CN211209448U - 一种永磁同步电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种永磁同步电机，包括转轴、端盖、基座和后盖，所述基座两端分别可拆卸连接有端盖和后盖，所述转轴插接在基座内部，且转轴的传动输出端突出于端盖，所述基座内部分别安装有绕组定子、永磁体和转子铁芯，所述永磁体和转子铁芯位于绕组定子内部，本实用新型从电机轻量化，释放高效率，电机稳定性，散热性好，起动大扭矩，在无外力能源条件下能够自发电能，保证了一定的能量回收，从而增加有效的续行里程。在传统电机的基础上，减少一块电池组，达到同样的续行里程，电机和控制器匹配完成后降低了整车成本，提高了整车性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及卡车、轿车驱动电机技术领域，具体为一种永磁同步电机。
背景技术
新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源(或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置)，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。
新能源汽车领域中驱动电机和如何增加续行里程是业内各界永恒的话题，多家公司一方面从减轻车身或整车重量，即车身轻量化深入研究，另一方面是动源方面，通过电池块数增加电池容量，提高电池密度和电池控制系统(BMS)系统来实现整车续行里程，电机自重大，释放低效率，电机稳定性差，散热性差，起动小扭矩，在无外力能源条件下不能够自发电能。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种永磁同步电机，以解决上述背景技术中现有的新能源汽车领域中驱动电机和如何增加续行里程是业内各界永恒的话题，多家公司一方面从减轻车身或整车重量，即车身轻量化深入研究，另一方面是动源方面，通过电池块数增加电池容量，提高电池密度和电池控制系统(BMS)系统来实现整车续行里程，电机自重大，释放低效率，电机稳定性差，散热性差，起动小扭矩，在无外力能源条件下不能够自发电能的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种永磁同步电机，包括转轴、端盖、基座和后盖，所述基座两端分别可拆卸连接有端盖和后盖，所述转轴插接在基座内部，且转轴的传动输出端突出于端盖，所述基座内部分别安装有绕组定子、永磁体和转子铁芯，所述永磁体和转子铁芯位于绕组定子内部，从电机轻量化，释放高效率，电机稳定性，散热性好，起动大扭矩，在无外力能源条件下能够自发电能，保证了一定的能量回收，从而增加有效的续行里程。在传统电机的基础上，减少一块电池组，达到同样的续行里程，电机和控制器匹配完成后降低了整车成本，提高了整车性能。
优选的，所述端盖分别通过一号紧固件、二号紧固件和三号紧固件与基座可拆卸连接，通过一号紧固件、二号紧固件和三号紧固件便于端盖与基座的安装和拆卸。
优选的，所述转轴与端盖连接处安装有旋转轴唇形密封圈，通过旋转轴唇形密封圈提高了转轴与端盖连接处防水防尘性能。
优选的，所述端盖内壁分别安装有一号波形圈和轴承，所述一号波形圈位于轴承一侧，所述转轴分别贯穿一号波形圈和轴承，通过一号波形圈提高了端盖与转轴连接处的密封性，轴承便于对转轴支撑、导向和限位，提高转轴输出端转动的平稳度。
优选的，所述后盖分别通过一号紧固件、二号紧固件和三号紧固件与基座可拆卸连接，通过一号紧固件、二号紧固件和三号紧固件实现了基座与后盖的安装和拆卸。
优选的，所述后盖右侧壁可拆卸连接有磁编，所述磁编分别通过一号紧固标准件、二号紧固标准件和三号紧固标准件与后盖可拆卸连接，通过一号紧固件、二号紧固件和三号紧固件实现了基座与后盖的安装和拆卸。
优选的，所述转轴的插接端插接在后盖内部，且转轴与后盖连接处填充有二号波形圈，通过二号波形圈提高了转轴的插接端与后盖连接的密封性。
优选的，所述转轴与后盖连接处填充有挡圈，通过挡圈有效的提高了转轴与后盖连接的密封性和稳定性，防尘防水性能好，延长使用寿命。
本实用新型提供了一种永磁同步电机，具备以下有益效果：
(1)本实用新型嵌入式永磁转子，安全可靠，隔磁性好，集中式绕组铁芯，短槽距，节省材料，制造工艺性方便，功率因数高、效率高、省电、体积小、起动力矩大等在许多场合开始逐步取代最常用的交流异步电机，其中异步起动永磁同步电动机的性能优越。
(2)此款电机标称功率是4kw,额定转速3000r/min.实测这台电机转速较高,加上所配控制器，在电机低速时采用弱磁控制方式提升电机转速。因而电机在10Nm力矩时转速即已达到4800r/min，功率也提升到5kW,均远高于额定转速和额定功率，效率为83％。
(3)在低于8Nm力矩时,电机进入限速运行方式,主要是避免平路特别是下坡时飞车，此时输入电流,输入、输出功率和效率都出现加快下降趋势。但只是电机启动,停止时的过渡过程。
(4)电机在25Nm呈现最高效率94％，电机功率达到7.69kW。在力矩15～40Nm范围,效率都能高达90％及以上，力矩达到40Nm时电机输出最大功率9.07kW,效率仍高达90％。
(5)从40Nm起点及工作进入恒输入功率工作状态，从控制方式角度电机进入反弱磁(强磁)状态,即电机定子三相绕组旋转磁场不再与转子磁场保持垂直,而可产生与定子磁场方向相同的磁场分量其加强转子磁场,从而使电机能数出更大力矩,提高电动车爬坡的能力，同时电机转速加快下降，输出功率功率也加快下降，可避免电机过载烧毁。
附图说明
图1为本实用新型的一种永磁同步电机整体结构示意图；
图2为本实用新型的一种永磁同步电机转子铁芯剖面结构示意图；
图3为本实用新型的一种永磁同步电机绕组定子剖面结构示意图；
图4为本实用新型的一种永磁同步电机控制系统结构示意图。
图中：1、转轴；2、旋转轴唇形密封圈；3、端盖；4、一号波形圈；401、二号波形圈；5、轴承；6、一号紧固件；7、二号紧固件；8、三号紧固件；9、基座；10、绕组定子；11、永磁体；12、转子铁芯；13、前端板；14、挡圈；15、后盖；16、一号紧固标准件；17、二号紧固标准件；18、三号紧固标准件；19、磁编。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1-4所示，本实用新型提供一种技术方案：
实施例1
一种永磁同步电机，包括转轴1、端盖3、基座9和后盖15，所述基座9两端分别可拆卸连接有端盖3和后盖15，所述转轴1插接在基座9内部，且转轴1的传动输出端突出于端盖3，所述基座9内部分别安装有绕组定子10、永磁体11和转子铁芯12，所述永磁体11和转子铁芯12位于绕组定子10内部。
所述端盖3分别通过一号紧固件6、二号紧固件7和三号紧固件8与基座9可拆卸连接，通过一号紧固件6、二号紧固件7和三号紧固件8便于端盖3与基座9的安装和拆卸。
所述转轴1与端盖3连接处安装有旋转轴唇形密封圈2，通过旋转轴唇形密封圈2提高了转轴1与端盖3连接处防水防尘性能。
所述端盖3内壁分别安装有一号波形圈4和轴承5，所述一号波形圈4位于轴承5一侧，所述转轴1分别贯穿一号波形圈4和轴承5，通过一号波形圈4提高了端盖3与转轴1连接处的密封性，轴承5便于对转轴1支撑、导向和限位，提高转轴1输出端转动的平稳度。
所述后盖15分别通过一号紧固件6、二号紧固件7和三号紧固件8与基座9可拆卸连接，通过一号紧固件6、二号紧固件7和三号紧固件8实现了基座9与后盖15的安装和拆卸。
所述后盖15右侧壁可拆卸连接有磁编19，所述磁编19分别通过一号紧固标准件16、二号紧固标准件17和三号紧固标准件18与后盖15可拆卸连接，通过一号紧固标准件16、二号紧固标准件17和三号紧固标准件18提高磁编19与后盖15右侧壁连接的稳定性。
所述转轴1的插接端插接在后盖15内部，且转轴1与后盖15连接处填充有二号波形圈401，通过二号波形圈401提高了转轴1的插接端与后盖15连接的密封性。
所述转轴1与后盖15连接处填充有挡圈14，通过挡圈14有效的提高了转轴1与后盖15连接的密封性和稳定性，防尘防水性能好，延长使用寿命。
实施例2
一种永磁同步电机，包括转轴1、端盖3、基座9和后盖15，所述基座9两端分别可拆卸连接有端盖3和后盖15，所述转轴1插接在基座9内部，且转轴1的传动输出端突出于端盖3，所述基座9内部分别安装有绕组定子10、永磁体11和转子铁芯12，所述永磁体11和转子铁芯12位于绕组定子10内部。
所述端盖3分别通过一号紧固件6、二号紧固件7和三号紧固件8与基座9可拆卸连接，通过一号紧固件6、二号紧固件7和三号紧固件8便于端盖3与基座9的安装和拆卸。
所述转轴1与端盖3连接处安装有旋转轴唇形密封圈2，通过旋转轴唇形密封圈2提高了转轴1与端盖3连接处防水防尘性能。
所述端盖3内壁分别安装有一号波形圈4和轴承5，所述一号波形圈4位于轴承5一侧，所述转轴1分别贯穿一号波形圈4和轴承5，通过一号波形圈4提高了端盖3与转轴1连接处的密封性，轴承5便于对转轴1支撑、导向和限位，提高转轴1输出端转动的平稳度。
所述后盖15分别通过一号紧固件6、二号紧固件7和三号紧固件8与基座9可拆卸连接，通过一号紧固件6、二号紧固件7和三号紧固件8实现了基座9与后盖15的安装和拆卸。
所述后盖15右侧壁可拆卸连接有磁编19，所述磁编19分别通过一号紧固标准件16、二号紧固标准件17和三号紧固标准件18与后盖15可拆卸连接，通过一号紧固标准件16、二号紧固标准件17和三号紧固标准件18提高磁编19与后盖15右侧壁连接的稳定性。
所述转轴1的插接端插接在后盖15内部，且转轴1与后盖15连接处填充有二号波形圈401，通过二号波形圈401提高了转轴1的插接端与后盖15连接的密封性。
所述转轴1与后盖15连接处填充有挡圈14，通过挡圈14有效的提高了转轴1与后盖15连接的密封性和稳定性，防尘防水性能好，延长使用寿命。
需要说明的是，一种永磁同步电机，在工作时，永磁同步电动机的启动和运行是由定子绕组、转子鼠笼绕组和永磁体这三者产生的磁场的相互作用而形成。电动机静止时，给定子绕组通入三相对称电流，产生定子旋转磁场，定子旋转磁场相对于转子旋转在笼型绕组内产生电流，形成转子旋转磁场，定子旋转磁场与转子旋转磁场相互作用产生的异步转矩使转子由静止开始加速转动。在这个过程中，转子永磁磁场与定子旋转磁场转速不同，会产生交变转矩。当转子加速到速度接近同步转速的时候，转子永磁磁场与定子旋转磁场的转速接近相等，定子旋转磁场速度稍大于转子永磁磁场，它们相互作用产生转矩将转子牵入到同步运行状态。在同步运行状态下，转子绕组内不再产生电流。此时转子上只有永磁体产生磁场，它与定子旋转磁场相互作用，产生驱动转矩。由此可知，永磁同步电动机是靠转子绕组的异步转矩实现启动的。启动完成后，转子绕组不再起作用，由永磁体和定子绕组产生的磁场相互作用产生驱动转矩；电动汽车可控制器，包括中央控制器、电压型三相逆变器、速度传感器，中央控制器包括基于速度传感器反馈的异步电机的转速而运行闭环矢量控制算法的FOC模块、基于对异步电机进行转速估计得到的估计转速而运行无速度传感器矢量控制算法的SVC模块、与FOC模块和SVC模块相连接并进行输出选择的选择器、与选择器相连接并根据选择器的输出信号产生驱动信号的SVPWM模块；FOC模块与SVC模块互连，FOC模块自学习电动汽车的传动系统的惯量参数提供给SVC模块，SVC模块根据预设模型修正异步电机的参数提供给FOC模块。目标转矩生成模块用于时时地产生目标转矩，电动汽车的换挡装置、加速踏板、制动踏板、测速装置相连接，因此，电动汽车的档位变换状态、加速踏板的反馈量、制动踏板的开关信息、交流电机的转速这些信息被输送至目标转矩生成模块中。目标转矩生成模块还连接了检测交流电机温度的温度监测装置，从而交流电机的温度也被送入其中。它还连接了电动汽车的电池，电池的电压经过SOC估计模块转换为电池荷电状态也送入目标转矩生成模块中。FOC控制模块用于根据目标转矩生成模块所生成的目标转矩控制交流电机。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种永磁同步电机，其特征在于：包括转轴(1)、端盖(3)、基座(9)和后盖(15)，所述基座(9)两端分别可拆卸连接有端盖(3)和后盖(15)，所述转轴(1)插接在基座(9)内部，且转轴(1)的传动输出端突出于端盖(3)，所述基座(9)内部分别安装有绕组定子(10)、永磁体(11)和转子铁芯(12)，所述永磁体(11)和转子铁芯(12)位于绕组定子(10)内部。
2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述端盖(3)分别通过一号紧固件(6)、二号紧固件(7)和三号紧固件(8)与基座(9)可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述转轴(1)与端盖(3)连接处安装有旋转轴唇形密封圈(2)。
4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述端盖(3)内壁分别安装有一号波形圈(4)和轴承(5)，所述一号波形圈(4)位于轴承(5)一侧，所述转轴(1)分别贯穿一号波形圈(4)和轴承(5)。
5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述后盖(15)分别通过一号紧固件(6)、二号紧固件(7)和三号紧固件(8)与基座(9)可拆卸连接。
6.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述后盖(15)右侧壁可拆卸连接有磁编(19)，所述磁编(19)分别通过一号紧固标准件(16)、二号紧固标准件(17)和三号紧固标准件(18)与后盖(15)可拆卸连接。
7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述转轴(1)的插接端插接在后盖(15)内部，且转轴(1)与后盖(15)连接处填充有二号波形圈(401)。
8.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机，其特征在于：所述转轴(1)与后盖(15)连接处填充有挡圈(14)。
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| CN110932455A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-03-27 | 衡水斑马汽车研发有限公司 | 一种永磁同步电机 |
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