CN107070029A - 一种高速电机转子及电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高速电机转子及电机，包括柱状转子本体，柱状转子本体中心部位设有通孔，转子本体的圆形端面上均匀设置有复数个Y字型孔，Y字型由两条对称的V字形臂部加一条1字型腿部组成，1字型腿部的末端形成一末端通孔，V字型臂部处形成为通孔，V字型臂部的交叉点到末端通孔之间的1字型腿部在圆形端面上形成具有一定深度的槽；V字型臂部通孔的中间部分插入磁钢，磁钢的长度与高度都小于臂部通孔的长度与高度，磁钢的宽度与臂部通孔的宽度相适应；Y字型孔除被磁钢占满的部分都灌注有树脂，进一步增加磁钢抗离心力能力，在不改变转子磁场强度前提下提高了电机转子及电机的机械强度，能够实现高强度高扭矩的工作。

Description

一种高速电机转子及电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种高速电机转子及电机。
背景技术
目前，世界对环境越来越重视，而燃油汽车作为温室气体排放主体受到越来越多的制约，燃油紧张、油价上涨、减小排量等等，在可预见将来燃油汽车必将退出市场成为未来。作为燃油汽车替代品电动汽车以其结构简单、安全舒适、经济环保进入人们视线。本发明正是在此背景下提出一种高转速高转矩电动汽车驱动电机。传统电动汽车驱动电机为提高电机输出功率所采用的方法为：增加电机电枢长度，扩大电机轴心高（电机半径）。传统方法增加电机电枢长度不仅使电机整体质量增加体积变大功率密度比降低，降低电动汽车一次性续航里程，增加生产投入。而且对于体积尺寸相对固定的电动汽车增加电机体积会进一步带来不便。
为提高电机气隙磁场强度在设计电机转子使磁钢尽量靠近电机转子外围，但电机高速旋转使磁钢受到很大离心力容易使电机转子外围薄弱位置产生形变，轻微形变影响电机磁场密度分布，而严重的形变甚至造成电机转子损坏电机，因此亟待发明一种能够满足高速转动的电机转子及电机以实现高转速高转矩电动汽车驱动电机的生产。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的一个方面提供了一种高速电机转子， 包括：包括柱状转子本体，柱状转子本体中心部位设有通孔，转子本体的圆形端面上均匀设置有复数个Y字型孔，Y字型由两条对称的V字形臂部加一条1字型腿部组成，1字型腿部的末端形成一末端通孔，V字型臂部处形成为通孔，V字型臂部的交叉点到末端通孔之间的1字型腿部在圆形端面上形成具有一定深度的槽；V字型臂部通孔的中间部分插入磁钢，磁钢的长度与高度都小于臂部通孔的长度与高度，磁钢的宽度与臂部通孔的宽度相适应；Y字型孔除被磁钢占满的部分都灌注有树脂，磁钢被包裹在树脂内。
通过这样的结构，能够使得填充在驱动电机转子内的全部加强树脂形成一个整体，该树脂的其中一部分形成为环状，包围在转子本体的一部分，另外一部分也形成为环状，紧紧包围住磁钢，并且能够形成指向转子圆心向内拉力，进一步提高磁钢在高速旋转时抵抗离心力能力。
进一步，Y字型的腿部朝向与圆形端面的圆心。
更进一步，V字型臂部的长度方向上的相对的两侧内壁上设置有凸起定位部，槽钢的两相对的外侧面上设置有凹部，定位部的形状与槽钢上的凹部相适应。
通过这样的结构，能够使得转子高转速时磁钢离心力一部分作用于原支撑部分，另一部分通过凸起的磁钢卡槽分散于转子内部，在提高电机气隙磁场强度同时减小转子形变。
优选地，Y字型的两条臂部之间的部位设置有隔磁通孔，隔磁通孔在圆形端面上均匀分布。
优选地，相邻两个Y字型孔之间设置有减重孔，以便减轻转子的重量。
进一步，柱状转子本体由硅钢叠片与非晶材料叠片相互交叠形成。
优选地，硅钢叠片之间通过焊接相连接。
优选地，硅钢叠片的厚度为非晶材料叠片的10倍。
优选地，硅钢叠片的厚度为0.3mm。
优选地，非晶材料叠片的厚度为0.03mm。
由于非晶材料具有传统硅钢材料无法比拟超强机械强度，大大降低驱动电机高速旋转产生的离心形变，提高驱动电机气隙磁场均匀度，驱动电机工作稳定三相电流平衡输出转矩脉动小。
本发明的另一个方面提供了一种高速电机，包括：如上所述的高速电机转子。
本发明一种高速电机转子及电机通过增设加强树脂拉伸通道，进一步增加磁钢抗离心力能力，使得驱动电机能够达到更高转速；通过在制作电机转子增加非晶材料转子叠片，在不改变转子磁场强度前提下提高了电机转子及电机的机械强度。
附图说明
图1为本发明的一个较佳实施例的高速电机转子的结构透视图；
图2为本发明的一个较佳实施例的高速电机转子的端面示意图；
图3为本发明的一个较佳实施例的高速电机转子的A-A剖视示意图；
图4为本发明的一个较佳实施例的高速电机转子纵剖的局部立体图；
图5为本发明的一个较佳实施例的高速电机转子的端面局部示意图；
图6为本发明的一个较佳实施例的高速电机转子中磁钢的结构示意图；
图7为本发明的一个较佳实施例的高速电机转子的横向剖面示意图；
图8为本发明的一个较佳实施例的高速电机转子的B-B局部剖面示意图；
图9为本发明的一个较佳实施例的高速电机转子的转子本体的局部剖视图；
图10为本发明的一个较佳实施例的高速电机的结构示意图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的一个较佳实施例，举例证明本发明可以实施，可以向本领域中的技术人员完整介绍本发明，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，其保护范围并非仅限于文中提到的实施例，本文的附图和说明本质上是举例说明而不是限制本发明。在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。
如图1~图4所示，本发明的一个较佳实施例提供了一种高速电机转子， 包括：包括柱状转子本体1，柱状转子本体1中心部位设有通孔2，转子本体1的圆形端面上均匀设置有复数个Y字型孔3，Y字型由两条对称的V字形臂部31、32加一条1字型腿部33组成，1字型腿部33的末端形成一末端通孔34，V字型臂部31、32处形成为通孔310（图中未示出）、320，V字型臂部31、32的交叉点到末端通孔34之间的1字型腿部33在圆形端面上形成具有一定深度的槽330。V字形臂部通孔310和320交汇处的形成为通孔12。
如图5~图7所示，V字型臂部31、32通孔的中间部分插入磁钢6，磁钢6的长度与高度都小于臂部通孔310、320的长度与高度，磁钢6的宽度与臂部通孔310、320的宽度相适应。图5中，图中以斜线填充的部分为磁钢6；图6中，图中以圆圈填充的部分为磁钢6。如图中所示，Y字型孔3除被磁钢6占满的部分都灌注有树脂7，磁钢6被包裹在树脂7内。树脂7充满了Y字型孔3。从电机转子的两个端面上看，磁钢6被树脂7覆盖住，无法外露。本实施例中，树脂7为加强树脂。
通过这样的结构，能够使得填充在驱动电机转子内的全部加强树脂形成一个整体，该树脂的其中一部分形成为环状，包围在转子本体的一部分，另外一部分也形成为环状，紧紧包围住磁钢，并且能够形成指向转子圆心向内拉力，进一步提高磁钢在高速旋转时抵抗离心力能力。
如图2所示，Y字型的腿部33朝向与圆形端面的圆心。如图5所示，V字型臂部31、32的长度方向上的相对的两侧内壁上设置有凸起定位部8。
如图6所示，槽钢6呈大致的长方形，其两相对的外侧面上设置有凹部9，定位部8的形状与槽钢上的凹部9相适应。
通过这样的结构，能够使得转子高转速时磁钢离心力一部分作用于原支撑部分，另一部分通过凸起的磁钢卡槽分散于转子内部，在提高电机气隙磁场强度同时减小转子形变。
如图1所示，Y字型的两条臂部31、32之间的部位设置有隔磁通孔5，隔磁通孔5在圆形端面上均匀分布。 相邻两个Y字型孔3之间设置有减重孔4，以便减轻转子的重量。
本实施例中，如图9所示，柱状转子本体1由硅钢叠片15与非晶材料叠片16相互交叠形成。硅钢叠片15之间通过焊接相连接。硅钢叠15片的厚度为非晶材料叠片16的10倍。
其中，硅钢叠片15的厚度为0.3mm。非晶材料叠片16的厚度为0.03mm。
由于非晶材料具有传统硅钢材料无法比拟超强机械强度，大大降低驱动电机高速旋转产生的离心形变，提高驱动电机气隙磁场均匀度，驱动电机工作稳定三相电流平衡输出转矩脉动小。
本发明的另一个较佳实施例提供了一种高速电机转子，与上述第一个实施例不同之处在于，硅钢叠片15的厚度为0.2mm。非晶材料叠片16的厚度为0.02mm。
本发明的第三个较佳实施例提供了一种高速电机转子，与上述两个实施例不同之处在于，硅钢叠片15的厚度为0.15mm。非晶材料叠片16的厚度为0.15mm。
如图10所示，本发明的一个较佳实施例还提供了一种高速电机，包括如图1所示的高速电机转子1，还包括强制水冷管道接口13、电机机壳11、定子10、电机吊环14。进一步，还包括电机轴承、电机转轴、电机三相引出线、电机旋变与温度接线端子（图中未示出）等部件。
本发明一种高速电机转子及电机通过增设加强树脂拉伸通道，进一步增加磁钢抗离心力能力，使得驱动电机能够达到更高转速；通过在制作电机转子增加非晶材料转子叠片，在不改变转子磁场强度前提下提高了电机转子及电机机械强度。该高速电机能够实现高转速高扭矩工作。
以上所述仅是本发明的优选实施例，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高速电机转子，包括柱状转子本体，所述柱状转子本体中心部位设有通孔，其特征在于，
所述转子本体的圆形端面上均匀设置有复数个Y字型孔，所述Y字型由两条对称的V字形臂部加一条1字型腿部组成，所述1字型腿部的末端形成一末端通孔，所述V字型臂部处形成为通孔，所述V字型臂部的交叉点到所述末端通孔之间的1字型腿部在所述圆形端面上形成具有一定深度的槽；
所述V字型臂部通孔的中间部分插入磁钢，所述磁钢的长度与高度都小于所述臂部通孔的长度与高度，所述磁钢的宽度与所述臂部通孔的宽度相适应；所述Y字型孔除被磁钢占满的部分都灌注有树脂，所述磁钢被包裹在所述树脂内。
2.如权利要求1所述的高速电机转子，其特征在于，所述Y字型的腿部朝向与所述圆形端面的圆心。
3.如权利要求1所述的高速电机转子，其特征在于，所述V字型臂部的长度方向上的相对的两侧内壁上设置有凸起定位部，所述槽钢的两相对的外侧面上设置有凹部，所述定位部的形状与所述槽钢上的凹部相适应。
4.如权利要求1所述的高速电机转子，其特征在于，所述Y字型的两条臂部之间的部位设置有隔磁通孔，所述隔磁通孔在所述圆形端面上均匀分布。
5.如权利要求1所述的高速电机转子，其特征在于，所述相邻两个Y字型孔之间设置有减重孔，以便减轻所述转子的重量。
6.如权利要求1所述的高速电机转子，其特征在于，所述柱状转子本体由硅钢叠片与非晶材料叠片相互交叠形成。
7.如权利要求6所述的高速电机转子，其特征在于，所述硅钢叠片之间通过焊接相连接。
8.如权利要求7所述的高速电机转子，其特征在于，所述硅钢叠片的厚度为所述非晶材料叠片的10倍。
9.如权利要求8所述的高速电机转子，其特征在于，所述硅钢叠片的厚度为0.3mm，所述非晶材料叠片的厚度为0.03mm。
10.一种高速电机，其特征在于，包括：如权利要求1所述的高速电机转子。
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