专利名称：纯电动汽车用永磁无刷电机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种永磁无刷电机，尤其涉及一种纯电动汽车用永磁无刷电机。
背景技术：
随着中国汽车行业的迅速发展和石油对外依存度的不断提高，能源供应及经济安全问题引起了政府有关决策部门、企业界和学术界的广泛关注。同时环境污染问题日益严重，加强汽车行业的节能减排工作已经刻不容缓。这使具有重要社会价值和深远战略意义的纯电动汽车关键技术在中国面临着难得的发展机遇。目前，研究开发中的纯电动汽车电机的类型有四大类直流电机、永磁电机、异步电机和开关磁阻电机。直流电机虽然调速范围广、启动转矩大，但结构工艺复杂，故障率高，需要定期维护；异步电机体积大、重量重、效率低、控制较复杂；开关磁阻电机性能虽好，但震动、噪音和控制方面在短时间较难解决； 而永磁电机采用稀土永磁铁，具有体积小、重量轻、效率高、功率密度大等特点，由于没有碳刷和换向器，可在高速状态下运行，可靠性高和免维护，控制相对简单等等，这些优点对纯电动汽车特别是低速电动汽车驱动来讲都具有现实意义。但是永磁体高温退磁是该电机的致命缺陷，目前普遍的做法采用水冷，但结构复杂成本较高；还有虽然永磁电机额定效率很高，但是纯电动汽车电机在频繁起动、加速和爬坡过程中，电机效率并不高。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种有效降低电机的谐波和齿槽转矩，效率和可靠性高，有效防止高温退磁，使用寿命长，结构工艺简单，可实现机械化生产，生产成本低的纯电动汽车用永磁无刷电机。为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是纯电动汽车用永磁无刷电机，包括定子总成，所述定子总成连接有前端盖和后端盖，所述前端盖和所述后端盖之间固定有端盖螺栓，所述定子总成中间设有转子总成，所述转子总成通过轴承安装在所述前端盖和所述后端盖上，所述定子总成包括定子铁心，所述定子铁心周向均勻设有封闭圆形定子绕组孔，所述定子绕组孔呈内外两层的双鼠笼型结构，内层的所述定子绕组孔与相邻的外层的所述定子绕组孔之间设有斜槽，所述定子绕组孔内依次设有绝缘层和电枢绕组。作为优选的技术方案，所述绝缘层为管状绝缘套。作为对上述技术方案的改进，所述电枢绕组包括电枢铜棒，所述电枢铜棒之间连接有连接片，所述电枢铜棒分为六组，每组所述电枢铜棒通过所述连接片并联连接成闭合回路电枢铜棒绕组，每相隔两组的所述电枢铜棒绕组分别构成三相线中的A相线、B相线和 C相线。作为对上述技术方案的改进，所述转子总成包括与所述前端盖和所述后端盖连接的前端盖半轴和后端盖半轴，所述前端盖半轴和所述后端盖半轴间固定有转子磁轭，所述转子磁轭的外周面上通过螺钉固定设有瓦形永磁体，所述瓦形永磁体N极和S极相邻排列。作为对上述技术方案的进一步改进，所述瓦形永磁体的极数为16极，所述定子绕组孔的数量为18对。由于采用了上述技术方案，纯电动汽车用永磁无刷电机，包括定子总成，所述定子总成连接有前端盖和后端盖，所述前端盖和所述后端盖之间固定有端盖螺栓，所述定子总成中间设有转子总成，所述转子总成通过轴承安装在所述前端盖和所述后端盖上，所述定子总成包括定子铁心，所述定子铁心周向均勻设有封闭圆形定子绕组孔，所述定子绕组孔呈内外两层的双鼠笼型结构，内层的所述定子绕组孔与相邻的外层的所述定子绕组孔之间设有斜槽，所述定子绕组孔内依次设有绝缘层和电枢绕组；内层的所述定子绕组孔与相邻的外层的所述定子绕组孔之间设有斜槽，采用封闭倾斜形式能有效降低电机的谐波和齿槽转矩，形状便于所述电枢绕组的装配，提高槽满率；所述定子铁心设计突破了目前电机设计观念，所述定子绕组孔呈内外两层的双鼠笼型结构，从而避免所述电枢绕组的匝间短路和相间短路，提高了电机的可靠性和使用寿命；所述绝缘层采用特殊的耐高温材料，所述电枢绕组采用高纯度铜棒替代昂贵的铜漆包线，这样可有效减小槽面积，大大提高槽满率，可达 95%以上，通常情况下，铜漆包线一般有20年的使用寿命，采用上述方案，电机的寿命不是取决于铜漆包线而是取决于所述绝缘层，大大延长了电机的使用寿命，而且装配简单，整体工作温度较低，防止所述转子总成的永磁体高温退磁；本实用新型有效降低了电机的谐波和齿槽转矩，效率和可靠性高，有效防止高温退磁，使用寿命长，结构工艺简单，可实现机械化生产，生产成本低。
图1是本实用新型实施例的结构示意图；图2是本实用新型实施例的定子总成结构示意图；图3是本实用新型实施例的电枢绕组的装配示意图；图4本实用新型实施例的电枢铜棒结构示意图；图5本实用新型实施例的电枢铜棒和连接片连接示意图；图6是本实用新型实施例的转子总成的结构示意图；图7是图6的侧剖视图。图中1-前端盖；2-后端盖；3-端盖螺栓；4-定子铁心；5-定子绕组孔；51-斜槽； 6-绝缘层；7-电枢铜棒；8-连接片；9-前端盖半轴；10-后端盖半轴；11-转子磁轭；12-瓦形永磁体。
具体实施方式
以下结合附图和实施例，进一步阐述本实用新型。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。如图1和图2所示，纯电动汽车用永磁无刷电机，包括定子总成，所述定子总成连接有前端盖1和后端盖2，所述前端盖1和所述后端盖2之间固定有端盖螺栓3，所述定子总成中间设有转子总成，所述转子总成通过轴承安装在所述前端盖1和所述后端盖2上，所述定子总成包括定子铁心4，所述定子铁心4周向均勻设有封闭圆形定子绕组孔5，所述定子绕组孔5呈内外两层的双鼠笼型结构，内层的所述定子绕组孔5与相邻的外层的所述定子绕组孔5之间设有斜槽51，所述定子绕组孔5内依次设有绝缘层6和电枢绕组；所述绝缘层6为管状绝缘套。如图3所示，所述电枢绕组包括电枢铜棒7，所述电枢铜棒7之间连接有连接片8， 所述电枢铜棒7分为六组，每组所述电枢铜棒7通过所述连接片8并联连接成闭合回路电枢铜棒绕组，每相隔两组的所述电枢铜棒绕组分别构成三相线中的A相线、B相线和C相线。如图6和图7所示，所述转子总成包括与所述前端盖1和所述后端盖2连接的前端盖半轴9和后端盖半轴10，所述前端盖半轴9和所述后端盖半轴10间固定有转子磁轭 11，所述转子磁轭11的外周面上通过螺钉固定设有瓦形永磁体12，所述瓦形永磁体12的N 极和S极相邻排列。所述瓦形永磁体12的极数为16极，所述定子绕组孔5的数量为18对。所述定子铁心4采用导磁性能较好的硅钢片，采用所述定子绕组孔5设计，所述定子绕组孔5呈内外两层的双鼠笼型结构，内层的所述定子绕组孔5与相邻的外层的所述定子绕组孔5之间设有斜槽51，能有效降低电机的谐波和齿槽转矩；所述定子绕组孔5便于所述电枢铜棒7的装配，提高槽满率，所述定子总成的设计从而避免所述电枢绕组的匝间短路和相间短路，有效防止高温退磁，提高了电机的可靠性和使用寿命。所述绝缘层6采用特殊的耐高温的绝缘管状结构，所述电枢绕组采用高纯度所述电枢铜棒7替代原来昂贵的铜漆包线，这样可有效减小槽面积，大大提高槽满率，可达95% 以上。所述电枢绕组采用所述电枢铜棒7使电流密度和电枢内阻大幅降低，电机的起动转矩和效率大幅提高，而且延长了使用寿命。如图4和图5所示，所述电枢铜棒7两端车有螺纹，所述电枢铜棒7之间连接有连接片8，且用铜螺母固定。这样使得电机定子总成结构工艺简单，可实现机械化生产，从而节省了大量的专业嵌线人员。如图6和图7所示，所述转子磁轭11的外周面上通过螺钉固定设有瓦形永磁体 12，用这种方法固定所述瓦形永磁体12可靠，不易松动。即使转子在高速旋转时受到的电磁力和离心力的作用，所述瓦形永磁体12也不会出现位移和脱落。所述转子磁轭11和所述前端盖半轴9、所述后端盖半轴10采用轻量化设计，所述转子磁轭11采用含碳低的钢管，所述前端盖半轴9、所述后端盖半轴10采用端盖半轴结构，可有效降低转子的转动惯量提高启动性能。所述瓦形永磁体12的极数为16极，所述定子绕组孔5的数量为18对，极槽配合采用16极/18槽分数槽结构，多极磁路结构确保电机轭部最小化，以减小电动机转子的体积和重量，电枢线圈节距设计成一个槽距，以节省铜材，通过每极每相分数槽结构，使得极槽配合非常独特，保证定转子间的电磁力在任何转子位置相同，减小永磁电机的齿槽转矩和附加损耗。以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征及本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.纯电动汽车用永磁无刷电机，包括定子总成，所述定子总成连接有前端盖和后端盖， 所述前端盖和所述后端盖之间固定有端盖螺栓，所述定子总成中间设有转子总成，所述转子总成通过轴承安装在所述前端盖和所述后端盖上，其特征在于所述定子总成包括定子铁心，所述定子铁心周向均勻设有封闭圆形定子绕组孔，所述定子绕组孔呈内外两层的双鼠笼型结构，内层的所述定子绕组孔与相邻的外层的所述定子绕组孔之间设有斜槽，所述定子绕组孔内依次设有绝缘层和电枢绕组。
2.如权利要求1所述的纯电动汽车用永磁无刷电机，其特征在于所述绝缘层为管状绝缘套。
3.如权利要求1所述的纯电动汽车用永磁无刷电机，其特征在于所述电枢绕组包括电枢铜棒，所述电枢铜棒之间连接有连接片，所述电枢铜棒分为六组，每组所述电枢铜棒通过所述连接片并联连接成闭合回路电枢铜棒绕组，每相隔两组的所述电枢铜棒绕组分别构成三相线中的A相线、B相线和C相线。
4.如权利要求1、2或3所述的纯电动汽车用永磁无刷电机，其特征在于所述转子总成包括与所述前端盖和所述后端盖连接的前端盖半轴和后端盖半轴，所述前端盖半轴和所述后端盖半轴间固定有转子磁轭，所述转子磁轭的外周面上通过螺钉固定设有瓦形永磁体，所述瓦形永磁体N极和S极相邻排列。
5.如权利要求4所述的纯电动汽车用永磁无刷电机，其特征在于所述瓦形永磁体的极数为16极，所述定子绕组孔的数量为18对。
专利摘要本实用新型公开了一种纯电动汽车用永磁无刷电机，包括定子总成，所述定子总成连接有前端盖和后端盖，所述前端盖和所述后端盖之间固定有端盖螺栓，所述定子总成中间设有转子总成，所述转子总成通过轴承安装在所述前端盖和所述后端盖上，所述定子总成包括定子铁心，所述定子铁心周向均匀设有封闭圆形定子绕组孔，所述定子绕组孔呈内外两层的双鼠笼型结构，内层的所述定子绕组孔与相邻的外层的所述定子绕组孔之间设有斜槽，所述定子绕组孔内依次设有绝缘层和电枢绕组；本实用新型有效降低了电机的谐波和齿槽转矩，效率和可靠性高，有效防止高温退磁，使用寿命长，结构工艺简单，可实现机械化生产，生产成本低。
文档编号H02K1/27GK201985732SQ20112009467
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月2日 优先权日2011年4月2日
发明者吴秋德, 姜卫东, 王爱传 申请人:日照五征电动车有限公司