阅读说明：本技术 应用于电动汽车永磁同步电机的双v型电机转子 (double-V-shaped motor rotor applied to permanent magnet synchronous motor of electric automobile ) 是由 李西京 郭建文 于 2019-10-28 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种应用于电动汽车永磁同步电机的双V型电机转子,多个磁极沿着圆周方向设置于转子铁芯内部,每个磁极下设有第一和第二层V型磁钢槽,第一层V型磁钢槽沿圆周方向间隔设于靠近转子铁芯表面,第二层V型磁钢槽沿圆周方向设于第一层V型磁钢槽的两侧,第一和第二层V型磁钢槽均关于磁钢槽中轴线对称,并且槽内分别放置采用树脂粘接的第一层磁钢和第二层磁钢,第一层磁钢的充磁方向大致为径向充磁,第二层磁钢的充磁方向大致为切向充磁。本电机转子克服传统永磁同步电机的缺陷,有效提高转子铁心结构强度,降低转子铁心损耗和磁钢涡流损耗,减少高次谐波对于电机振动、噪声的影响,确保电机高速运行时的高效可靠。(The invention discloses a double-V-shaped motor rotor applied to a permanent magnet synchronous motor of an electric automobile, a plurality of magnetic poles are arranged in a rotor core along the circumferential direction, a first layer of V-shaped magnetic steel grooves and a second layer of V-shaped magnetic steel grooves are arranged below each magnetic pole, the first layer of V-shaped magnetic steel grooves are arranged close to the surface of the rotor core at intervals along the circumferential direction, the second layer of V-shaped magnetic steel grooves are arranged at two sides of the first layer of V-shaped magnetic steel grooves along the circumferential direction, the first layer of V-shaped magnetic steel grooves and the second layer of V-shaped magnetic steel grooves are symmetrical about the central axis of the magnetic steel grooves, a first layer of magnetic steel and a second layer of magnetic steel which are bonded by resin are respectively arranged in the grooves, the magnetizing direction of the first layer of magnetic steel is approximately radial. The motor rotor overcomes the defects of the traditional permanent magnet synchronous motor, effectively improves the structural strength of the rotor core, reduces the loss of the rotor core and the eddy current loss of magnetic steel, reduces the influence of higher harmonics on the vibration and the noise of the motor, and ensures high efficiency and reliability when the motor runs at high speed.)

应用于电动汽车永磁同步电机的双V型电机转子

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种应用于电动汽车永磁同步电机的双V型电机转子。

背景技术

传统永磁同步电机由于具有高功率因数、高功率密度、高效率等优点被广泛应用于新能源电动汽车行业。但是，传统永磁同步电机在高转速时会带来转子温升、冲片强度、振动、噪音等问题。对于转子铁心的结构强度存在一定的缺陷，且转子铁心损耗以及磁钢涡流损耗较大，高次谐波对于电机振动、噪声的影响较高。因此，在保证电机性能的前提下，高速运行时仍能高效可靠工作的永磁同步电机，对于在新能源汽车领域的应用与发展具有极大的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于电动汽车永磁同步电机的双V型电机转子，本电机转子克服传统永磁同步电机的缺陷，有效提高转子铁心结构强度，降低转子铁心损耗和磁钢涡流损耗，减少高次谐波对于电机振动、噪声的影响，确保电机高速运行时的高效可靠。

为解决上述技术问题，本发明应用于电动汽车永磁同步电机的双V型电机转子包括转子铁芯，多个磁极沿着圆周方向设置于所述转子铁芯内部，每个磁极下设有第一层V型磁钢槽和第二层V型磁钢槽，所述第一层V型磁钢槽沿圆周方向间隔设于靠近所述转子铁芯表面，所述第二层V型磁钢槽沿圆周方向设于所述第一层V型磁钢槽的两侧，所述第一层V型磁钢槽关于磁钢槽中轴线对称，所述第一层V型磁钢槽内放置第一层磁钢并且采用树脂粘接，所述第二层V型磁钢槽关于磁钢槽中轴线对称，所述第二层V型磁钢槽内放置第二层磁钢并且采用树脂粘接，所述第一层磁钢的充磁方向大致为径向充磁，所述第二层磁钢的充磁方向大致为切向充磁。

进一步，所述第一层磁钢和第二层磁钢分别为外形相同的两块细长矩形磁钢，所述细长矩形磁钢为高剩磁稀土永磁材料，所述第一层磁钢和第二层磁钢的细长矩形磁钢厚度相等，所述第二层磁钢的细长矩形磁钢宽度大于第一层磁钢的细长矩形磁钢宽度。

进一步，所述第一层磁钢的充磁方向与第一层V型磁钢槽轴线的夹角θ₁为0°＜θ₁＜30°，所述第二层磁钢的充磁方向与第二层V型磁钢槽切线的夹角θ₂为0°＜θ₂＜30°，第一层磁钢和第二层磁钢的充磁方向同时向转子铁芯外侧或转子铁芯内侧，转子铁芯相邻磁极下，磁钢充磁方向N极与S极交替进行。

进一步，所述第一层V型磁钢槽在所述转子铁芯表面设有第一隔磁槽，所述第一层磁钢与所述第一隔磁槽之间留有间隙，所述第二层V型磁钢槽在所述转子铁芯表面设有第二隔磁槽，所述第二层磁钢与所述第二隔磁槽之间留有间隙，所述第一层V型磁钢槽在槽的连接端设有加强筋，所述第二层V型磁钢槽在槽的连接端设有空气槽，所述空气槽与所述第二层V型磁钢槽的槽端通过加强筋连接。

进一步，所述转子铁芯表面在所述第一层V型磁钢槽内间隔设有两个第一辅助弧形槽，所述第一辅助弧形槽的槽口宽度为1.5～2.5mm、槽深为0.2～0.8mm，两个第一辅助弧形槽的夹角b为0°＜b＜a，其中，a为第一层磁钢外侧角相对于圆心的极弧角度，12°＜a＜22°。

进一步，所述转子铁芯表面在所述第二层V型磁钢槽内间隔设有两个第二辅助弧形槽，所述第二辅助弧形槽的槽口宽度为2～4.5mm、槽深为0.5～1mm，两个第二辅助弧形槽的夹角d为e＜d＜c，其中，c为第二层磁钢外侧角相对于圆心的极弧角度，25°＜c＜35°，e为第一层磁钢内侧角相对于圆心的极弧角度，15°＜e＜25°。

进一步，所述双V型电机转子设于电机转轴并且位于电机定子的空腔内，所述双V型电机转子与电机定子之间设有气隙，所述电机定子设有电枢绕组。

由于本发明应用于电动汽车永磁同步电机的双V型电机转子采用了上述技术方案，即包括转子铁芯，多个磁极沿着圆周方向设置于转子铁芯内部，每个磁极下设有第一层V型磁钢槽和第二层V型磁钢槽，第一层V型磁钢槽沿圆周方向间隔设于靠近转子铁芯表面，第二层V型磁钢槽沿圆周方向设于第一层V型磁钢槽的两侧，第一层V型磁钢槽关于磁钢槽中轴线对称，第一层V型磁钢槽内放置第一层磁钢并且采用树脂粘接，第二层V型磁钢槽关于磁钢槽中轴线对称，第二层V型磁钢槽内放置第二层磁钢并且采用树脂粘接，第一层磁钢的充磁方向大致为径向充磁，第二层磁钢的充磁方向大致为切向充磁。本电机转子克服传统永磁同步电机的缺陷，有效提高转子铁心结构强度，降低转子铁心损耗和磁钢涡流损耗，减少高次谐波对于电机振动、噪声的影响，确保电机高速运行时的高效可靠。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明应用于电动汽车永磁同步电机的双V型电机转子示意图；

图2为本双V型电机转子中磁钢开口角度示意图；

图3为本双V型电机转子中转子铁芯表面第一辅助弧形槽位置示意图；

图4为本双V型电机转子中转子铁芯表面第二辅助弧形槽位置示意图。

具体实施方式

实施例如图1所示，本发明应用于电动汽车永磁同步电机的双V型电机转子包括转子铁芯3，多个磁极沿着圆周方向设置于所述转子铁芯3内部，每个磁极下设有第一层V型磁钢槽8和第二层V型磁钢槽9，所述第一层V型磁钢槽8沿圆周方向间隔设于靠近所述转子铁芯3表面，所述第二层V型磁钢槽9沿圆周方向设于所述第一层V型磁钢槽8的两侧，所述第一层V型磁钢槽8关于磁钢槽中轴线对称，所述第一层V型磁钢槽8内放置第一层磁钢4并且采用树脂粘接，所述第二层V型磁钢槽9关于磁钢槽中轴线对称，所述第二层V型磁钢槽9内放置第二层磁钢5并且采用树脂粘接，所述第一层磁钢4的充磁方向大致为径向充磁，所述第二层磁钢5的充磁方向大致为切向充磁。

优选的，所述第一层磁钢4和第二层磁钢5分别为外形相同的两块细长矩形磁钢，所述细长矩形磁钢为高剩磁稀土永磁材料，所述第一层磁钢4和第二层磁钢5的细长矩形磁钢厚度相等，所述第二层磁钢5的细长矩形磁钢宽度大于第一层磁钢4的细长矩形磁钢宽度，一般选取宽度增加0.5～1倍。

如图2所示，优选的，所述第一层磁钢4的充磁方向与第一层V型磁钢槽8轴线的夹角θ₁为0°＜θ₁＜30°，所述第二层磁钢5的充磁方向与第二层V型磁钢槽9切线的夹角θ₂为0°＜θ₂＜30°，第一层磁钢4和第二层磁钢5的充磁方向同时向转子铁芯3外侧或转子铁芯3内侧，转子铁芯3相邻磁极下，磁钢充磁方向N极与S极交替进行。

如图1和图2所示，优选的，所述第一层V型磁钢槽8在所述转子铁芯3表面设有第一隔磁槽31，所述第一层磁钢4与所述第一隔磁槽31之间留有间隙，所述第二层V型磁钢槽9在所述转子铁芯3表面设有第二隔磁槽32，所述第二层磁钢5与所述第二隔磁槽32之间留有间隙，所述第一层V型磁钢槽8在槽的连接端设有加强筋81，所述第二层V型磁钢槽9在槽的连接端设有空气槽91，所述空气槽91与所述第二层V型磁钢槽9的槽端通过加强筋92连接。磁钢与隔磁槽之间留有间隙可以有效降低电机的漏磁。

其中，加强筋的设置能够提升转子的结构强度，使电机更适宜高速运行。

如图3所示，优选的，所述转子铁芯3表面在所述第一层V型磁钢槽8内间隔设有两个第一辅助弧形槽33，所述第一辅助弧形槽33的槽口宽度为1.5～2.5mm、槽深为0.2～0.8mm，两个第一辅助弧形槽33的夹角b为0°＜b＜a，其中，a为第一层磁钢4外侧角相对于圆心的极弧角度，12°＜a＜22°。

如图4所示，优选的，所述转子铁芯3表面在所述第二层V型磁钢槽9内间隔设有两个第二辅助弧形槽34，所述第二辅助弧形槽34的槽口宽度为2～4.5mm、槽深为0.5～1mm，两个第二辅助弧形槽34的夹角d为e＜d＜c，其中，c为第二层磁钢5外侧角相对于圆心的极弧角度，25°＜c＜35°，e为第一层磁钢4内侧角相对于圆心的极弧角度，15°＜e＜25°。

第一辅助弧形槽和第二辅助弧形槽的设置能够改善电机的气隙磁密波形，降低高次谐波对电机损耗、振动的影响。

优选的，所述双V型电机转子设于电机转轴7并且位于电机定子1的空腔内，所述双V型电机转子与电机定子1之间设有气隙，所述电机定子1设有电枢绕组2。

本双V型电机转子通过两层V型磁钢槽设置两层磁钢，且两层磁钢呈V形分布，有效提高电机的功率密度，且通过相应隔磁槽、空气桥、加强筋以及辅助弧形槽等设置提高转子铁心结构强度，降低转子铁心损耗和磁钢涡流损耗，减少高次谐波对于电机振动、噪声的影响，确保电机高速运行时的高效可靠。从而使电机更适宜于高速运行，且能够有效改善电机气隙磁密波形，降低高次谐波含量，不但能够降低电机的铁耗，防止高速时温升过高，而且有助于降低电机的转矩脉动，改善电机振动、噪音。

本发明所述的双V型电机转子采用“双V”型磁钢设置，与传统内置式“V”型结构相比，能够提高电机的磁阻转矩利用率，并且高性能磁钢的使用有助于降低电机的体积，使电机更适宜于高速运行；转子表面辅助槽的使用，能够有效改善气隙磁密，通过降低高次谐波含量，一方面能够降低高速时电机的铁耗，防止转子温升过高，另一方面能够降低电机的高阶径向电磁力，减小电机高速时的振动、噪音；V型磁钢槽间多根加强筋的使用，使电机在高速运行时，能够保证冲片的机械强度，提高电机的寿命。