CN105305678A - 一种永磁同步电机分段斜极定位转子 - Google Patents

Abstract

一种永磁同步电机分段斜极定位转子，包括转子轴、装于转子轴上的转子铁芯，转子铁芯由至少n段串联的铁芯段组成，各铁芯段包括空心转子段、装于空心转子段上的至少P对极的永磁体，相邻两铁芯段的永磁体相同磁极之间同向错开，轴向形成的斜极螺旋角为α；空心转子段上设有位于同一圆周上的一个以上定位基点，和多个与定位基点配合的配合点，定位基点和配合点相邻两点的角度为β，β=360°/P-α/（n-1）或β=360°/P+α/（n-1），其中，n≥2，P≥2。本发明通过定位基点、配合点的定位方式可以精确、可靠、简便的实现转子分段斜极电机的转子铁芯段定位。

Description

一种永磁同步电机分段斜极定位转子

技术领域

本发明涉及一种永磁同步电机分段斜极定位转子。

背景技术

目前，永磁驱动电机为改善电机性能（改善电机反电势波形、降低电机齿槽转矩、降低电机噪音、提升电机效率、提高电机控制精度等），多采用定子斜槽或转子斜极两种方式。其中定子斜槽电机机器嵌线困难，不利于批量生产；转子斜极电机如采用一体磁钢结构，磁钢需同时实现圆周方向旋转和轴向倾斜，不利于制造、运输和装配；如采用转子分段斜极，并使用同一模具转子冲片，每段转子之间需要一种精确、可靠、简便的旋转定位方式，来满足电机转子的装配要求。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的上述不足，而提供一种永磁同步电机分段斜极定位转子，其定位精确、可靠、简便。

本发明的技术方案是：包括转子轴、装于转子轴上的转子铁芯，转子铁芯由至少n段串联的铁芯段组成，各铁芯段包括空心转子段、装于空心转子段上的至少P对极的永磁体，相邻两铁芯段的永磁体相同磁极之间同向错开，轴向形成的斜极螺旋角为α；空心转子段上设有位于同一圆周上的一个以上定位基点，和多个与定位基点配合的配合点，定位基点和配合点相邻两点的角度为β，β=360°/P-α/（n-1）或β=360°/P+α/（n-1），其中，n≥2，P≥2。

所述斜极螺旋角0°＜α＜360/（P×m）°，其中P为电机极对数，m为电机相数。

所述定位基点为冲点、通孔、键槽。

所述配合点为冲点、通孔、键槽。

所述空心转子段由一片以上转子冲片叠加而成，各定位基点和各配合点设于各转子冲片的同一圆周上。

本发明按以下步骤实现精确旋转规定角度：

1、确定斜极电机转子极对数P、斜极角度α和分段数n；

2、在冲片合适位置确定定位基点（可为冲点、通孔、槽或键等）；

3、在定位基点同心圆上按照公式1或公式2，确定配合点角度β；

β=360°/P-α/（n-1)公式1

β=360°/P+α/(n-1)公式2

4、在冲片上布置n-1（n与分段数相等）个与定位基点配合的配合点，这些配合点与基点同心，角度依次累加β；

5、根据基点种类确定工装，可实现按照角度β分段旋转每段转子并进行压装。

本发明通过定位基点、配合点的定位方式可以精确、可靠、简便的实现转子分段斜极电机的转子铁芯段定位。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是转子冲片的结构示意图。

图3是图2的侧视图。

图4是铁芯段的结构示意图。

图5是图4的A-A剖视图。

图6是转子铁芯的结构示意图（压装轴之前）。

图7是图6的侧视图。

图8是本发明的使用状态图。

具体实施例

图1中，本发明包括转子轴（滚花轴）1、压装于转子轴上的转子铁芯，转子铁芯由四段铁芯段组成，分别为第一铁芯段2、第二铁芯段3、第三铁芯段4、第四铁芯段5，串联的铁芯段旋转后的定位通孔6。

图2、3中，转子冲片11上设有冲孔7、8、9、10，其中7为定位基点，8、9、10为配合点。转子冲片11由硅钢片通过模具冲压而成，厚度由规格型号而定，如0.35mm、0.5mm等。

图4、5中，转子冲片11叠加成空心转子段，在空心转子段内装入磁钢（永磁体）12，每段空心转子段长度等于磁钢长度。磁钢由稀土永磁材料制成，在永磁同步电机中用来产生磁场，N、S极交替装配，形状有矩形、瓦型、V型等。

图6、7中，将四段铁芯段即第一铁芯段2、第二铁芯段3、第三铁芯段4、第四铁芯段5压装在转子轴上，压装时根据设计要求每段旋转规定斜极螺旋角α=10°。

图8中，电机机构包括驱动端盖13、定子14、转子15、壳体16、电动端盖17、位置传感器18。

以4对极（P=4）永磁同步电机为例说明分段斜极定位转子结构，其中，转子15分成n=4段，斜极角度α=10°，电机相数m=3：

1、按照公式1确定β，β=360°/P-α/(n-1)=360°/4-10°/3=86.67°；

2、如图2所示，转子冲片上的冲孔7与冲孔10之间、冲孔10与冲孔9之间、冲孔9与冲孔8之间的角度差为β=86.67°；

3、如图4所示，将图2的冲片11压装成一段转子长度，N、S极交替装入磁钢12；

4、如图7所示，将每段铁芯段外圆同心，并使第一铁芯段的冲孔7，第二铁芯段的冲孔10，第三铁芯段的冲孔9，第四铁芯段的冲孔8同心，同心后4段铁芯段每两段的旋转角度差将会是86.67°，4段铁芯段同心孔为通孔6；（根据电机转子的对称性，实际旋转角度为90°-86.67°=3.33°，3次共旋转10°）；

5、如图1所示，通过转子外圆及通孔6定位，将滚花轴1压入，完成倾极转子装配。

根据此结构可扩展为键槽、冲点等定位方式，也可增加定位基点数量，原理相同。

Claims (5)

1.一种永磁同步电机分段斜极定位转子，其特征在于：包括转子轴、装于转子轴上的转子铁芯，转子铁芯由至少n段串联的铁芯段组成，各铁芯段包括空心转子段、装于空心转子段上的至少P对极的永磁体，相邻两铁芯段的永磁体相同磁极之间同向错开，轴向形成的斜极螺旋角为α；空心转子段上设有位于同一圆周上的一个以上定位基点，和多个与定位基点配合的配合点，定位基点和相邻配合点之间的角度、两相邻配合点之间的角度均为β，β=360°/P-α/（n-1）或β=360°/P+α/（n-1），其中，n≥2，P≥2。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机分段斜极定位转子，其特征在于：所述斜极螺旋角0°＜α＜360/（P×m）°，其中P为电机极对数，m为电机相数。

3.根据权利要求1所述的永磁同步电机分段斜极定位转子，其特征在于：所述定位基点为冲点、通孔、键槽。

4.根据权利要求1所述的永磁同步电机分段斜极定位转子，其特征在于：所述配合点为冲点、通孔、键槽。

5.根据权利要求1所述的永磁同步电机分段斜极定位转子，其特征在于：所述空心转子段由一片以上转子冲片叠加而成，各定位基点和各配合点设于各转子冲片的同一圆周上。