CN106533104A - 永磁同步电机直、斜极一体转子冲片以及永磁同步电机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了永磁同步电机直、斜极一体转子冲片以及永磁同步电机，其中转子冲片包括轴孔，轴孔的侧壁具有p个键槽，p为N的约数，其中，第一个键槽的机械角度为0°，第i个键槽的机械角度为其中，2≤i≤p，a为定子每槽所占的机械角度，本申请通过设置p个键槽使得转子冲片既能适用于直极结构又能适用于斜极结构，本申请的转子冲片根据键槽角度差完成转子斜极，只需要一副模具，节省了模具及工时。

Description

永磁同步电机直、斜极一体转子冲片以及永磁同步电机

技术领域

本发明涉及电机领域，具体涉及永磁同步电机直、斜极一体转子冲片以及永磁同步电机。

背景技术

电机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子形成磁电动力旋转扭矩。电机按使用电源不同分为直流电机和交流电机，电力系统中的电机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。电机主要由定子与转子组成，通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流方向和磁感线(磁场方向)方向有关，电机工作原理是磁场对电流受力的作用，使电机转动。

近年来，稀土永磁同步电机作为节能产品，具有体积小、功率密度大、重量轻、效率高、输出特性好等优点，得到的应用越来越广泛。永磁同步电机的转子中引入了永磁体，其磁路结构复杂多样，计算分析要比普通电机复杂的多，且由于永磁体的存在，使得电机的气隙磁场波形不再是正弦波，而是有一定宽度的平顶波，电机的高次谐波也增加很多。为了是使电机的气隙磁场波形接近于正弦波，消除或降低高次谐波，电机一般采用定子斜槽或转子斜极的方法，来降低高次谐波。当电机铁芯长度较短，且需要斜槽时(一般斜1个定子槽机械角度)，定子的槽满率往往很高，给电机嵌线带来难度，此时需要进行转子斜极的结构来实现。转子斜极时，现有做法是根据需要转子冲片开多副模具，在冲片的时候进行多次装卸模具，现有转子冲片的结构导致实现转子斜极的加工工时长，效率较低而且开设多副模具成本较高。

发明内容

本发明针对上述问题，提出了永磁同步电机直、斜极一体转子冲片以及永磁同步电机。解决了现有技术实现转子斜极时，效率低且成本高的问题。

本发明采取的技术方案如下：

一种永磁同步电机直、斜极一体转子冲片，所述转子冲片为M槽N极转子冲片，所述转子冲片包括冲片本体，冲片本体包括轴孔，轴孔的侧壁具有p个键槽，p为N的约数，其中，第一个键槽的机械角度为0°，第i个键槽的机械角度为其中，2≤i≤p，a为定子每槽所占的机械角度，

本申请中，键槽的其中一个中心面经过转子冲片的轴线，第i个键槽的机械角度指的是第i个键槽需要绕冲片本体轴线旋转(对应的键槽需沿同一个方向转动)多少度才与第一键槽重合。

本申请中，M为定子槽数，M在电机设计和制造中没有绝对的取值要求，只有一些与极数N配合比较好的取值；N为转子极数，N取值为偶数(如2.4.6.8...)。

在电机采用斜极结构时，为了便于分层及角度的设计，一般根据转子极数来分层，设计旋转角度。通过设置p个键槽使得转子冲片既能适用于直极结构又能适用于斜极结构，当转子冲片作为直极使用时，只需将多个转子冲片的第一键槽均与转轴键槽对齐进行叠压即可，当转子冲片作为斜极使用时，转子冲片分为p组，其中第一组转子冲片的第一个键槽与转轴的键槽对齐进行叠压，第i组转子冲片的第i个键槽与转轴的键槽对齐进行叠压，其中，2≤i≤p，这样就完成了电机转子斜极的操作。本申请的转子冲片根据键槽角度差完成转子斜极，只需要一副模具，节省了模具及工时。

进一步而言，转子斜极旋转的角度为

进一步而言，当N≥6时，键槽的个数等于二分之一的级数，即p＝N/2。

进一步而言，转子冲片的级数N等于键槽的个数p。

当电机极数较多，转子内径较小时，键槽设置成p＝N/2，通过减少开槽数来提高转子冲片的机械强度；当电机内径较大时，可以设置N个键槽。

本申请还公开了一种永磁同步电机，包括转子，所述转子包括上述的永磁同步电机直、斜极一体转子冲片。

进一步而言，所述转子为直极转子，转子还包括转轴，转轴上设有键槽，转轴通过设置在键槽上的平键与转子冲片上的第一键槽进行定位固定。

进一步而言，所述转子为斜极转子，转子还包括转轴，转轴上设有键槽，键槽上设置有平键，所述转子冲片分为p组，其中第一组转子冲片的第一个键槽与转轴的平键配合叠压入转轴，第i组转子冲片的第i个键槽与转轴的平键配合叠压入转轴，其中，2≤i≤p。

本发明的有益效果是：在电机采用斜极结构时，为了便于分层及角度的设计，一般根据转子极数来分层，设计旋转角度。通过设置p个键槽使得转子冲片既能适用于直极结构又能适用于斜极结构，当转子冲片作为直极使用时，只需将多个转子冲片的第一键槽均与转轴键槽对齐进行叠压即可，当转子冲片作为斜极使用时，转子冲片分为p组，其中第一组转子冲片的第一个键槽与转轴的键槽对齐进行叠压，第i组转子冲片的第i个键槽与转轴的键槽对齐进行叠压，其中，2≤i≤p，这样就完成了电机转子斜极的操作。本申请的转子冲片根据键槽角度差完成转子斜极，只需要一副模具，节省了模具及工时。

附图说明：

图1是本发明永磁同步电机直、斜极一体转子冲片的示意图。

图中各附图标记为：

1、第一键槽；2、第二键槽；3、第三键槽；4、第四键槽；5、冲片本体；6、轴孔。

具体实施方式：

下面结合各附图，对本发明做详细描述。

如图1所示，一种永磁同步电机直、斜极一体转子冲片，转子冲片为M槽N极转子冲片，转子冲片包括冲片本体5，冲片本体5包括轴孔6，轴孔的侧壁具有p个键槽，p为N的约数，其中，第一个键槽1的机械角度为0°，第i个键槽的机械角度为其中，2≤i≤p，a为定子每槽所占的机械角度，

于本实施例中，转子冲片为48槽8极转子冲片，即M＝48，N＝8，实际运用时，当N≥6时，键槽的个数可以设置成二分之一的级数，即N/2，当电机内径较大时，键槽的个数也可以设置成等于级数，具体设置成多少，根据实际情况确定。于本实施例中，轴孔6的侧壁具有N/2个键槽，即4个键槽，分别为第一键槽1、第二键槽2、第三键槽3以及第四键槽4。

由公式可知，第二键槽2的机械角度A为91.875°，第三键槽3的机械角度B为183.75°，第四键槽4的机械角度C为275.625°，本实施例中键槽的其中一个中心面经过转子冲片的轴线，第i个键槽的机械角度指的是第i个键槽需要绕冲片本体轴线顺时针旋转多少度才与第一键槽重合。

于本实施例中，定子每槽机械角度即a＝7.5°，转子斜极旋转的角度为即转子的斜极角度为5.625机械角度。

本实施例转子冲片通过设置p个键槽使得转子冲片既能适用于直极结构又能适用于斜极结构，当转子冲片作为直极使用时，只需将多个转子冲片的第一键槽均与转轴键槽对齐进行叠压即可，当转子冲片作为斜极使用时，转子冲片分为p组，其中第一组转子冲片的第一个键槽与转轴的键槽对齐进行叠压，第i组转子冲片的第i个键槽与转轴的键槽对齐进行叠压，其中，2≤i≤p，这样就完成了电机转子斜极的操作。本实施例的转子冲片根据键槽角度差完成转子斜极，只需要一副模具，节省了模具及工时。

实施例2

本实施例公开了一种永磁同步电机，包括转子，转子为实施例1的永磁同步电机直、斜极一体转子冲片。于本实施例中，转子为直极转子，转子还包括转轴，转轴上设有键槽，转轴通过设置在键槽上的平键与转子冲片上的第一键槽进行定位固定。

实施例3

本实施例公开了一种永磁同步电机，包括转子，转子为实施例1的永磁同步电机直、斜极一体转子冲片。于本实施例中，转子为斜极转子，转子还包括转轴，转轴上设有键槽，键槽上设置有平键，转子冲片分为p组，其中第一组转子冲片的第一个键槽与转轴的平键配合叠压入转轴，第i组转子冲片的第i个键槽与转轴的平键配合叠压入转轴，其中，2≤i≤p。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此即限制本发明的专利保护范围，凡是运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种永磁同步电机直、斜极一体转子冲片，其特征在于，所述转子冲片为M槽N极转子冲片，所述转子冲片包括冲片本体，冲片本体包括轴孔，轴孔的侧壁具有p个键槽，p为N的约数，其中，第一个键槽的机械角度为0°，第i个键槽的机械角度为其中，2≤i≤p，a为定子每槽所占的机械角度，

2.如权利要求1所述的永磁同步电机直、斜极一体转子冲片，其特征在于，转子斜极旋转的角度为

3.如权利要求1所述的永磁同步电机直、斜极一体转子冲片，其特征在于，当N≥6时，键槽的个数等于二分之一的级数，即p＝N/2。

4.如权利要求1所述的永磁同步电机直、斜极一体转子冲片，其特征在于，转子冲片的级数N等于键槽的个数p。

5.一种永磁同步电机，其特征在于，包括转子，所述转子包括如权利要求1～4任意一项所述的永磁同步电机直、斜极一体转子冲片。

6.如权利要求5所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转子为直极转子，转子还包括转轴，转轴上设有键槽，转轴通过设置在键槽上的平键与转子冲片上的第一键槽进行定位固定。

7.如权利要求5所述的永磁同步电机，其特征在于，所述转子为斜极转子，转子还包括转轴，转轴上设有键槽，键槽上设置有平键，所述转子冲片分为p组，其中第一组转子冲片的第一个键槽与转轴的平键配合叠压入转轴，第i组转子冲片的第i个键槽与转轴的平键配合叠压入转轴，其中，2≤i≤p。