专利名称：定子和永磁同步电机的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种定子和永磁同步电机。
背景技术：
电动汽车电机驱动系统除了具有普通电气传动的共性外，还应满足电动汽车特定用途的要求。电动汽车是ー种露天运行、结构紧凑、具有车载能源的行走机械，エ况复杂。电动汽车的核心，是要用电气传动系统取代机械推进系统，用电池代替汽油作为车载能源，在零排放或少排放的前提下，满足燃油汽车各项性能、价格指标的要求。永磁同步电机是ー种高性能的电机，体积小， 重量轻，结构简单，效率高，控制灵活，功率因数高，所需的逆变器容量小，是电动汽车的首选。传统的永磁同步电机，转子部分的励磁源为永磁体，而定子部分的励磁源为绝缘线圈，当永磁同步电机通入由三相逆变器经脉宽调制的三相交流电源后，定子的励磁源会产生ー个空间旋转磁场，它与转子永磁体所产生的磁场相互作用，产生与定子励磁源旋转磁场方向一致的旋转转矩。当旋转转矩克服了转子本身的惯量以及由永磁同步电机转子中永磁体的存在所产生的阻尼转矩时，永磁同步电机就开始运动起来，并且不断加速直至定子旋转磁场带动转子永磁体一起同步运行。但上述永磁同步电机定子的励磁源为绝缘线圈，需要逆变器将直流电调制成交流电进行励磁形成旋转磁场，因此定子磁场的控制复杂以致电机的弱磁增速以及制动能量回收效率低下。
发明内容
本发明的实施例提供一种定子和永磁同步电机，通过改变定子的励磁源来简化定子磁场的控制过程以提高永磁同步电机弱磁增速及制动能量回收的效率。为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案—种定子，包括圆环状的定子铁芯，沿所述定子铁芯的内圆周具有多个定子齿和由所述多个定子齿隔开的多个定子齿槽，所述定子齿槽内设有励磁源，其特征在于，所述励磁源为磁粉，所述磁粉被封装在密闭磁粉腔内。其次，所述磁粉腔为扇环结构，所述扇环结构的内弧面连接直流电源的正极，所述扇环结构的外弧面连接直流电源的负极；或所述扇环结构的内弧面连接直流电源的负极，所述扇环结构的外弧面连接直流电源的正极。再次，所述内弧面和外弧面之间形成所述扇环结构沿周向的第一端面和第二端面及沿轴向的第三端面和第四端面，所述第一端面、所述第二端面和所述第三端面及所述第四端面为绝缘面。优选地，所述磁粉为氧化物磁粉或金属磁粉。优选地，所述定子铁芯由多层硅钢片叠压形成。
本发明实施例提供的定子，不是将线圈作为定子的励磁源，而是将磁粉封装在密闭空腔内作为定子的励磁源，当给磁粉通以电流后，磁粉会在电场的作用下规则排布，进而在电场的正负极形成磁场的N、S极,通过交替变换电场的正负极来实现磁场的N、S极的交替变化，形成正向的或反向的旋转磁场。线圈要通过逆变器将直流电调制成三相交流电来励磁，而磁粉可以用直流电励磁，因此可以通过调节直流电电流的大小来控制定子磁场，简化了定子磁场的控制过程。而电机的弱磁增速和制动能量回收是通过控制定子磁场来控制的，因此通过简化对定子磁场的控制过程，提高了电机的弱磁增速以及制动能量回收的效率。而且磁粉相对于线圈不易形成涡流，热损失小，而且磁粉本身励磁效率高，所以能量利用率高。本发明实施例还提供了一种永磁同步电机，包括上述定子和以空隙隔开的设在所述定子内侧的转子，所述转子外周部设有多个永磁体。进ー步地，所述转子包括转子轴，所述转子 轴外周设有转子铁芯，沿所述转子铁芯沿的外圆周具有多个转子齿和由所述多个转子齿隔开的多个转子齿槽，所述永磁体嵌装在所述转子齿槽内。再次，所述转子铁芯由多层硅钢片叠压形成。进ー步地，所述永磁体为钕铁硼扇形磁体或钐钴合金扇形磁体。本发明实施例提供的永磁同步电机，包括转子和以空隙隔开的设在所述转子外侧的定子，所述转子的外周部设有多个永磁体。所述定子的励磁源是封装在密闭空腔内的磁粉，而不是传统的三相绕组。当给磁粉通以电流后，磁粉会在电场的作用下规则排布，进而在电场的正负极形成磁场的N、S极,通过交替变换电场的正负极来实现磁场的N、S极的交替变化，形成正向的或反向的旋转磁场，所述永磁体在旋转磁场的作用下旋转进而带动转子轴转动。线圈要通过逆变器将直流电调制成三相交流电来励磁，而磁粉可以用直流电励磁，因此可以通过调节直流电电流的大小来控制定子磁场，简化了定子磁场的控制过程。而电机的弱磁增速和制动能量回收是通过控制定子磁场来控制的，因此通过简化对定子磁场的控制，提高了电机的弱磁增速以及制动能量回收的效率。而且磁粉相对于线圈不易形成润流，热损失小，而且磁粉本身励磁效率闻，所以能量利用率尚，电机的效率也相应提尚。
图I为本发明实施例永磁同步电机的轴向剖视图；图2为本发明实施例永磁同步电机的径向剖视图；图3为图2所示定子的结构示意图；图4为图3所示磁粉腔的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明实施例定子及永磁同步电机进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。如图2所示为本发明中定子的ー个具体实施例，所述定子包括圆环状的定子铁芯21，沿定子铁芯21的内圆周设有多个定子齿22和由多个定子齿22隔开的多个定子齿槽23，定子齿槽23内设有励磁源24，其特征在于，所述励磁源为磁粉，所述磁粉被封装在密闭磁粉腔25内。本发明实施例提供的定子，不是将线圈作为定子的励磁源，而是将磁粉封装在密闭空腔内作为定子的励磁源，当给磁粉通以电流后，磁粉会在电场的作用下规则排布，进而在电场的正负极形成磁场的N、S极,通过交替变换电场的正负极来实现磁场的N、S极的交替变化，形成正向的或反向的旋转磁场。线圈要通过逆变器将直流电调制成三相交流电来励磁，而磁粉可以用直流电励磁，因此可以通过调节直流电电流的大小来控制定子磁场，简化了定子磁场的控制过程。而电机的弱磁增速和制动能量回收是通过控制定子磁场来控制的，因此通过简化对定子磁场的控制，提高了电 机的弱磁增速以及制动能量回收的效率。而且磁粉相对于线圈不易形成涡流，热损失小，而且磁粉本身励磁效率高，所以能量利用率闻。需要说明的是，制动能量回收指的是电动汽车采用电制动时，驱动电机运行在发电状态，将汽车的部分动能回馈给蓄电池对其充电，对延长电动汽车的行驶距离至关重要。弱磁增速指的是当转子转速达到一定值时，端电压接近于输入电压，此时转速不能再进ー步提高，而转子是永磁体，励磁固定，因此就需要减弱定子磁场来实现增速的目的，以便转子在较高的转速做恒功率运行。參看图2和图3所示，磁粉腔25为扇环结构，所述扇环结构的内弧面A连接直流电源的正极，所述扇环结构的外弧面B连接直流电源的负极；或所述扇环结构的内弧面A连接直流电源的负极，所述扇环结构的外弧面B连接直流电源的正扱。将磁粉腔25设计成扇环结构是因为定子齿槽一般加工成扇形的槽，这样磁粉腔可以很好的卡持在定子齿槽内；当所述扇环结构的内弧面A连接直流电源的正极，所述扇环结构的外弧面B连接直流电源的负极时，这样在磁粉腔内形成由内弧面A指向外弧面B的电场，磁粉在电场的作用下规则排布进行励磁，并在内弧面A形成磁极N，在外弧面B形成磁极S ；当所述扇环结构的内弧面A连接直流电源的负极，所述扇环结构的外弧面B连接直流电源的正极时，在磁粉腔内形成由外弧面B指向内弧面A的电场，磁粉在电场的作用下规则排布进行励磁，并在内弧面A形成磁极S，在外弧面B形成磁极N。參看图4所示，内弧面A和外弧面B之间形成所述扇环结构沿周向的第一端面C和第二端面D及沿轴向的第三端面(未图示)和第四端面(未图示)，第一端面C和第二端面D及所述第三端面和第四端面为绝缘面。这样将第一端面C和第二端面D以及所述第三端面和所述第四端面设置成绝缘面一是为了与内弧面A和外弧面B绝缘，ニ是为了实现磁粉腔与磁粉腔间的绝缘，消除互感作用。优选地，所述定子铁芯由多层硅钢片叠压形成。定子铁芯作为导磁体如果用整体的铁芯，会容易形成涡流，一方面磁损失増加，另ー方面铁芯的温度会上升很快，能耗上升。
所述磁粉可以为氧化物磁粉或金属磁粉。磁粉是指分散在磁性层中的粉末状铁磁性材料，具有高磁感应強度、高导磁率，低剩磁、低矫顽力、居里点高、传递カ矩大并具有良好的耐热性、耐磨性、导热性和化学稳定性的优点。磁粉的种类很多，主要有氧化物磁粉和金属磁粉，由于我国稀土资源丰富，所以本发明实施例中的磁粉可以选用稀土类氧化物或金属磁粉。
本发明实施例还提供了一种永磁同步电机，參看图2所示，所述永磁同步电机包括上述定子2和以空隙隔开的设在定子2内侧的转子1，转子I的外周部设有永磁体13。本发明实施例提供的永磁同步电机，包括转子I和以空隙隔开的设在转子I外侧的定子2，转子I的外周部设有多个永磁体13。所述定子的励磁源是封装在密闭空腔内的磁粉，而不是传统的三相绕组。当给磁粉通以电流后，磁粉会在电场的作用下规则排布，进而在电场的正负极形成磁场的N、S极，通过交替变换电场的正负极来实现磁场的N、S极的交替变化，形成正向的或反向的旋转磁场，所述永磁体在旋转磁场的作用下旋转进而带动转子轴转动。线圈要通过逆变器将直流电调制成三相交流电来励磁，而磁粉可以用直流电励磁，因此可以通过调节直流电电流的大小来控制定 子磁场，简化了定子磁场的控制过程。而电机的弱磁增速和制动能量回收是通过控制定子磁场来控制的，因此通过简化对定子磁场的控制，提高了电机的弱磁增速以及制动能量回收的效率。而且磁粉相对于线圈不易形成润流，热损失小，而且磁粉本身励磁效率闻，所以能量利用率尚，电机的效率也相应提尚。參看图I所示为本发明实施例永磁同步电机的轴向示意图，图2为本发明实施例永磁同步电机的径向剖视图，所述永磁同步电机包括转子I和以空隙隔开的设在转子I外侧的定子2，转子I包括通过前轴承4和后轴承6支撑的转子轴11，转子轴11外周设有转子铁芯12，转子铁芯12上嵌装有永磁体13 ;定子2包括由多层硅钢片叠压在一起的定子铁芯21，定子铁芯21的内周上设有齿22和齿槽23，磁粉作为励磁源24被封装在密闭磁粉腔25内，磁粉腔25卡持在定子齿槽23内。其中定子2压入机座(未图示)中与机座固定，机座的前端形成有容纳前轴承4的前轴承箱部、后端形成有容纳后轴承6的后轴承箱部,前轴承4和后轴承6支撑转子轴11。另外在所述前轴承箱部和所述后轴承箱部的外周设有容纳电机用位置传感器、接线盒等的箱部K、L、M和J0本发明实施例的永磁同步电机还包括前端盖3和后端盖5，前端盖3和机座的前端连接，后端盖5和机座的后端连接,通过机座、前端盖3和后端盖5将电机内部的器件封装。其次，所述转子铁芯沿径向向里的方向的圆周上具有多个转子齿和由所述多个转子齿隔开的多个转子齿槽，所述永磁体嵌装在所述转子齿槽内。永磁体和转子铁芯的连接方式有多种，主要有凸装式、嵌入式和内埋式，嵌入式和内埋式均称为嵌装，相对于凸装式，嵌装的磁路气隙小，更适于弱磁增速的控制，而且嵌装的操作相对容易。再次，所述转子铁芯由多层硅钢片叠压形成。转子铁芯作为导磁体如果用整体的铁芯，会容易形成涡流，一方面磁损失増加，另ー方面铁芯的温度会上升很快，永磁体会由于温度高产生不可逆退磁，导致电机效率下降。进ー步地，所述永磁体为钕铁硼扇形磁体或钐钴合金扇形磁体。我国稀土资源丰富，因此本发明采用磁场强度高的钕铁硼磁体或钐钴合金磁体作为转子的永磁体。对于嵌装的永磁体，将其加エ成扇形，有利于安装。对于上述实施例，需要说明的是，鉴于磁粉具有高磁感应強度、高导磁率，低剩磁、低矫顽力、居里点高、传递カ矩大并具有良好的耐热性、耐磨性、导热性和化学稳定性的优点。我们也可以把磁粉作为转子的励磁源，永磁体作为定子的励磁源或者是转子和定子的励磁源均采用高效率的磁粉。以上所述，仅为本发明的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保 护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.ー种定子，包括圆环状的定子铁芯，所述定子铁芯沿径向向里的方向的圆周上具有多个齿和由所述多个齿隔开的多个齿槽，所述齿槽内设有励磁源，其特征在于，所述励磁源为磁粉，所述磁粉被封装在密闭磁粉腔内。
2.根据权利要求I所述的定子，其特征在于，所述磁粉腔为扇环结构，所述扇环结构的内弧面连接直流电源的正极，所述扇环结构的外弧面连接直流电源的负极；或 所述扇环结构的内弧面连接直流电源的负极，所述扇环结构的外弧面连接直流电源的正极。
3.根据权利要求2所述的定子，其特征在于，所述内弧面和外弧面之间形成所述扇环结构沿周向的第一端面和第二端面及沿轴向的第三端面和第四端面，所述第一端面、所述第二端面和所述第三端面及所述第四端面为绝缘面。
4.根据权利要求1-3中任ー项所述的定子，其特征在于，所述磁粉为氧化物磁粉或金属磁粉。
5.根据权利要求1-3中任ー项所述的定子，其特征在于，所述定子铁芯由多层硅钢片叠压形成。
6.一种永磁同步电机，包括权利要求1-4中任ー项所述的定子和以空隙隔开的设在所述定子内侧的转子，所述转子外周部设有多个永磁体。
7.根据权利要求6所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转子包括转子轴，所述转子轴外周设有转子铁芯，所述转子铁芯沿径向向里的方向的圆周上具有多个转子齿和由所述多个转子齿隔开的多个转子齿槽，所述永磁体嵌装在所述转子齿槽内。
8.根据权利要求7所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转子铁芯由多层硅钢片叠压形成。
9.根据权利要求6-8任一项所述的永磁同步电机，其特征在于，所述永磁体为钕铁硼扇形磁体。
全文摘要
本发明实施例公开了一种定子和永磁同步电机，涉及电机技术领域，为简化定子磁场的控制过程以提高永磁同步电机弱磁增速及制动能量回收的效率而发明。所述定子包括圆环状的定子铁芯，沿所述定子铁芯的内圆周上具有多个定子齿和由所述多个定子齿隔开的多个定子齿槽，所述定子齿槽内设有励磁源，其中，所述励磁源为磁粉，所述磁粉被封装在密闭磁粉腔内。所述永磁同步电机包括上述定子和以空隙隔开的设在所述定子内侧的转子，所述转子外周部设有多个永磁体。本发明用来驱动汽车行驶。
文档编号H02K1/14GK102694427SQ20121017428
公开日2012年9月26日 申请日期2012年5月30日 优先权日2012年5月30日
发明者敬杰, 翁浩宇, 苏明凯, 魏文彬 申请人:长城汽车股份有限公司