一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机的制作方法

本发明涉及电机领域，特别涉及一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机。

背景技术：

1、随着全球经济的飞速发展，新能源汽车替代传统的燃油汽车已成为汽车行业的大势所趋。新能源汽车根据动力能源可分为：燃料电池电动汽车、纯电动汽车和混合动力电动汽车等。其中，纯电动汽车由于结构简单易于维护，对环境友好，同时拥有良好的启动性能等优点，成为未来近几十年内最具发展潜力的汽车类型。纯电动汽车中，驱动电机成为制约电动汽车性能提升的核心问题之一。

2、目前纯电动汽车通常采用交流异步电机、无刷直流电机和永磁同步电机作为驱动电动机。其中永磁同步电机由于其结构简单、体积小、运行可靠性高、效率及功率密度高等优点受到广泛应用。传统的永磁同步电机可分为径向磁通、轴向磁通和横向磁通三种磁路结构形式，其中横向磁通永磁电机相比径向和轴向磁通电机具有良好的磁路解耦特性，可以根据需要独立调整线圈窗口和磁路尺寸来确定电机的电、磁负荷，同时有效增加铁芯面积和增大导体截面积，从而获得很高的转矩密度，因此适合于轮毂电机驱动电机。

3、近几年虽然国内外众多机构对横向磁通发电机进行了大量的研究工作，但是还存在一些问题亟待改进和解决。例如，瑞典的kth大学的d.svechkarenko博士提出了一种新型大容量横向磁通永磁电机，通过计算研究表明该电机具有较高的功率因数，但是结构异常复杂，制造工艺和成本较高；沈阳工业大学的刘哲民博士也对永磁横向磁通电机进行了研究，改进了横向磁通电机定子铁芯的结构，简化了其制造工艺，但是该电机的永磁体和空间利用率偏低；东南大学林鹤云教授提出了一种新型的聚磁式横向磁通永磁电机，提高了电机的空间利用率，但是永磁体的利用率还有待进一步提高。总之，现有的横向磁通永磁电机或永磁体及电机空间利用率偏低，或制造工艺复杂、材料成本较高，或电机电枢绕组有效长度比例不高，在功率密度和加工制造上还有提高的空间。

技术实现思路

1、针对以上现有技术存在的缺陷，本发明的主要目的在于克服现有技术的不足之处，公开了一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，包括定子和转子，两套所述定子分设在所述转子两侧；所述定子包括m个定子铁芯和m个环形电枢绕组，m为电机相数；所述定子铁芯包括定子轭和定子齿，所述定子齿包括在颈项上设置的定子内齿和定子外齿，并且所述定子内齿和所述定子外齿交错设置；所述转子包括2p个转子铁芯、p个s极永磁体和p个n极永磁体，p为极对数；所述s极永磁体和所述n极永磁体沿圆周方向交错嵌入所述转子铁芯中，相邻的s极永磁体和n极永磁体的磁极方向沿圆周方向相反。

2、进一步地，两套所述定子呈镜面对称。

3、进一步地，所述定子内齿与所述定子外齿之间的间距为一块永磁体圆周方向的宽度。

4、进一步地，所述定子铁芯采用软磁复合材料制成。

5、进一步地，所述转子铁芯采用软磁符合材料制成。

6、进一步地，两套所述定子的同一相的所述环形电枢绕组采用并联或串联的方式连接；m相所述环形电枢绕组采用三角形或星形连接方式连接。

7、进一步地，所述定子内齿、所述定子外齿沿圆周方向分别相差360°/m电角度。

8、进一步地，所述s极永磁体、所述n极永磁体为钕磁铁或钐钴。

9、本发明取得的有益效果：

10、本发明的转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机的转子铁芯中放置永磁体，构成转子铁芯、永磁体沿圆周方向顺序排列的结构，且圆周方向相邻两个转子铁芯中的永磁体磁化方向沿圆周方向相反，结合转子两侧相对应的每相定子铁芯内、外齿交错排列的结构特点，可以避免永磁体无效情况，从而提高了电机永磁体的利用率，在一定程度上提高了电机的功率和转矩密度。

11、该电机的同一相定子铁芯尺寸相同，各转子铁芯尺寸也相同，且都由软磁复合材料加工而成。各相定子铁芯内、外齿之间形成圆弧型定子槽，将定子绕组置于槽中，形成单相定子电枢整体；各转子铁芯与永磁体沿圆周方向交错排列，形成转子整体。由于定、转子铁芯采用了软磁复合材料加工而成，可以有利于磁路在三维方向上穿过，且便于电机的设计与加工制造。

技术特征：

1.一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，包括定子和转子，其特征在于，两套所述定子分设在所述转子两侧；所述定子包括m个定子铁芯和m个环形电枢绕组，m为电机相数；所述定子铁芯包括定子轭和定子齿，所述定子齿包括在颈项上设置的定子内齿和定子外齿，并且所述定子内齿和所述定子外齿交错设置；所述转子包括2p个转子铁芯、p个s极永磁体和p个n极永磁体，p为极对数；所述s极永磁体和所述n极永磁体沿圆周方向交错嵌入所述转子铁芯中，相邻的s极永磁体和n极永磁体的磁极方向沿圆周方向相反。

2.根据权利要求1所述的一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，其特征在于，两套所述定子呈镜面对称。

3.根据权利要求1所述的一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，其特征在于，所述定子内齿与所述定子外齿之间的间距为一块永磁体圆周方向的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，其特征在于，所述定子铁芯采用软磁复合材料制成。

5.根据权利要求1所述的一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，其特征在于，所述转子铁芯采用软磁符合材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，其特征在于，两套所述定子的同一相的所述环形电枢绕组采用并联或串联的方式连接；m相所述环形电枢绕组采用三角形或星形连接方式连接。

7.根据权利要求1所述的一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，其特征在于，所述定子内齿、所述定子外齿沿圆周方向分别相差360°/m电角度。

8.根据权利要求1所述的一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，其特征在于，所述s极永磁体、所述n极永磁体为钕磁铁或钐钴。

技术总结
本发明公开了一种转子聚磁式分段定子横向磁通永磁轮毂电机，包括定子和转子，其特征在于，两套定子分设在转子两侧；定子包括M个定子铁芯和M个环形电枢绕组，M为电机相数；定子铁芯包括定子轭和定子齿，定子齿包括在颈项上设置的定子内齿和定子外齿，并且定子内齿和定子外齿交错设置；转子包括2P个转子铁芯、P个S极永磁体和P个N极永磁体，P为极对数；S极永磁体和N极永磁体沿圆周方向交错嵌入转子铁芯中，相邻的S极永磁体和N极永磁体的磁极方向沿圆周方向相反。本发明在转子铁芯中放置永磁体，构成转子铁芯、永磁体沿圆周方向顺序排列的结构可以避免永磁体无效情况，从而提高了电机永磁体的利用率，提高了电机的功率和转矩密度。

技术研发人员：金鸣镝,颜建虎,戚志东
受保护的技术使用者：苏州百狮腾电气有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13