CN107196436B - 转子冲片、斜极转子和永磁电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机领域，公开了一种转子冲片、斜极转子和永磁电机，所述转子冲片包括位于中央的轴心孔(103)、沿该转子冲片的周向间隔设置的多个永磁体安装通孔(102)以及与所述多个永磁体安装通孔(102)一一对应地位于所述永磁体安装通孔(102)外侧的外凸部(101)，所述外凸部(101)具有对应的圆心角平分线(A)，所述永磁体安装通孔(102)具有沿所述转子冲片的径向并垂直于所述永磁体安装通孔(102)的永磁体安装通孔垂线(B)，其中，相对应的所述永磁体安装通孔垂线(B)与所述圆心角平分线(A)之间具有夹角。当使用所述转子冲片后，能够有效降低斜极转子制造过程中的生产成本并且提供生产效率。

Description

转子冲片、斜极转子和永磁电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体地，涉及一种转子冲片、一种斜极转子和一种永磁电机。

背景技术

对于电机，特别是永磁电机，由于极槽配合选取的限制、槽开口以及局部饱和等原因会产生复杂的空间谐波磁场，进而会引起电机绕组的感应电压谐波以及转矩脉动，不利于电机的平稳控制和运行。针对上述问题，在实践过程中通常采用转子斜槽的方式，即转子斜极的方式来削弱气隙谐波的影响。但是，对于内置式永磁(IPM)转子由于其结构的特殊性，无法采用每片冲片依次沿轴向旋转固定角度的连续斜极方法，通常只能采用永磁体和转子铁芯分别分段的形式进行斜极，制造工艺性差，在制造转子冲片时需要多个模具，并且永磁体需要分段后分别插入各个转子铁芯段中，造成了生产成本的增加且不利于生产效率的提升。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的斜极转子制造工艺性差的问题，提供一种转子冲片、斜极转子和永磁电机，当使用所述转子冲片后，能够有效降低斜极转子制造过程中的生产成本并且提供生产效率。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种转子冲片，该转子冲片包括位于中央的轴心孔、沿该转子冲片的周向间隔设置的多个永磁体安装通孔以及与所述多个永磁体安装通孔一一对应地位于所述永磁体安装通孔外侧的外凸部，所述外凸部具有对应的圆心角平分线，所述永磁体安装通孔具有沿所述转子冲片的径向并垂直于所述永磁体安装通孔的永磁体安装通孔垂线，其中，相对应的所述永磁体安装通孔垂线与所述圆心角平分线之间具有夹角。

对于根据本发明的转子冲片，当其应用于斜极转子时，可以仅可使用一套模具完成转子冲片的生产，换言之，斜极转子中的转子冲片可以都完全相同；并且，所形成的斜极转子中，永磁体槽为沿斜极转子的周向依次通过各个斜极转子段，从而可以仅使用一根永磁体插入对应的永磁体槽中，沿斜极转子的轴向，转子铁芯虽然分段设置，但永磁体无需分段，有利于减低斜极转子的制造成本同时提高生产效率。

优选地，所述外凸部具有弧形的外边缘。

优选地，所述转子冲片上还形成有定位孔。

优选地，所述永磁体安装通孔形成为长条形。

优选地，所述永磁体安装通孔的至少一部分位于所述外凸部上。

本发明另一方面提供一种斜极转子，该斜极转子包括转子铁芯，所述转子铁芯包括第一转子铁芯段和第二转子铁芯段，所述第一转子铁芯段(10)和所述第二转子铁芯段分别包括相对应堆叠的多个转子冲片，并且所述第一转子铁芯段和所述第二转子铁芯段中的所述转子冲片相同，其中，所述转子冲片为根据本发明的转子冲片，所述第一转子铁芯段和所述第二转子铁芯段分别包括第一面和第二面，在所述第一面，相对应的所述永磁体安装通孔垂线位于所述圆心角平分线的顺时针方向，所述第一转子铁芯段的第一面与所述第二转子铁芯段的第二面相对，并且所述第一转子铁芯段和所述第二转子铁芯段中对应的所述永磁体安装通孔垂线彼此重合，从而使所述第一转子铁芯段和所述第二转子铁芯段中对应的所述永磁体安装通孔具有重叠部分，以沿所述转子铁芯的轴向形成永磁体槽。

由于使用本发明的转子冲片，使得第一转子铁芯段和所述第二转子铁芯段中对应的所述永磁体安装通孔具有重叠部分，而该重叠部分即形成沿转子的轴向延伸通过整个转子铁芯的永磁体槽，因此，本发明的转子斜极中，永磁体是延伸通过整个转子铁芯轴向的而无需分段插入，更利于转子铁芯的高效加工；并且，整个斜极转子中使用的转子冲片相同，使用同一模具加工即可，更利于大规模高效制造，并且加工成本降低；本发明的斜极转子在达到传统分段斜极效果的同时，还可以具有良好而简化的工艺性，适合在大规模生产中应用，可以应用于各种内置式永磁(IPM)转子结构中。

优选地，该斜极转子还包括多个永磁体，该多个永磁体一一对应地插入所述永磁体槽中。

优选地，所述永磁体的垂直于轴向的横截面为矩形。

优选地，所述夹角为α，所述斜极转子的转子斜极角度为β，则α为β的1/2。

本发明的又一方面提供了一种永磁电机，所述永磁电机包括根据本发明的斜极转子。

附图说明

图1是根据本发明的转子冲片的主视图；

图2是根据本发明的斜极转子的转子铁芯段的示意图，该转子铁芯段由多个图1中的转子冲片堆叠而成；

图3a至图3e显示了使用图2中的转子铁芯段制造斜极转子的过程。

附图标记说明

101外凸部 102永磁体安装通孔

103轴心孔 104定位孔

10第一转子铁芯段 11第二转子铁芯段

20永磁体 30转子轴

α相对应的永磁体安装通孔垂线与圆心角平分线之间的夹角

A外凸部对应的圆心角平分线

B永磁体安装通孔垂线

具体实施方式

在本发明中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，也与实际使用的方位或位置关系相对应，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

根据本发明的一方面，提供了一种转子冲片，该转子冲片包括位于中央的轴心孔103、沿该转子冲片的周向间隔设置的多个永磁体安装通孔102以及与所述多个永磁体安装通孔102一一对应地位于所述永磁体安装通孔102外侧的外凸部101，所述外凸部101具有对应的圆心角平分线A，所述永磁体安装通孔102具有沿所述转子冲片的径向并垂直于所述永磁体安装通孔102的永磁体安装通孔垂线B，其中，相对应的所述永磁体安装通孔垂线B与所述圆心角平分线A之间具有夹角。

对于根据本发明的转子冲片，当其应用于斜极转子时，可以仅可使用一套模具完成转子冲片的生产，换言之，斜极转子中的转子冲片可以都完全相同；并且，所形成的斜极转子中，永磁体槽为沿斜极转子的周向依次通过各个斜极转子段，从而可以仅使用一根永磁体20插入对应的永磁体槽中，沿斜极转子的轴向，转子铁芯虽然分段设置，但永磁体20无需分段，具体有益效果也将在下面结合斜极转子进行说明，综上，使用本发明的转子冲片，有利于减低斜极转子的制造成本同时提高生产效率。

其中，可选择地，所述外凸部101具有弧形的外边缘，以使得转子冲片具有更规整和流畅的外边缘，使得磁性能可以进一步提高。

另外，为了方便使用本发明的转子冲片制造斜极转子，优选地，所述转子冲片上还形成有定位孔104，例如，参见图1，定位孔104可以为多个，并且该多个定位孔104围绕所述转子冲片的圆心间隔分布，当然，定位孔104还可以有其它的形式，并且转子冲片上可以形成有非孔状的定位部，例如定位块或定位缺口等。

继续参见图1，本实施方式中，所述永磁体安装通孔102形成为长条形在该实施例中，这种形状永磁体安装通孔102更利于后面将提高的永磁体槽的形成，并且，永磁体安装通孔102的轴向两端可以分别邻近外凸部101的边沿，永磁体安装通孔102的尺寸优选相对较大，更利于进行在转子铁芯段反向重叠时形成永磁体槽以安装永磁体20，同时还可以减少材料用量。

优选地，所述永磁体安装通孔102的至少一部分位于所述外凸部101上，也就是说，永磁体安装通孔102可以延伸到外凸部101上。由此，永磁体安装通孔102与外凸部101对应性更好，可以进一步提高斜极转子的斜极效果。

根据本发明的另一方面，提供了一种斜极转子，该斜极转子包括转子铁芯，所述转子铁芯包括第一转子铁芯段10和第二转子铁芯段11，所述第一转子铁芯段10和所述第二转子铁芯段11分别包括相对应堆叠的多个转子冲片，并且所述第一转子铁芯段10和所述第二转子铁芯段11中的所述转子冲片相同，所述转子冲片为根据本发明的转子冲片，所述第一转子铁芯段10和所述第二转子铁芯段11分别包括第一面和第二面，在所述第一面，相对应的所述永磁体安装通孔垂线B位于所述圆心角平分线A的顺时针方向，所述第一转子铁芯段10的第一面与所述第二转子铁芯段11的第二面相对，并且所述第一转子铁芯段10和所述第二转子铁芯段11中对应的所述永磁体安装通孔垂线B彼此重合，从而使所述第一转子铁芯段10和所述第二转子铁芯段11中对应的所述永磁体安装通孔102具有重叠部分，以沿所述转子铁芯的轴向形成永磁体槽。

参见图3a至图3e，可以理解，由于使用本发明的转子冲片，使得当所述第一转子铁芯段10的第一面与所述第二转子铁芯段11的第二面相对并且所述第一转子铁芯段10和所述第二转子铁芯段11中对应的所述永磁体安装通孔垂线B彼此重合时，所述第一转子铁芯段10和所述第二转子铁芯段11中对应的所述永磁体安装通孔102具有重叠部分，而该重叠部分即形成沿转子的轴向延伸通过整个转子铁芯(包括第一转子铁芯段10和第二转子铁芯段11)的永磁体槽，因此，本发明的转子斜极中，永磁体20是延伸通过整个转子铁芯轴向的而无需分段插入，更利于转子铁芯的高效加工；并且，整个斜极转子中使用的转子冲片相同，使用同一模具加工即可，更利于大规模高效制造，并且加工成本降低；因此，本发明的斜极转子在达到传统分段斜极效果的同时，还可以具有良好而简化的工艺性，适合在大规模生产中应用，可以应用于各种内置式永磁(IPM)转子结构中。

具体参见图2，为由多个转子冲片相对应(轴向孔103、相应的定位孔104和相应的外凸部101分别对应)堆叠形成的转子铁芯段，其中所述多个转子冲片完全相同，并且定义转子铁芯段包括第一面和第二面，在所述第一面，相对应的所述永磁体安装通孔垂线B位于所述圆心角平分线A的顺时针方向，因此图2中示出的转子铁芯段的上表面为其第一面，下表面为其第二面。

此外，斜极转子还包括多个永磁体20，该多个永磁体20一一对应地插入所述永磁体槽中，并且所述永磁体20的垂直于轴向的横截面可以为矩形。

参见图3a至图3e，取两个图2中示出的转子铁芯段，分别定义为第一转子铁芯段10和第二转子铁芯段11，将第二转子铁芯段11翻转180°，使得所述第一转子铁芯段10的第一面与所述第二转子铁芯段11的第二面相对，并且使得所述第一转子铁芯段10和所述第二转子铁芯段11中对应的所述永磁体安装通孔垂线B彼此重合，将第二转子铁芯段11放置于第一转子铁芯段10上，此时，所述第一转子铁芯段10和所述第二转子铁芯段11中对应的所述永磁体安装通孔102具有重叠部分，从而沿所述转子铁芯的轴向形成永磁体槽。然后将多个永磁体20一一对应地插入永磁体槽中，在将转子轴30插入转子铁芯的轴心通孔中，以连接第一转子铁芯段10和第二转子铁芯段11。在本发明中，当永磁体20装配到转子铁芯内后，可以进行后续的填胶、注塑或者封设端盖等后续加工操作。当转子铁芯进行填胶操作后，永磁体安装通孔102的未被永磁体20占据的部分可以被胶填满，当转子铁芯进行注塑操作后，永磁体安装通孔102的未被永磁体20占据的部分可以形成注塑件，可以对永磁体20和转子铁芯起到较好的固定效果。

图示的实施方式中，斜极转子包括两个转子铁芯段和八个永磁体20。两个转子铁芯段同轴依次设置，可以相互连接，也可以不相连。八个永磁体20沿转子铁芯段的周向分布，该斜极转子的转子极数为八，与永磁体20数量相等，本实施方式仅作为示例进行描述，在本发明中，对于转子铁芯段和永磁体20的数量不做特殊限制，可以根据具体情况，例如可以根据所需转子极数等进行具体设置。

另外，所述夹角为α，所述斜极转子的转子斜极角度为β，则α为β的1/2。参见图3a至图3e，两个转子铁芯段上的外凸部101和永磁体安装通孔102在转子铁芯段的周向上分别错开设置，由此，两个转子铁芯段可以形成为扭转型结构，即其中一个相对于其中另一个轴向扭转一定角度，即转子斜极角度为β，该扭转角度可以根据需要进行设置，进而进一步设计夹角α，以获得所需要的斜极转子扭转角度。由此，斜极转子整体可以具有较优异的斜极效果，可以显著削弱气隙谐波的影响。

根据本发明的又一方面，提供了一种永磁电机，所述永磁电机包括根据本发明的斜极转子。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种斜极转子，该斜极转子包括转子铁芯，所述转子铁芯包括第一转子铁芯段(10)和第二转子铁芯段(11)，所述第一转子铁芯段(10)和所述第二转子铁芯段(11)分别包括相对应堆叠的多个转子冲片，并且所述第一转子铁芯段(10)和所述第二转子铁芯段(11)中的所述转子冲片相同，其特征在于，所述转子冲片包括位于中央的轴心孔(103)、沿该转子冲片的周向间隔设置的多个永磁体安装通孔(102)以及与所述多个永磁体安装通孔(102)一一对应地位于所述永磁体安装通孔(102)外侧的外凸部(101)，所述外凸部(101)具有对应的圆心角平分线(A)，所述永磁体安装通孔(102)具有沿所述转子冲片的径向并垂直于所述永磁体安装通孔(102)的永磁体安装通孔垂线(B)，相对应的所述永磁体安装通孔垂线(B)与所述圆心角平分线(A)之间具有夹角，所述第一转子铁芯段(10)和所述第二转子铁芯段(11)分别包括第一面和第二面，在所述第一面，相对应的所述永磁体安装通孔垂线(B)位于所述圆心角平分线(A)的顺时针方向，所述第一转子铁芯段(10)的第一面与所述第二转子铁芯段(11)的第二面相对，并且所述第一转子铁芯段(10)和所述第二转子铁芯段(11)中对应的所述永磁体安装通孔垂线(B)彼此重合，从而使所述第一转子铁芯段(10)和所述第二转子铁芯段(11)中对应的所述永磁体安装通孔(102)具有重叠部分，以沿所述转子铁芯的轴向形成永磁体槽。

2.根据权利要求1所述的斜极转子，其特征在于，所述外凸部(101)具有弧形的外边缘。

3.根据权利要求1所述的斜极转子，其特征在于，所述转子冲片上还形成有定位孔(104)。

4.根据权利要求1所述的斜极转子，其特征在于，所述永磁体安装通孔(102)形成为长条形。

5.根据权利要求1所述的斜极转子，其特征在于，所述永磁体安装通孔(102)的至少一部分位于所述外凸部(101)上。

6.根据权利要求1所述的斜极转子，其特征在于，该斜极转子还包括多个永磁体(20)，该多个永磁体(20)一一对应地插入所述永磁体槽中。

7.根据权利要求1所述的斜极转子，其特征在于，所述永磁体(20)的垂直于轴向的横截面为矩形。

8.根据权利要求1所述的斜极转子，其特征在于，所述夹角为α，所述斜极转子的转子斜极角度为β，则α为β的1/2。

9.一种永磁电机，其特征在于，所述永磁电机包括根据权利要求1至8中任意一项所述的斜极转子。