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1、(10)申请公布号 CN 102882300 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 2 3 0 0 A *CN102882300A* (21)申请号 201210420726.1 (22)申请日 2012.10.29 H02K 1/27(2006.01) (71)申请人哈尔滨工业大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大 直街92号 (72)发明人郑萍 隋义 吴帆 佟诚德 王鹏飞 (74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事 务所 23109 代理人张宏威 (54) 发明名称 多相容错永磁同步电机转子 (57) 摘要 多相容错永磁同步电机转子，属于。
2、永磁电机 领域，本发明为解决常规表贴式永磁电机的短路 电流抑制效果不好的问题。本发明所述多相容错 永磁同步电机转子，它包括转子铁心和p个永磁 体，转子铁心包括转子铁心轭和p个转子铁心极， 在圆环形的转子铁心轭的外圆表面沿圆周方向均 匀设置有p个转子铁心极，每两个转子铁心极之 间形成永磁体槽，每个永磁体槽中嵌入一个永磁 体，永磁体的扇形面圆心角小于或等于永磁体槽 的扇形面圆心角，p个永磁体与定子相对的表面 的极性相同，且为径向充磁或平行充磁，p为转子 的极对数。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 。
3、1 页 说明书 3 页 附图 2 页 1/1页 2 1.多相容错永磁同步电机转子，其特征在于，它包括转子铁心（1）和p个永磁体（2），转 子铁心（1）包括转子铁心轭（1-2）和p个转子铁心极（1-1），在圆环形的转子铁心轭（1-2） 的外圆表面沿圆周方向均匀设置有p个转子铁心极（1-1），每两个转子铁心极（1-1）之间形 成永磁体槽（3），每个永磁体槽（3）中嵌入一个永磁体（2），永磁体（2）的扇形面圆心角小于 或等于永磁体槽（3）的扇形面圆心角，p个永磁体（2）与定子相对的表面的极性相同，且为 径向充磁或平行充磁，p为转子的极对数。 2.根据权利要求1所述多相容错永磁同步电机转子，其特征在于。
4、，转子铁心（1）由实心 钢构成或由硅钢片叠加构成。 3.根据权利要求1所述多相容错永磁同步电机转子，其特征在于，转子铁心（1）由非晶 态铁磁复合材料或SMC软磁复合材料构成。 4.根据权利要求1所述多相容错永磁同步电机转子，其特征在于，转子铁心极（1-1）和 转子铁心轭（1-2）为一体件。 权 利 要 求 书CN 102882300 A 1/3页 3 多相容错永磁同步电机转子 技术领域 0001 本发明涉及多相容错永磁同步电机转子，属于永磁电机领域。 背景技术 0002 随着环境与能源危机等问题的日益严重，社会对环境清洁和能源安全问题的重视 程度日益加大，由此极大的促进了电动汽车的发展。对于电。
5、动汽车而言，电驱动系统的可靠 性和安全性至关重要。而传统的三相永磁同步电机在绕组开路、绕组短路以及驱动器功率 器件发生开路或短路故障的时候，电机的转矩输出会剧烈变化，甚至于不能工作，进而对车 辆本身和车内人员的安全造成严重威胁，因此，出于安全性和可靠性的考虑，采用具有良好 容错能力的多相容错永磁同步电机系统作为电动汽车的电驱动系统就极为重要。所谓容错 就是指电机系统在发生故障的情况下仍然可以保持和正常状态下一样或者相当的输出能 力，并且在故障状态下电机应该具有故障保护和抑制的功能，防止故障的恶化和扩散。采用 多相容错永磁同步电机作为电动汽车的动力来源，可以在电机发生故障的时候继续运行， 直到故。
6、障修复，由此大大提高了电动汽车的安全性，是电动汽车的理想选择。 0003 对于电动汽车用多相永磁容错电机，需要能够在绕组端部短路，匝间短路等故障 状态下继续运行。对于常规的表贴式永磁电机，永磁体均匀粘贴在转子铁心表面，短路故障 发生时，电机的短路电流很大，短路电流过大一方面会造成绕组烧毁，另一方面也会导致永 磁体退磁。针对短路电流过大导致的永磁体退磁、绕组烧毁等问题，传统的设计方式是对电 机的定子槽形进行特殊设计，如增加槽肩的厚度、减小槽口宽度、设计窄而深的槽型等方式 来增加电机的漏抗，从而对电机的短路电流进行抑制。增加漏磁虽然可以实现对短路电流 的抑制，但是电机在正常状态下的转矩等电磁性能也。
7、受到了负面影响，因此如何在不影响 电机电磁性能的前提下实现对电机短路电流的抑制就极具现实意义。 发明内容 0004 本发明目的是为了解决常规表贴式永磁电机的短路电流抑制效果不好的问题，提 供了一种多相容错永磁同步电机转子。 0005 本发明所述多相容错永磁同步电机转子，它包括转子铁心和p个永磁体，转子铁 心包括转子铁心轭和p个转子铁心极，在圆环形的转子铁心轭的外圆表面沿圆周方向均匀 设置有p个转子铁心极，每两个转子铁心极之间形成永磁体槽，每个永磁体槽中嵌入一个 永磁体，永磁体的扇形面圆心角小于或等于永磁体槽的扇形面圆心角，p个永磁体与定子相 对的表面的极性相同，且为径向充磁或平行充磁，p为转子。
8、的极对数。 0006 本发明的优点：针对常规表贴式永磁电机转子，将转子相异极性永磁体中一种极 性的永磁体取出，使用转子铁心材料代替，没有被取出的永磁体分别形成转子每对磁极中 的一个极，用以替代被取出的永磁体的转子铁心材料形成转子每对磁极中另一个极性的磁 极。一种极性的永磁体被转子铁心材料代替，使得电机的交直轴电抗产生变化，与常规表贴 式转子相比，这种某一相同极性的永磁体被转子铁心材料代替的转子，电机的交直轴电抗 说 明 书CN 102882300 A 2/3页 4 变大，电抗的增加使得电机的绕组短路电流变小，从而达到限制短路电流的目的。它的转子 铁心为圆筒形，永磁体镶嵌在转子铁心内侧即为外转子。
9、电机，永磁体镶嵌在转子铁心外侧 即为内转子电机。该转子使得永磁体在转子表面的固定更加容易，永磁体用量减半，成本降 低，具有很高的电气和机械可靠性。 附图说明 0007 图1是本发明所述多相容错永磁同步电机转子的结构示意图。 0008 图2是基于本发明的电机交直轴磁路示意图。 0009 图3是基于表贴式永磁转子的电机交直轴磁路示意图。 具体实施方式 0010 具体实施方式一：下面结合图1至图3说明本实施方式，本实施方式所述多相容错 永磁同步电机转子，它包括转子铁心1和p个永磁体2，转子铁心1包括转子铁心轭1-2和 p个转子铁心极1-1，在圆环形的转子铁心轭1-2的外圆表面沿圆周方向均匀设置有p个。
10、转 子铁心极1-1，每两个转子铁心极1-1之间形成永磁体槽3，每个永磁体槽3中嵌入一个永 磁体2，永磁体2的扇形面圆心角小于或等于永磁体槽3的扇形面圆心角，p个永磁体2与 定子相对的表面的极性相同，且为径向充磁或平行充磁，p为转子的极对数。 0011 转子铁心极1和永磁极2沿转子铁心1的外圆表面上依次交替排布，p个永磁体 2的极性相同，若永磁体2与定子相对的表面的极性都为S极，则p个转子铁心1与定子相 对的表面的极性都为N极。 0012 永磁体2的扇形面圆心角小于或等于永磁体槽3的扇形面圆心角，即永磁体2所 占机械角小于或等于永磁体槽3所占机械角。 0013 调节转子铁心1和永磁体2的外形和转。
11、子与定子之间的气隙分布，使得所述气隙 产生正弦波或梯形波磁场分布。 0014 结合图2、图3说明本发明的工作原理。该主磁通路径与传统表贴式永磁电机类 似，每对极的磁路保持对称。相比较传统表贴式永磁电机，本发明使用一块永磁体提供一对 极所需要的磁势。对于本发明来说，如图2，直轴磁路路径为：永磁体2气隙定子铁心 4气隙转子铁心极1-1转子铁心轭1-2回到永磁体2，形成直轴闭合磁路5；交轴 磁路路径为：转子铁心极1-1气隙定子铁心4气隙转子铁心极1-1转子铁心轭 1-2转子铁心极1-1，形成交轴闭合磁路6。对于传统表贴式永磁电机来说，如图3，直轴 磁路路径为：永磁体2气隙定子铁心4气隙永磁体2转子铁。
12、心1回到永磁体 2，形成直轴闭合磁路7；交轴磁路路径为：永磁体2之间区域气隙定子铁心4气隙 永磁体2之间区域转子铁心1回到永磁体2，形成交轴闭合磁路8。 0015 比较本发明的直轴磁路5和传统的表贴式永磁电机的直轴磁路7，本发明提到的 转子直轴磁通路径5先后经过一层永磁体2，两层气隙；而传统的表贴式永磁电机的直轴磁 通路径7先后经过两层永磁体和两层气隙，故此本发明提出的转子结构的直轴电抗比传统 表贴式永磁电机的直轴电抗大，因此可以更好的限制电机的绕组短路电流。 0016 对比本发明的交轴磁路6和传统的表贴式永磁电机的交轴磁路8，本发明提到的 转子交轴磁通路径6仅是经过两层气隙；而传统的表贴式永。
13、磁电机的交轴磁通路径8先后 说 明 书CN 102882300 A 3/3页 5 经过两层永磁体之间区域和两层气隙，故此本发明提出的转子结构的交轴电抗比传统表贴 式永磁电机的交轴电抗大。 0017 此外，与传统的表贴式永磁电机转子相比，本发明提出的转子结构永磁体用量减 半，制造的电机也会有更低的成本。 0018 具体实施方式二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，转子铁心1由实心钢 构成或由硅钢片叠加构成。 0019 具体实施方式三：本实施方式对实施方式一作进一步说明，转子铁心1由非晶态 铁磁复合材料或SMC软磁复合材料构成。 0020 具体实施方式四：本实施方式对实施方式一作进一步说明，转子铁心极1-1和转 子铁心轭1-2为一体件。 说 明 书CN 102882300 A 1/2页 6 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102882300 A 2/2页 7 图3 说 明 书 附 图CN 102882300 A 。