降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的方法及电机结构

摘要

本发明公开一种降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的方法及电机结构，通过研究永磁电机钕铁硼磁钢涡流损耗分布或转子中的磁通路径，在转子磁路中合理放置铁氧体磁钢，以有效降低钕铁硼磁钢涡流损耗。所述铁氧体磁钢可用于替换或部分替换永磁电机中的钕铁硼磁钢或在转子磁路中额外放置铁氧体磁钢。本发明提供的永磁电机转子结构，通过钕铁硼加铁氧体的混合比例形式，有效减少电机稀土永磁材料用量，大幅降低制造成本，同时最大程度的降低气隙磁场谐波含量。本发明通过转子外表面开槽及控制径向永磁体位置，可有效减小定子侧谐波对于永磁体影响，从而降低电动车用电机在高速运行条件下磁钢涡流损耗，提高效率。

说明书

技术领域

本发明涉及电动车用永磁同步电机设计领域，尤其是涉及一种降低高速下钕铁硼永磁电机转子中磁钢涡流损耗的方法。

技术背景

近年来，稀土永磁同步电机由于具有高效率，高功率密度等优点，已经被广泛运用于新能源汽车行业。电机永磁体大多采用具有较高的矫顽力和剩磁的钕铁硼材料，其电导率高、耐热性差，永磁体涡流损耗与铜耗铁耗相比，在多数情况下并不大，但对于高速、高功率密度电机以及封闭结构的电机，钕铁硼永磁的涡流损耗会使其转子部分产生较大的温升，严重时甚至会造成永磁体的不可逆退磁，这对于永磁电机来说是致命的。其中分数槽集中式绕组的内置式永磁同步电机，由于其具有较大的定子槽距，因此磁钢涡流损耗问题最为严重。稀土永磁电机具有高功率和转矩密度，较宽的调速范围，启动时能够输出较大转矩，高可靠性等一系列优点而被广泛运用于新能源电动汽车当中。但近年来稀土材料价格大幅增加，使稀土永磁电机成本不断攀升。少稀土永磁电机设计成为研究焦点。在使用价格便宜但磁性能较差的永磁材料后，电机气隙磁场畸变严重，运行时产生大量谐波，尤其是在电机高速运行状态下，导致转矩脉动过大，产生较大磁钢涡流损耗及铁芯损耗，同时导致电机局部温度过高，严重甚至会使永磁体产生不可逆退磁现象，对电动车用永磁电机安全稳定运行造成重大影响。

对于内置式永磁电机来说，减小转子磁钢涡流损耗的最常用方法是磁钢分段，分为轴向分段与周向分段，但分段数的增加，电机成本也随之增大。此外还可以通过增大定转子间磁路磁阻的方法来降低磁钢涡流损耗，但磁路磁阻增大的同时，电机转矩也会降低，进而影响电机性能。

因此如何在不影响电机成本与性能的前提下有效降低钕铁硼磁钢涡流损耗的方法是本领域技术人员需要解决的问题。所以有必要探索降低其磁钢涡流损耗的方法。

发明内容

本发明目的是提供一种降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的方法及电机结构，在不影响电机其他性能的前提下，通过在转子磁路中合理放置铁氧体磁钢以有效减少全钕铁硼永磁电机中磁钢涡流损耗的方法，从而达到改善电机温升和提升电机效率的目的。本发明解决因稀土永磁材料价格过高导致的电机成本问题，以及高速下磁钢涡流损耗严重导致的电机局部过热问题，同时保证电机具有高转矩输出能力和较低转的矩脉动。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的方法，利用铁氧体磁钢全部替换形成铁氧体磁体，或部分替换所述电机内钕铁硼磁钢形成混合永磁体，或在转子磁路中额外放置铁氧体形成混合永磁体。

优选地，当替换后的混合永磁体由一段钕铁硼磁钢和另一段铁氧体磁钢组合而成一块条形混合永磁体时，钕铁硼磁钢的长度占条形混合永磁体总长度的比值为40-60％。本发明针对现有技术存在的问题，通过钕铁硼和铁氧体两种永磁材料合理混合，降低稀土永磁用量，同时改善电机内部磁场分布情况，使电机性能得到提升。本发明合理选取混合比例对电机高速运行提升转矩输出能力、降低损耗有很大帮助。

优选地，铁氧体磁钢被串联在所述电机转子d轴或q轴磁路中。

一种降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，采用本发明降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的方法形成磁体结构。

作为本发明一种优选的技术方案，本发明降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，应用于永磁电机的转子结构，围绕中心转轴在转子铁芯上周向均匀设有一系列形状、大小相同的“U”型结构和“一”字型结构的组合槽单元，每组“U”型结构包括两个切向矩形槽，所述“U”型结构的切向矩形槽的延伸方向为转子的径向，切向矩形槽内嵌有第一永磁体和第二永磁体，组成混合永磁体形式的切向磁钢，所述矩形槽两端均设有与其连通的不规则空气槽，所述“U”型槽底边设有矩形空气槽；每组“一”型结构槽内嵌有永磁体，所述永磁体两侧均设有对称的牛角型空气槽。

作为本发明另一种优选的技术方案，本发明降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，应用于分数槽集中绕组永磁同步电机转子结构，围绕中心转轴在转子铁芯上周向均匀设有一系列形状、大小相同的“一一”分段型结构和“V”字型结构的组合槽单元，其中每组“V”字型结构包括两个对称设置的条形磁体，条形磁体由钕铁硼磁体与铁氧体磁体组合而成整体式混合永磁体单元，各所述条形磁体两端均设有与其连通的异形空气槽；每个所述“一一”分段型结构包括两段短空气槽，分别沿着中心转轴的同心圆方向设置，短空气槽的延伸方向为中心转轴的同心圆的切线方向。

作为本发明还有另一种优选的技术方案，本发明降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，应用于电动车用高速永磁同步电机的转子，包括中心转轴和转子铁芯，围绕中心转轴在转子铁芯上周向均匀设有8组形状、大小完全相同的“U”型加“一”字型结构槽，每组“U”型结构的切向设有矩形槽，槽内嵌有第一永磁体和第二永磁体，所述矩形槽上下两侧均设有与其连通的不规则空气槽，所述“U”型槽底边设有矩形空气槽；每组“一”型结构槽内嵌有永磁体，所述永磁体两侧均设有对称牛角型空气槽；所述“一”型槽结构对应转子外表面侧开设对称圆弧形槽。

优选地，所述“U”型结构形槽向矩形槽中靠近气隙侧第一永磁体材质为钕铁硼材料，第二永磁体材质为铁氧体材料，所述第一永磁体钕占“U”型结构的切向矩形槽长度比例X％为：60％±1％，第二永磁体占比1-X％为：40％±1。

优选地，所述牛角型空气槽包含外侧圆弧和内侧圆弧，内外侧圆弧平行，且牛角型空气槽垂直长度与其端部到转子外表面距离比值为：5.2-6.2:1。

优选地，所述圆弧形开槽数量为2，且于“一”型槽结构中设置的第三永磁体中垂线左右两侧呈对称分布；圆弧形开槽中点与第三永磁体中垂线夹角为α，α夹角为4°-5.5°。

相比现有技术，本发明具有以下显而易见的突出实质性特点和显著的优点：

1.本发明通过将铁氧体磁钢合理放置在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中，改变转子中的磁通路径，减少钕铁硼磁钢涡流损耗；本发明合理选取混合比例、永磁体摆放位置、隔磁桥长度尺寸和转子外表面开槽位置对电机高速运行提升转矩输出能力、降低损耗有很大帮助；

2.本发明采取用铁氧体磁钢直接替换钕铁硼稀土磁钢时，减少了稀土永磁用量，降低了电机成本；

3.本发明采取在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中额外放置铁氧体磁钢，相当于额外增加了非稀土永磁体用量，铁氧体磁钢可作为永磁电机的辅助励磁源，有利于电机转矩输出能力的提升；

4.本发明通过在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中合理放置铁氧体，可利用铁氧体磁钢和钕铁硼磁钢不同的电磁性能，使其按一定规律排布，以产生相对正弦化的气隙磁场，增强基波含量，削弱高次谐波，抑制转矩脉动，降低磁钢涡流损耗，提升电机效率，改善转子温升；

5.本发明通过在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中合理放置铁氧体磁钢，可在基本不损害电机转矩输出性能的前提下，很好地解决钕铁硼永磁同步电机高速下磁钢涡流损耗较大的问题。

附图说明

结合附图，本发明给出两实施例分数槽集中绕组式钕铁硼永磁同步电机，根据权力要求中所述方法，通过在所述电机转子磁路中合理放置铁氧体磁钢，以有效减少电机转子内钕铁硼磁钢涡流损耗。参考下面的详细描述，将会更容易地对发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征。

图1为本发明实施例三的全钕铁硼永磁电机部分转子结构示意图。

图2为本发明实施例三的转子磁路放置铁氧体磁钢的单元结构图。

图3为本发明实施例三的钕铁硼磁钢涡流损耗对比示意图。

图4为本发明实施例四的全钕铁硼永磁电机部分转子结构示意图。

图5为本发明实施例四的转子磁路放置铁氧体磁钢的单元结构图。

图6为本发明实施例四的钕铁硼磁钢涡流损耗对比示意图。

图7为本发明实施例五的电机转子的结构示意图。

图8为本发明实施例五的电机转子的局部尺寸标注图。其中，h11-“一”型永磁体长度，h12-“一”型结构牛角型空气槽端部到转子外表面距离，h22-“一”型结构牛角型空气槽垂直长度，X％-第一永磁体所占切向矩形槽比例，α为圆弧形开槽中点与“一”型结构牛角型空气槽中垂线夹角。

图9为本发明实施例五的电机转子及永磁体充磁方向图。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合两具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。下述实施例是针对钕铁硼稀土永磁电机，尤其针对分数槽集中绕组式永磁同步电机，提供一种降低其钕铁硼磁钢涡流损耗的通用性方法。

下面就优选实施例结合附图对本发明作更进一步的说明。

实施例一

在本实施例中，一种降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的方法，利用铁氧体磁钢全部替换形成铁氧体磁体，或部分替换所述电机内钕铁硼磁钢形成混合永磁体，或在转子磁路中额外放置铁氧体形成混合永磁体。

本实施例方法所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，提供一种在不影响电机其他性能的前提下，通过在转子磁路中合理放置铁氧体磁钢以有效减少全钕铁硼永磁电机中磁钢涡流损耗的方法，从而达到改善电机温升和提升电机效率的目的。本实施例方法将铁氧体磁钢合理放置在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中，铁氧体磁钢的个数、形状、位置没有限制。本实施例方法能在不影响电机成本与性能的前提下有效降低钕铁硼磁钢涡流损耗，并有利于电机转矩输出能力的提升。

实施例二

本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下：

在本实施例中，当替换后的混合永磁体由一段钕铁硼磁钢和另一段铁氧体磁钢组合而成一块条形混合永磁体时，钕铁硼磁钢的长度占条形混合永磁体总长度的比值为40-60％。

本实施例的永磁体形状皆优选为矩形，因此可定义混合磁钢结构中钕铁硼磁钢占比为钕铁硼磁钢的长度占钕铁硼磁钢和铁氧体磁钢总长度的比值，为了保证具有混合磁钢转子结构永磁同步电机的转矩输出能力和气隙磁密的正弦度，混合后的永磁体结构中钕铁硼磁钢长度占比在40％-60％范围内。本实施例将铁氧体磁钢合理放置在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中，通过分析电机中钕铁硼磁钢涡流损耗分布或转子中磁通路径，合理用铁氧体磁钢替换或部分替换所述电机转子中钕铁硼磁钢或在转子磁路中额外放置铁氧体磁钢。

在本实施例中，铁氧体磁钢被串联在所述电机转子d轴或q轴磁路中。

本实施例通过将铁氧体磁钢合理放置在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中，改变转子中的磁通路径，减少钕铁硼磁钢涡流损耗；本实施例采取用铁氧体磁钢直接替换钕铁硼稀土磁钢时，减少了稀土永磁用量，降低了电机成本。

实施例三

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处如下：

在本实施例中，参见图1-3，一种降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，采用实施例一所述降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的方法形成磁体结构。

在本实施例中，降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，应用于永磁电机的转子结构，围绕中心转轴在转子铁芯上周向均匀设有一系列形状、大小相同的“U”型结构和“一”字型结构的组合槽单元，每组“U”型结构包括两个切向矩形槽2，所述“U”型结构的切向矩形槽的延伸方向为转子的径向，切向矩形槽2内嵌有第一永磁体2.1和第二永磁体2.2，组成混合永磁体形式的切向磁钢，所述矩形槽2两端均设有与其连通的不规则空气槽6，所述“U”型槽底边设有矩形空气槽3；每组“一”型结构槽内嵌有永磁体1，所述永磁体两侧均设有对称的牛角型空气槽7。

本实施例是针对钕铁硼稀土永磁电机，尤其针对分数槽集中绕组式永磁同步电机，提供一种降低其钕铁硼磁钢涡流损耗的通用性方法。为了说明本实施例方法的有效性，如图1所示，示例性给出一台分数槽集中绕组永磁同步电机转子结构图。该分数槽集中绕组电机转子中永磁体采用稀土永磁材料钕铁硼。

图1所示电机结构，磁阻较大的空气槽位于转子d轴磁路上，气隙中磁链进入转子后经过径向钕铁硼磁钢和切向钕铁硼磁钢形成d轴通路，高速运行时，钕铁硼磁钢涡流较大。随着电机转速升高，钕铁硼磁钢中产生的涡流损耗增大，且切向钕铁硼磁钢中涡流损耗所占比例随转速升高逐渐增大。所述电机转子散热条件差，较大的涡流损耗可能会引起转子较高的温升。由于永磁体材料性能与温度有关，尤其是对于居里点较低、电导率较高、温度系数较大的钕铁硼材料，过高的温度会使钕铁硼永磁电机性能下降，甚至引起磁钢的退磁而损坏电机。

基于实施例本发明所述方法的本实施例电机结构，本实施例采取在转子磁路上合理放置铁氧体磁钢以有效解决图1电机高速下钕铁硼磁钢涡流损耗过大的问题。具体实施方式如图2所示。图2示出了图1电机采取本发明所述方法改进的永磁电机部分转子结构。如图2所示，将铁氧体磁钢放置在图1所示电机转子空气槽中，并用铁氧体磁钢替换图1所示电机转子中的部分切向钕铁硼磁钢。如图2所示将铁氧体磁钢放置在转子d轴磁路上的空气槽中，与径向钕铁硼磁钢串联。与图1所示电机相比，该电机负载运行时，部分由气隙进入转子的磁链改变路径，由径向钕铁硼磁钢经过d轴上空气槽中铁氧体，有效减少了径向钕铁硼磁钢的涡流损耗。如图2所示电机转子结构，切向磁钢由钕铁硼与铁氧体两部分组成。在该实施例中，铁氧体磁钢所占切向磁钢比例会影响电机性能。理论上，铁氧体磁钢所占比例增大，钕铁硼稀土永磁用量减少，电机成本大幅减少的同时有效降低了切向钕铁硼磁钢上的涡流损耗，但钕铁硼磁钢用量过少会降低转子磁密饱和程度，影响电机转矩输出能力。本实施例采用的钕铁硼磁钢长度占比为40％，有效降低了钕铁硼磁钢的涡流损耗，同时通过优化设计提升磁阻转矩占比，基本保持了电机的转矩输出性能。

如图3所示为正弦波供电下，即不考虑电流时间谐波时，图1与图2所示电机中钕铁硼磁钢涡流损耗的对比。实线为图1所示全钕铁硼电机不同转速下的钕铁硼磁钢涡流损耗，虚线为图2所示转子磁路中放置铁氧体磁钢后的电机不同转速下的钕铁硼磁钢涡流损耗。图3可以看出，根据本实施例所述，在全钕铁硼永磁电机转子磁路中合理放置铁氧体磁钢，可以有效降低钕铁硼磁钢涡流损耗，尤其是分数槽集中绕组永磁同步电机高速下的钕铁硼磁钢涡流损耗。

本实施例采取在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中额外放置铁氧体磁钢，相当于额外增加了非稀土永磁体用量，铁氧体磁钢可作为永磁电机的辅助励磁源，有利于电机转矩输出能力的提升；本实施例通过在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中合理放置铁氧体，可利用铁氧体磁钢和钕铁硼磁钢不同的电磁性能，使其按一定规律排布，以产生相对正弦化的气隙磁场，增强基波含量，削弱高次谐波，抑制转矩脉动，降低磁钢涡流损耗，提升电机效率，改善转子温升；本实施例通过在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中合理放置铁氧体磁钢，可在基本不损害电机转矩输出性能的前提下，很好地解决钕铁硼永磁同步电机高速下磁钢涡流损耗较大的问题。

实施例四

本实施例与实施例三基本相同，特别之处如下：

在本实施例中，参见图4-6，一种降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，采用实施例一所述降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的方法形成磁体结构。

在本实施例中，降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，应用于分数槽集中绕组永磁同步电机转子结构，围绕中心转轴在转子铁芯上周向均匀设有一系列形状、大小相同的“一一”分段型结构和“V”字型结构的组合槽单元，其中每组“V”字型结构4包括两个对称设置的条形磁体4，条形磁体4由钕铁硼磁体4.1与铁氧体磁体4.2组合而成整体式混合永磁体单元，各所述条形磁体4两端均设有与其连通的异形空气槽；每个所述“一一”分段型结构包括两段短空气槽5，分别沿着中心转轴的同心圆方向设置，短空气槽5的延伸方向为中心转轴的同心圆的切线方向。

为了进一步说明本发明方法的通用性，如图4所示，本实施例给出了另一台不同转子结构的分数槽集中绕组永磁同步电机转子结构。该分数槽集中绕组电机转子中永磁体为稀土永磁材料钕铁硼。图4所示电机永磁体用量与图1所示电机永磁体用量相等，由于图4电机单块永磁体体积较大，转速升高时，钕铁硼磁钢上的涡流损耗较大。基于本发明所述方法的本实施例的电机结构，对此本实施例采取在电机转子磁路上合理放置铁氧体磁钢以有效解决图4电机高速下钕铁硼磁钢涡流损耗过大的问题。具体实施方式如图5所示。

图5示出了基于图4所示本实施例采取本发明所述方法改进的永磁电机的部分转子结构。如图5所示，用铁氧体磁钢替换图4所示电机转子中的部分钕铁硼磁钢。如图5所示电机转子结构，永磁体由钕铁硼与铁氧体两部分组成。为了保证转矩输出能力和气隙磁密的正弦水平，本实施例采取的钕铁硼磁钢占比为60％，有效降低了钕铁硼磁钢的涡流损耗。

如图6所示为正弦波供电下，即不考虑电流时间谐波时，图4与图5所示电机中钕铁硼磁钢涡流损耗的对比。实线为图4所示全钕铁硼电机不同转速下的钕铁硼磁钢涡流损耗，虚线为图5所示转子磁路中引入铁氧体磁钢后的电机不同转速下的钕铁硼磁钢涡流损耗。图6可以看出，根据本发明所述，在全钕铁硼永磁电机转子磁路中合理放置铁氧体磁钢，可以有效降低钕铁硼磁钢涡流损耗，尤其是分数槽集中绕组永磁同步电机高速下的钕铁硼磁钢涡流损耗。

本实施例采取在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中额外放置铁氧体磁钢，相当于额外增加了非稀土永磁体用量，铁氧体磁钢可作为永磁电机的辅助励磁源，有利于电机转矩输出能力的提升；本实施例通过在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中合理放置铁氧体，可利用铁氧体磁钢和钕铁硼磁钢不同的电磁性能，使其按一定规律排布，以产生相对正弦化的气隙磁场，增强基波含量，削弱高次谐波，抑制转矩脉动，降低磁钢涡流损耗，提升电机效率，改善转子温升；本实施例通过在钕铁硼稀土永磁电机转子磁路中合理放置铁氧体磁钢，可在基本不损害电机转矩输出性能的前提下，很好地解决钕铁硼永磁同步电机高速下磁钢涡流损耗较大的问题。

实施例五

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处如下：

在本实施例中，参见图7-9，一种降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，采用实施例一所述降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的方法形成磁体结构。

在本实施例中，降低全钕铁硼永磁电机高速下磁钢涡流损耗的电机结构，应用于电动车用高速永磁同步电机的转子，包括中心转轴和转子铁芯，围绕中心转轴在转子铁芯上周向均匀设有8组形状、大小完全相同的“U”型加“一”字型结构槽，每组“U”型结构的切向设有矩形槽2，槽内嵌有第一永磁体2.1和第二永磁体2.2，所述矩形槽2上下两侧均设有与其连通的不规则空气槽6，所述“U”型槽底边设有矩形空气槽3；每组“一”型结构槽内嵌有永磁体1，所述永磁体两侧均设有对称牛角型空气槽7；所述“一”型槽结构对应转子外表面侧开设对称圆弧形槽8。

本实施例解决因稀土永磁材料价格过高导致的电机成本问题，以及高速下磁钢涡流损耗严重导致的电机局部过热问题，同时保证电机具有高转矩输出能力和较低转的矩脉动。本实施例电动车用高速永磁同步电机转子结构，该转子结构不仅可以降低稀土永磁材料用量，而且可以提高磁阻转矩，降低高速下磁钢涡流损耗，降低转矩脉动，有效提升电机性价比。

实施例六

本实施例与上述实施例基本相同，特别之处如下：

参照图8中所述“U”型结构两侧矩形槽中靠近气隙侧第一永磁体2.1材质为钕铁硼材料，第二永磁体2.1材质为铁氧体材料，所诉第一永磁体2.1占“U”型结构一侧矩形槽比例为60％，第二永磁体2.1占比为40％。“一”型结构矩形槽嵌有永磁体材料为钕铁硼，其长度h11为20mm。牛角型空气槽7垂直长度h22为6mm,其端部到转子外表面距离h12为1mm。圆弧形开槽8数量为2，且于“一”型结构永磁体中垂线左右两侧呈对称分布。α夹角为：5.4°。

参照说明书附图9“U”型结构永磁体采用切向充磁，“一”型结构永磁体采用径向充磁，与“U”型结构永磁体构成串联磁路。

本实施例的转子结构中，“U”型结构切向采用钕铁硼材料比例60％加铁氧体40％的混合形式，矩形槽靠近气隙侧采用钕铁硼材料，可以有效增大直轴磁路饱和程度，进而增强两侧永磁体到径向“一”型结构永磁体间气隙磁密，保证了电机性能，同时磁性能较强的钕铁硼材料可以有效抵抗电枢反映导致的退磁现象。矩形槽剩余40％部分采用价格低廉铁氧体材料，可以在保证磁性能同时，大幅降低电机成本，此外铁氧体由于电导率较低，在电动车高速运行条件下，磁钢涡流损耗影响可得到进一步降低。

由于定子槽调磁作用，靠近气隙的“一”型钕铁硼所通过的磁场必然存在高次谐波。由于钕铁硼材料电导率很高，将产生较大的涡流损耗。增大牛角型槽垂直长度，从而增大“一”型钕铁硼材料到气隙间距离，可减小高次谐波对于永磁体影响，有效减小磁钢涡流损耗，提升电机效率。同时保证牛角型槽端部到转子外表面距离，可抑制漏磁，提升电机转矩特性。进一步的所述转子外表面开槽可以等效理解为定子齿数增加，因而产生额外齿槽转矩，在某些谐波上的分量可能会与未开槽前齿槽转矩相互抵消，进而降低齿槽转矩和转矩脉动。但任意开槽并不能保证齿槽转矩一定下降，顾本发明优选对称双圆弧形开槽及开槽位置，案例证明可有效降低转矩脉动大小，提升电机运行稳定性。

综上所述，上述实施例电动车用高速永磁同步电机转子，它包括围绕中心转轴，在转子铁芯上周向均匀设置的8组形状、大小完全相同的“U”加“一”字型结构槽，其中“U”型结构槽切向采用钕铁硼材料比例60％加铁氧体40％的混合形式；每组径向“一”型结构对应转子外表面开设对称圆弧形槽。上述实施例提供的永磁电机转子结构，通过钕铁硼60％加铁氧体40％的混合比例形式，有效减少电机稀土永磁材料用量，大幅降低制造成本，同时最大程度的降低气隙磁场谐波含量。进一步的通过转子外表面开槽及控制径向“一”型永磁体位置，可有效减小定子侧谐波对于永磁体影响，从而降低电动车用电机在高速运行条件下磁钢涡流损耗，提高效率。本实施例提供的永磁电机转子结构，通过钕铁硼60％加铁氧体40％的混合比例形式，有效减少电机稀土永磁材料用量，大幅降低制造成本，同时最大程度的降低气隙磁场谐波含量。进一步的通过转子外表面开槽及控制径向“一”型永磁体位置，可有效减小定子侧谐波对于永磁体影响，从而降低电动车用电机在高速运行条件下磁钢涡流损耗，提高效率。

此外，本发明优选实施例的“U”型结构切向矩形槽上方采用钕铁硼材料，且用量比例X％为40％。该材料比例有效增大直轴磁路饱和程度，进而增强两侧永磁体到径向“一”型结构永磁体间气隙磁密，改善电机内部磁场分布，增大交直轴电感差值，从而有效提高电机磁阻转矩。同时钕铁硼最大程度的减小气隙磁场畸变、抑制谐波和转矩脉动，尤其是在电动车高速运行条件下，本发明优选实施例比例效果极其显著；下方采用铁氧体材料，用量比例1-X％为60％，该材料比例可有效降低稀土永磁材料用量，大幅削减电机成本，同时铁氧体材料电导率较低，高速运行条件下可进一步降低由谐波所产生的磁钢涡流损耗。

另外，本发明优选实施例的径向“一”型结构两侧牛角型空气槽垂直长度h22与其到转子外表面距离h12比值为：5.2-6.2:1，合理设计牛角型空气槽长度以可有效抑制漏磁，提升电机转矩输出能力。同时改变“一”型结构钕铁硼到气隙之间距离，有效减小定子磁场谐波对于磁钢影响，降低了磁钢涡流损耗大小。

另外，本发明优选实施例的电机转子外侧圆弧形开槽中点与“一”型结构中垂线夹角α为4°-5.5°。转子外表面开槽可产生附加齿槽转矩，可以在一定范围内抵消由于定子开槽所产生的齿槽转矩，有效降低转矩脉动大小，提升电机运行的稳定性。

此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“径向”、“切向”为转子中磁钢的磁化方向，且仅仅用于本实施例说明中的不同组件，但本发明的应用并不仅仅限于径向与切向永磁体，而是适用于任何磁钢排布方式的电机结构。优选上述实施例的所述“U”型结构的切向矩形槽的延伸方向为转子的径向。综上所述，本发明提供一种电动车用高速永磁同步电机转子结构，该转子结构不仅可以降低稀土永磁材料用量，而且可以提高磁阻转矩，降低高速下磁钢涡流损耗，降低转矩脉动，有效提升电机性价比。

本发明上述实施例提出的是一种通用性的降低钕铁硼磁钢涡流损耗的方法，以上所述仅是本发明的优选实施方式。可以理解的是，虽然本发明已以较佳实例披露如上，然而上述实例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明理论方案范围情况下，都可利用上述揭示的理论说明做出可能的变动和修饰和变动。因此，凡是为脱离本发明基于在转子中放置铁氧体磁钢以减少永磁电机钕铁硼磁钢涡流损耗的技术方案的内容，依据本发明的理论实质对以上实施例所做的任何简单修饰，变形应用，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。