一种EPS用无刷电机

摘要

本发明公开了一种EPS用无刷电机，包括定子、转子，所述定子设置在转子外侧，所述转子套设在机轴上，所述定子包括定子轭，定子齿，定子槽和线圈，所述线圈采用分数槽集中双层绕组，绕组分成4个绕线结构完全相同的小区域，所述转子的边缘四周均匀分布有若干磁钢，所述转子与定子之间设有气隙，所述转子采用分段式结构，并错开一定的角度。本发明通过对定转子材料和结构参数都进行优化，使得EPS用无刷电机功率密度明显提高，转矩脉动明显降低。

主权项

一种EPS用无刷电机，包括定子、转子，所述定子设置在转子外侧，所述转子套设在机轴上，其特征在于，所述定子包括定子轭，定子齿，定子槽和线圈，所述线圈采用分数槽集中双层绕组，且绕组分成4个绕线结构完全相同的小区域，所述转子的边缘四周均匀分布有若干磁钢，所述转子与定子之间设有气隙，所述转子采用分段式结构，并错开一定的角度，所述电机的关键结构参数确定步骤如下：1a)气隙直径D_i和电机长度L确定：气隙直径D_i和电机长度L满足以下关系式时可以使磁钢的体积最小、利用率最高，结合输入目标参数最终确定气隙直径D_i和电机长度L:$D_i=\frac{4K_w{\mathrm{\rho jT}}_D^{\prime }\times {10}^4}{{\mathrm{\pi B}}_r{\alpha }_i{\mathrm{UI}}_N};L=\frac{2{\mathrm{\rho jT}}_D^{\prime }\times {10}^4}{{\mathrm{ZB}}_r{\alpha }_i{\mathrm{UI}}_N},$其中,K_w为绕组伸长系数、ρ为电阻率、j为电流密度、T′_D为电磁堵转力矩、B_r为磁钢剩磁、α_i为极弧系数、I_N为电机的额定电流、Z为确定槽数、U为额定电压，均为经验参数或额定参数；1b)定子槽形的确定：齿宽b_t、槽宽S_t、轭宽h_j与已确定的参数有以下关系，其中，B_Z为定子齿磁通密度，B_j为定子轭磁通密度，结合输入目标参数并采用计算机寻优，最终确定齿宽b_t、槽宽S_t、轭宽h_j；1c)电机主磁通Φ的确定:电机主磁通Φ与已确定的参数有以下关系:Φ＝ZB_Zb_tLK_FE×10^‑4,K_FE为叠装系数，为经验参数；结合输入目标参数最终确定电机主磁通Φ；1d)电机有效导体数N的确定：电机有效导体数N与已确定的参数有以下关系：其中，I₀是电机的空载电流，I_N是电机的额定电流，T_N是电机的额定转矩，K_T是转矩常数，η是电机的效率，结合输入目标参数最终确定电机有效导体数N。