體涉及一種電動汽車用永磁同步電機定子。
背景技術：
：隨著國內外能源問題的日益突出，作為節能電機典型代表的永磁同步電機越來越引起人們的重視。由於此電機應用於電動汽車，所以對電機的要求更為嚴格，包括成本、性能等。因此，有必要提供一種具有高功率密度、噪音低、平穩性好的電機定子衝片應用於電機，從而提升電機各方面的指標。技術實現要素：本發明的目的在於提供一種電動汽車用永磁同步電機定子，該定子具有結構簡單、功率密度高、噪音小、運行平穩性強的特點，使電機的整體性能得到提升，從而提升了整車的性能。為實現上述目的，本發明採用了以下技術方案：包括由多個定子衝片疊加形成的定子本體，所述的定子衝片包括齒部、軛部及開口槽，所述定子衝片的外徑與內徑的比值為1.615±0.020。所述定子衝片的外徑為209mm～211mm，所述定子衝片的內徑為129mm～131mm。所述的定子衝片的外徑為210mm，所述的定子衝片的內徑為130mm。所述齒部的寬度與軛部的厚度比值為0.35±0.05。所述齒部的寬度為4.8mm～5.0mm，所述軛部的厚度為13.8mm～14.2mm。所述齒部的寬度為4.9mm，所述軛部的厚度為14mm。所述定子衝片開口槽的數量為48個。所述多個定子衝片的開口槽依次等距錯位疊加形成定子本體的斜槽，所述斜槽的上下端面位於水平面內的正投影間距為一個定子齒距，所述的定子齒距為8.5mm。所述定子本體的外圓上對稱均布有四個切邊，切邊的單邊厚度為2.5mm。由上述技術方案可知，本發明通過有限元的優化方法確定並優化各關鍵尺寸，使得電機在單位體積情況下，通過增加切邊來降低成本、提高通風散熱性；通過增加軛部厚度來使電機結構堅固，降低振動噪音；通過合理設計開口槽數來提升磁阻轉矩，進而增加功率密度、提高生產效率；通過增加斜槽設計來減小齒槽轉矩，從而使電機更加平穩地運行。附圖說明圖1是本發明的結構示意圖；圖2是本發明定子衝片的主視圖；圖3是圖2的A部放大圖。具體實施方式下面結合附圖對本發明做進一步說明：如圖1所示的一種電動汽車用永磁同步電機定子，包括由多個定子衝片1疊加形成的定子本體2，定子衝片1包括齒部11、軛部12及開口槽13，定子衝片1的外徑與內徑的比值為1.615±0.020。進一步的，定子衝片1的外徑為209mm～211mm，定子衝片1的內徑為129mm～131mm。如圖2所示，D1表示定子衝片的外徑；D2表示定子衝片的內徑。定子衝片的外徑D1以及內徑D2處在上述區間範圍時內時，可以限制定子尺寸，優化成本。表1定子衝片外徑D1定子衝片內徑D2比值實施例一210mm130mm1.615實施例二209mm131mm1.595實施例三211mm129mm1.635實施例四209mm130mm1.608上述表1僅列出了定子衝片外徑D1與內徑D2的部分實施例，最為優選的，定子衝片1的外徑D1為210mm，定子衝片1的內徑D2為130mm。進一步的，齒部11的寬度與軛部12的厚度比值為0.35±0.05。進一步的，齒部11的寬度為4.8mm～5.0mm，軛部12的厚度為13.8mm～14.2mm；如圖3所示，h1表示齒部寬度，h2表示軛部厚度。表2齒部寬度h1軛部厚度h2比值實施例一4.914.00.35實施例二4.814.20.34實施例三5.013.80.36上述表2僅列出了齒部寬度h1與軛部厚度h2的部分實施例，最為優選的，齒部11的寬度為4.9mm，軛部12的厚度為14mm。此結構的軛部厚度較寬，使電機的結構堅固，保證電機的平穩運行，並降低了振動噪音。進一步的，定子衝片1開口槽13的數量為48個。即定子衝片1採用48槽的結構，這是因為電汽車用電機極數一般採用8極均布，所以本發明的此種結構每極每相的槽數為2，又為整數，這樣有利於增加磁阻轉矩，進而有利於提高電機轉矩密度，增加輸出功率，進而提高功率密度。若槽數選用36槽或54槽，則每極每相的槽數為分數，不利於增加磁阻轉矩，進而引起電機轉矩密度下降；若槽數選用更高的72槽，會因為槽數太多而導致實際繞組嵌線困難，降低生產效率，增加製造成本。進一步的，多個定子衝片1的開口槽13依次等距錯位疊加形成定子本體2的斜槽21，斜槽21的上下端面位於水平面內的正投影間距為一個定子齒距，定子齒距為8.5mm。也就是定子本體上形成的開口槽是斜槽設計，不是常規的直槽，這樣可以減小定子開口槽與永磁體相互作用產生的齒槽效應所帶來的負面影響(如振動和噪音)，從而使電機更加平穩地運行；如圖1所示，h4表示斜槽上下槽口的間距，也就是h4的距離為一個定子齒距。進一步的，定子本體2的外圓上對稱均布有四個切邊22，切邊22的單邊厚度為2.5mm。即定子本體2的外圓由四個弧段與四個直線段間隔布置形成，這裡切邊22的單邊厚度是指直線段那部分被切掉的厚度，也就是直線段距離被切掉的弧線段的間距；如圖2所示，h3表示切邊厚度，切邊厚度在定子外徑D1為210mm的情況下，優選為2.5mm。切邊22的存在一來可以增加散熱通道，利於散熱；二來可以節約定子鐵芯的成本，因為電動汽車用永磁同步電機定子鐵芯軸向長度較大，切邊可以節約較多的材料成本，進而節約電機成本。本發明的有益效果在於：1)本發明的齒部寬度與軛部厚度的比值優選為0.35，此種結構的軛部尺寸較寬，使電機結構更加堅固，可以保證電機運行平穩，並降低振動噪音；2)本發明的定子本體採用斜槽設計，且斜槽距為一個定子齒距，此種結構有利於減小定子開口槽與永磁體相互作用產生的齒槽效應帶來的負面影響，如振動和噪聲，進而保證電機平穩運行；3)本發明的定子衝片採用48槽的設計，此種結構每極每相槽數為2，且為整數，有利於增加磁阻轉矩，進而有利於提高電機轉矩密度，增加輸出功率，進而提高功率密度；4)本發明的定子衝片外圓改為4個均布切邊，一方面可以增加散熱通道，利於散熱，另一方面可以節約定子鐵芯成本(電動汽車用永磁同步電機定子鐵芯軸向長度較大，切邊可以節約較多材料成本，進而節約電機成本)。綜上所述，本發明通過有限元的優化方法確定並優化各關鍵尺寸，使得電機在單位體積情況下，通過增加切邊來降低成本、提高通風散熱性；通過增加軛部厚度來使電機結構堅固，降低振動噪音；通過合理設計開口槽數來提升磁阻轉矩，進而增加功率密度、提高生產效率；通過增加斜槽設計來減小齒槽轉矩，從而使電機更加平穩地運行。以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，並非對本發明的範圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護範圍內。當前第1頁1 2 3