CN104218705A - 一种永磁电机的转子铁芯结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁电机的转子铁芯结构，其包括多片转子冲片、多片磁钢及磁钢扣套，部分转子冲片的外圆表面上均匀一体冲压有与磁钢等数量的定位间隔块，所有转子冲片叠合成一体时使轴向上的定位间隔块对齐，每片磁钢插设于周向相邻的两个定位间隔块之间，磁钢扣套套设于所有磁钢外；优点是通过在部分转子冲片上冲压定位间隔块，不仅方便地实现了对磁钢的定位，而且简化了转子铁芯的结构，同时因只在部分转子冲片上冲压定位间隔块，因此定位间隔块对电机电感的影响很小；此外，由于定位间隔块是一体设置于转子冲片上的，因此磁钢只需插设于周向相邻的两个定位间隔块之间即可很好地实现定位，简便了加工过程。

Description

一种永磁电机的转子铁芯结构

技术领域

 本发明涉及一种电机，尤其是涉及一种永磁电机的转子铁芯结构。

背景技术

目前，永磁电机常用的转子铁芯主要有以下两种结构。

第一种结构的转子铁芯如图1所示，其包括圆柱形的铁芯11、磁钢12、磁钢隔条13及磁钢扣套14，每片磁钢12沿铁芯11的轴向粘贴于铁芯11的外圆表面上，磁钢隔条13位于相邻的两条磁钢12之间并粘贴于铁芯11的外圆表面上，磁钢扣套14套设于所有磁钢12和磁钢隔条13外由磁钢扣套14保护和紧固。这种结构的转子铁芯存在以下问题：1）磁钢和磁钢隔条定位困难；2）磁钢和磁钢隔条通常使用胶水粘贴于铁芯的外表面上，加工困难。

第二种结构的转子铁芯如图2所示，其为冲片式转子铁芯，包括多片转子冲片21、一片带定位凸条26的定位磁钢22、多片非定位磁钢23、磁钢扣套24，每片转子冲片21的外表面上冲压有一个定位凹槽25，多片转子冲片21叠合为一体形成圆柱形结构，在圆柱形结构的外圆表面上先放置定位磁钢22，使定位凸条26嵌入定位凹槽25内，再放置其他非定位磁钢23，最后在外套设磁钢扣套24，由磁钢扣套24固定定位磁钢22和非定位磁钢23。这种结构的转子铁芯存在以下问题：1）磁钢之间存在严重的漏磁，相邻的磁钢部分无效；2）由于目前通常使用钕铁硼磁钢，这种磁钢价格昂贵，因此相邻的磁钢部分无效会造成严重的资源浪费。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单，且磁钢定位简单、磁钢间漏磁少的永磁电机的转子铁芯结构，使用该转子铁芯的永磁电机的电感波动小。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种永磁电机的转子铁芯结构，包括多片转子冲片、多片磁钢及用于固定所有所述的磁钢的磁钢扣套，其特征在于部分所述的转子冲片的外圆表面上均匀一体冲压有与所述的磁钢等数量的定位间隔块，所有所述的转子冲片叠合成一体时使轴向上的所述的定位间隔块对齐，每片所述的磁钢插设于周向相邻的两个所述的定位间隔块之间，所述的磁钢扣套套设于所有所述的磁钢外。

所述的定位间隔块的高度为0.8～2mm，所述的定位间隔块的极弧系数为0.05～0.4，所述的定位间隔块沿所述的转子冲片的轴向的轴向长度为1～2mm；在此，限制定位间隔块的高度、轴向长度及极弧系数是为了在保证定位间隔块能够有效定位磁钢的前提下，尽量减少定位间隔块的外表面积，以减少对电机电感的影响；一般情况下定位间隔块的高度为0.8～2mm就能在径向很好地起到定位磁钢的作用，对于定位间隔块的弧长即相邻两片磁钢之间的间距可通过定位间隔块的极弧系数来描述，由于转子铁芯一般要求磁钢的极弧系数为0.6～0.95，因此可将定位间隔块的极弧系数限制为0.05～0.4，对于定位间隔块的轴向长度，一般磁钢沿转子冲片的轴向长度为20～50mm，为保证定位间隔块在轴向有效定位磁钢，可使定位间隔块的轴向长度为磁钢的轴向长度的5%左右，因此可将定位间隔块的轴向长度限制为1～2mm。

所述的定位间隔块沿所述的转子冲片的轴向设置有圆弧形凹槽或矩形凹槽；在此，在定位间隔块上沿转子冲片的轴向设置圆弧形凹槽或矩形凹槽是为了减少定位间隔块的外表面积，以减少定位间隔块对电机电感的影响，在实际设计时可设置其它形状的凹槽。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在部分转子冲片上冲压定位间隔块，不仅简单方便地实现了对磁钢的定位，减少了磁钢间漏磁，而且简化了转子铁芯的结构，同时因只在部分转子冲片上冲压定位间隔块，因此定位间隔块对电机电感的影响很小，即使用该转子铁芯的永磁电机的电感波动小；此外，由于定位间隔块是一体设置于转子冲片上的，因此磁钢只需插设于周向相邻的两个定位间隔块之间即可很好地实现定位，而无需使用胶水粘贴磁钢，简便了加工过程。

附图说明

图1为现有的一种转子铁芯的结构示意图；

图2为现有的另一种转子铁芯的结构示意图；

图3为本发明的转子铁芯的结构示意图；

图4为本发明的转子铁芯中的冲压有定位间隔块的转子冲片的结构示意图；

图5为冲压有定位间隔块的转子冲片与未冲压有定位间隔块的转子冲片叠合为一体后的侧视图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明提出的一种永磁电机的转子铁芯结构，如图3至图5所示，其包括多片转子冲片31、多片磁钢32及用于固定所有磁钢的磁钢扣套34，部分转子冲片31的外圆表面上均匀一体冲压有与磁钢等数量的定位间隔块33，所有转子冲片31叠合成一体时使轴向上的定位间隔块33对齐，每片磁钢32插设于周向相邻的两个定位间隔块33之间，磁钢扣套34套设于所有磁钢32外。即该转子铁芯的转子冲片31分为两种不同结构的转子冲片，一种为带有定位间隔块的转子冲片（如图4所示），另一种为没有定位间隔块的转子冲片，这两种转子冲片可以任意叠合在一起，但要保证所有带有定位间隔块的转子冲片的定位间隔块在轴向上对齐，这样转子冲片叠合为一体后就形成一段或多段定位间隔条，即定位间隔块在轴向上可以断续也可以连续，用于固定磁钢。

目前的转子冲片多采用硅钢片制成，也就是说定位间隔块也是采用了硅钢片，而硅钢片的导磁性较好，导致定位间隔块会对电机的控制性能产生很大的影响，试验验证如果每片转子冲片上都冲压定位间隔块，形成整条定位间隔条，会使电机的电感值波动幅度达到15～30%，这样电机的控制性能波动也随之增大，转矩特性、振动和噪音等也会随之增大。考虑此，为减少定位间隔块对电机电感的影响，只在部分转子冲片的外圆表面上冲压定位间隔块，在实际设计时实际上只需在一片或两片转子冲片的外圆表面上冲压定位间隔块（如图5所示，所有转子冲片叠合为一体时可将两片冲有定位间隔块的转子冲片分别置于首端和尾端）即可满足磁钢定位要求，并最大限度地减少了定位间隔块对电机电感的影响，对只有两片转子冲片的外圆表面上冲压有定位间隔块的转子铁芯进行了试验，结果表明这种转子铁芯对电机电感波动小，波动幅度可控制在1%以内，使电感波动对电机性能的影响降低到了微乎其微的程度，所以采用这种结构的转子铁芯的电机的控制性能稳定，振动和噪音也低。

在此具体实施例中，为了在保证定位间隔块33能够有效定位磁钢的前提下，尽量减少定位间隔块33的外表面积，以减少对电机电感的影响，因此对定位间隔块33的高度、轴向长度和极弧系数进行了限制，如将定位间隔块33的高度限制为0.8～2mm，实际设计时可将定位间隔块33的高度设计1.2mm；将定位间隔块33的极弧系数限制为0.05～0.4，实际设计时可将定位间隔块33的极弧系数设计为0.2；将定位间隔块33沿转子冲片的轴向的轴向长度限制为1～2mm，实际设计时可将定位间隔块33的轴向长度设计为1.5mm；还可在定位间隔块33沿转子冲片31的轴向的中间位置上设置一个圆弧形凹槽35，以进一步减少定位间隔块33对电机电感的影响。

在具体设计时，定位间隔块的结构形状不仅限于本实施例中给出的结构，可自行设计。

Claims (3)

1.一种永磁电机的转子铁芯结构，包括多片转子冲片、多片磁钢及用于固定所有所述的磁钢的磁钢扣套，其特征在于部分所述的转子冲片的外圆表面上均匀一体冲压有与所述的磁钢等数量的定位间隔块，所有所述的转子冲片叠合成一体时使轴向上的所述的定位间隔块对齐，每片所述的磁钢插设于周向相邻的两个所述的定位间隔块之间，所述的磁钢扣套套设于所有所述的磁钢外。

2.根据权利要求1所述的一种永磁电机的转子铁芯结构，其特征在于所述的定位间隔块的高度为0.8～2mm，所述的定位间隔块的极弧系数为0.05～0.4，所述的定位间隔块沿所述的转子冲片的轴向的轴向长度为1～2mm。

3.根据权利要求2所述的一种永磁电机的转子铁芯结构，其特征在于所述的定位间隔块沿所述的转子冲片的轴向设置有圆弧形凹槽或矩形凹槽。