本发明属于永磁直流电机领域，具体涉及一种永磁电机转子及隔磁槽优化方法。
背景技术：
1、随着环境问题和能源挑战的不断加剧，需要降低对石油燃料的依赖，因此新能源汽车就逐渐成为了代步工具的首选，从而在占有着越来越大的市场，
2、永磁同步电机进行驱动是一种利用永磁体作为磁场源的高效、高性能电机，它由定子、转子和控制器等部件组成。定子通常由铁芯和绕组组成，并环绕在转子外围近旁，而转子设置有内嵌永磁体的隔磁槽，并且通过转轴进行转矩传递，永磁同步电机在通电时，定子绕组产生旋转磁场，转子上的永磁体受到定子磁场的作用，使得转子跟随定子的旋转磁场同步旋转，从而实现电能转换为机械能。
3、永磁同步电机无电刷结构、且具有运行可靠等优点,又具有直流电动机的调速性能好的优点,且无需励磁绕组,可以做到体积小、控制效率高,从而成为了当前新能源汽车驱动元件的主要选择之一。
4、但在具体应用中，永磁同步电机在高速运行时由于漏磁导致效率较低，损耗增加，从而发生不可避免的振动、噪音等，而且永磁同步电机在运行时，会出现脉动扭矩，也进一步增加了振动、噪音，而振动、噪音使得永磁同步电机的机械部件间产生磨损、松动乃至损坏。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明提供一种永磁电机转子及隔磁槽优化方法，不仅能够有效的降低漏磁，从而使得电机的效率提高，损耗降低，而且显著减弱了脉动扭矩，从而极大降低了振动、噪音等现象的发生。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案为：
3、一种永磁电机转子，通过转子转轴传递转矩，其特征在于，包括多个隔磁槽单元，多个隔磁槽单元沿转子转轴旋转对称，周面具有辅助通磁槽组，辅助通磁槽组包括两个均沿电机转子轴向延伸的辅助通磁槽，且辅助通磁槽为变截面的通槽，从而两个辅助通磁槽之间形成了变气隙铁芯部，变气隙铁芯部靠近转子端面的气隙长度最短，靠近转子轴向中心的气隙长度最长。
4、优选地，辅助通磁槽沿转子转轴的延伸方向形成中部窄、两端宽的槽型，且两个辅助通磁槽只在相靠近的一侧呈阶梯状，而另一侧为直线状，从而变气隙铁芯部沿转子转轴的延伸方向形成对称分布且窄头朝外侧的两个“汉诺塔”型。
5、优选地，隔磁槽单元包括第一隔磁槽组和第二隔磁槽组，第一隔磁槽、第二隔磁槽组均包括多个隔磁槽，第一隔磁槽组的隔磁槽、第二隔磁槽组的隔磁槽具有不同的倾斜设置，从而使得第一隔磁槽组、第二隔磁槽组的极弧角度对应的扇形域的间隔角度小于预定间隔角度；且使得第一隔磁槽组、第二隔磁槽组的边缘间的最小距离大于预定边缘距离。
6、进一步地，第一隔磁槽组、第二隔磁槽组的多个隔磁槽内对应设置低矫顽永磁体和高矫顽永磁体，且低矫顽永磁体较高矫顽永磁体靠近电机转子的周面。
7、再进一步地，第一隔磁槽组包括隔磁槽i和两个隔磁槽ii，隔磁槽i呈开口朝向电机转子周面的“v”型，两个隔磁槽ii呈大口朝向电机转子周面的“八”型，隔磁槽i、两个隔磁槽ii的对称中线相同且沿电机转子的径向延伸；第二隔磁槽组包括两个隔磁槽iii和两个隔磁槽iv，两个隔磁槽iii呈开口朝向电机转子周面的“v”型，两个隔磁槽iv均呈大口朝向电机转子周面的无底边的等腰梯形，且两个隔磁槽iv平行，并且隔磁槽iii、两个隔磁槽iv的对称中线相同且沿电机转子的径向延伸；在隔磁槽i、隔磁槽iii内设置低矫顽永磁体，在隔磁槽ii、隔磁槽iv内设置高矫顽永磁体。
8、进一步地，第一隔磁槽组的极弧角度的范围为25°至30°，第二隔磁槽组的极弧角度的范围为30°至40°。
9、一种永磁电机转子隔磁槽优化方法，用于对上述的永磁电机转子，其特征在于，包括以下步骤：
10、步骤t1：以预定的平均电机转矩值改善率、预定的电机转矩脉动值改善率为优化目标设置优化目标描述方程；
11、步骤t2：基于低矫顽永磁体、高矫顽永磁体设置两种矫顽力混合加权的方式永磁体矫顽力模型，并将永磁体矫顽力模型代入优化目标方程；
12、步骤t3：在电磁功率的变化速率上、电机的电磁损耗范围上以及转子工作安全系统的上限上，对优化目标方程进行约束，并得到隔磁槽初始设置参数；
13、步骤t4：设置灵敏度模型，对隔磁槽初始设置参数进行灵敏度评价，当灵敏度评价值大于0小于第一阈值时，隔磁槽初始设置参数通过拟合求得最优解集，最终得到隔磁槽最终设置参数；当灵敏度评价值大于等于第一阈值时，隔磁槽初始设置参数通过单变量优化法，最终得到隔磁槽最终设置参数。
14、优选地，述优化目标描述方程为：
15、
16、te为优化前平均电磁转矩值，t′e(xi)为优化后平均电机转矩值，t′r(xi)为优化前转矩脉动值，tr为优化后转矩脉动值，
17、永磁体矫顽力模型为：
18、hc＝τ1hc1+τ2hc2
19、电磁功率的变化速率上、电机的电磁损耗范围上以及转子工作安全系统的上限上的约束分别为：
20、98％p1≤avg(pem)≤102％p1
21、max(avg(totalploss))≤4％p1
22、
23、p1为电机的额定功率，total ploss为总的电磁损耗，σt1为转子所受最大的作用力，σt2为永磁体的最大拉应力。
24、优选地，灵敏度模型为：
25、
26、为优化变量的参数，为y的平均值，为的方差，v(y)为输出方差。
27、优选地，当灵敏度评价值大于0小于第一阈值时，将多个设计参量与电机转子的转矩输出以及转矩脉动之间的关通过方程进行拟合，各设计参量与转矩以及转矩脉动之间的拟合关系为：
28、
29、β0、βi、βii为方程中各项的待定系数，ε为系统拟合误差。
30、响应面数学模型为
31、y＝xβ+ε
32、β＝(xtx)-1xty
33、响应面的回归模型为
34、
35、通过大量样本容量生成优化曲线得出最优解集，进一步确定优化参数的最终优化值，基于优化曲线，可以进一步得到待优化变量对优化目标的响应曲面，从中筛选出最优点。
36、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
37、1.因为本发明的永磁电机转子包括周面具有辅助通磁槽组，辅助通磁槽组包括两个均沿电机转子轴向延伸的辅助通磁槽，且辅助通磁槽为变截面的通槽，从而两个辅助通磁槽之间形成了变气隙铁芯部，变气隙铁芯部靠近转子端面的气隙长度最短，靠近转子轴向中心的气隙长度最长，因此，本发明基于电子转子与定子的气隙磁导与气隙的长度成反比，而与气隙的横截面积成正比，通过设置在轴向上变截面的辅助通磁槽使得电机运行时，气隙磁导呈近似正弦波型的变化，从而减少了高次谐波产生的脉动转矩，及减少了漏磁。
38、2.因为本发明的永磁电机转子的隔磁槽单元包括第一隔磁槽组和第二隔磁槽组，第一隔磁槽、第二隔磁槽组均包括多个隔磁槽，第一隔磁槽组的隔磁槽、第二隔磁槽组的隔磁槽具有不同的倾斜设置，从而使得第一隔磁槽组、第二隔磁槽组的极弧角度对应的扇形域的间隔角度小于预定间隔角度；且使得第一隔磁槽组、第二隔磁槽组的边缘间的最小距离大于预定边缘距离，而第一隔磁槽组的隔磁槽、第二隔磁槽组的隔磁槽的不同的倾斜设置形成的非对称的构造不仅增大了极弧角度，限制了漏磁的产生，提高了电机运行效率，降低了电磁损耗，并且不同倾斜的隔磁槽使得产生的多个谐波具有不同的相位角，从而多个谐波错相叠加抵消，从而显著减小了多个谐波对基波的干扰，即显著减弱了脉动扭矩，因此，本发明不仅能够有效的降低漏磁，从而使得电机的效率提高，损耗降低，而且显著减弱了脉动扭矩，从而极大降低了振动、噪音等现象的发生。
39、3.因为本发明在第一隔磁槽组、第二隔磁槽组的多个隔磁槽内对应设置低矫顽永磁体和高矫顽永磁体，使得低矫顽永磁体较高矫顽永磁体靠近电机转子的周面，因此，本发明通过低矫顽永磁体和高矫顽永磁体的兼用，使得电机速度的可调范围大大得到了扩展，并且能够在电机高速运行时保持转矩的稳定，另外也易于实现饱和充磁。
40、4.因为本发明的两个低矫顽永磁体在隔磁槽i内通过隔磁档杆阻隔；两个低矫顽永磁体在隔磁槽i内通过隔磁档杆阻隔，隔磁档杆具有较高的强度，从而防止了隔磁槽i在电机转子在高速旋转时因离心力而发生断裂，因此，本发明隔磁档杆的设置不仅增强了两个低矫顽永磁体间的隔磁性(隔磁性大于通孔)，且隔磁档杆形成了隔磁槽i内的支撑结构，增强了隔磁槽i的结构强度，使得在电机高速运行中，两个低矫顽永磁体不易发生振动引起断裂，并且。
41、5.因为本发明的永磁电机转子隔磁槽优化方法，首先以预定的平均电机转矩值改善率、预定的电机转矩脉动值改善率为优化目标设置优化目标描述方程；接着将永磁体矫顽力模型代入优化目标方程，然后在电磁功率的变化速率上、电机的电磁损耗范围上以及转子工作安全系统的上限上，对优化目标方程进行约束，并得到隔磁槽初始设置参数，最后设置灵敏度模型，对隔磁槽初始设置参数进行灵敏度评价，当灵敏度评价值大于0小于第一阈值时，隔磁槽初始设置参数通过拟合求得最优解集，最终得到隔磁槽最终设置参数；当灵敏度评价值大于等于第一阈值时，隔磁槽初始设置参数通过单变量优化法，最终得到隔磁槽最终设置参数，因此，本发明通过灵敏度评价值位于不同的值域，通过拟合-最优解集求解最优参数，或者通过但变量优化法求解最优参数，从而不仅得到更为准确的最优参数，且节约了计算的算力成本。
1.一种永磁电机转子，通过转子转轴传递转矩，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的永磁电机转子，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的永磁电机转子，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的永磁电机转子，其特征在于：
6.根据权利要求3所述的永磁电机转子，其特征在于：
7.一种永磁电机转子隔磁槽优化方法，用于对权利要求1-6任意一项所述的永磁电机转子，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的永磁电机转子隔磁槽优化方法，其特征在于：
9.根据权利要求7所述的永磁电机转子隔磁槽优化方法，其特征在于：
10.根据权利要求7所述的永磁电机转子隔磁槽优化方法，其特征在于：
