CN107947412A - 一种高强度永磁同步电机转子 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度永磁同步电机转子，包括：转子冲片，沿着转子冲片的圆周方向开有若干U型磁钢槽组；U型磁钢槽组包括至少两个沿着转子冲片的径向方向排布的U型磁钢槽，且U型磁钢槽的U型开口方向背向转子冲片的中心；不导磁连接件，不导磁连接件沿U型磁钢槽的槽宽方向横跨在U型磁钢槽处，且不导磁连接件的强度大于转子冲片的强度；磁钢，磁钢设置在U型磁钢槽内。本发明通过在U型磁钢槽处设置不导磁连接件，增加了转子冲片在磁桥处的结构强度。在转子冲片旋转时，不导磁连接件能够抵消掉一部分惯性力，避免转子冲片在磁桥处发生断裂现象，且不会加重漏磁现象，克服了现有技术中转子冲片的结构强度与电磁性能的矛盾。
Description
技术领域
本发明涉及永磁电机转子结构设计领域，尤其涉及一种高强度永磁同步电机转子。
背景技术
随着环境污染和能源危机的日益严重，人工智能、自动驾驶日趋成熟，国家正在大力倡导新能源电动智能汽车，国内外各大公司纷纷进入领域，开发出了各式各样的新能源电动汽车。
永磁同步电机是电动汽车中使用的主流电机，永磁同步电机具有结构简单、体积小、损耗小、效率高和易于控制等优点。
目前，永磁同步电机正在朝着永磁化、高速化、集成化方向发展，但是，永磁同步电机随着转速的不断提高，对永磁同步电机中的转子冲片的结构强度要求也逐步提高，而且转子冲片应尽可能保证较小的漏磁量，漏磁量小一般通过减小磁桥来实现，而磁桥减小将导致结构强度降低。
因此，转子冲片的结构强度与电磁性能的矛盾愈加显著，现有技术中，通常有下述两种解决方案：
(1)将转子冲片设置较宽的隔磁桥，这样的做法会导致磁钢的漏磁显著增加，导致电磁性能减弱。虽然使得转速提升，但是导致转矩下降明显。
(2)在转子表面套一层极薄钛合金、碳纤维等高强度不导磁加强护套，这样的做法不仅工艺复杂，而且需要加大电机气隙，必然导致电磁性能减弱。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度永磁同步电机转子，能够转子冲片的结构强度的保证较小的漏磁量。
本发明提供的技术方案如下：
一种高强度永磁同步电机转子，包括：转子冲片，沿着所述转子冲片的圆周方向开有若干U型磁钢槽组；所述U型磁钢槽组包括至少两个沿着所述转子冲片的径向方向排布的U型磁钢槽，且所述U型磁钢槽的U型开口方向背向所述转子冲片的中心；不导磁连接件，所述不导磁连接件沿所述U型磁钢槽的槽宽方向横跨在所述U型磁钢槽处，且所述不导磁连接件的强度大于所述转子冲片的强度；磁钢，所述磁钢设置在所述U型磁钢槽内。
由于漏磁与磁桥宽窄有关，现有技术中，一般采用U型磁钢槽来减少磁桥尺寸，进而减少漏磁的现象，但是这样的做法导致在磁桥处结构强度相对较小，当转子冲片旋转时，转子冲片位于U型磁钢槽远离转子冲片中心位置的一侧的部分会由于惯性力而导致在转子冲片在其磁桥处发生断裂，从而导致转子冲片损坏，因此，本发明通过将不导磁连接件沿着U型磁钢槽的槽宽方向上横跨在U型磁钢槽处，当转子冲片旋转时，能够为转子冲片位于U型磁钢槽远离转子冲片中心位置的一侧的部分提供拉扯力，且由于不导磁连接件的强度大于转子冲片的强度，因此，不导磁连接件能够为转子冲片的磁桥处分担一部分的惯性力，从而加强转子冲片的磁桥处的结构强度，而且能够在增加转子冲片的结构强度的同时保证转子冲片具有较小的漏磁量，克服了现有技术中转子冲片的结构强度与电磁性能的矛盾。
优选地，每个所述U型磁钢槽组包括两个U型磁钢槽，分别为第一U型磁钢槽和第二U型磁钢槽，靠近所述转子冲片的中心的U型磁钢槽为第一U型磁钢槽，远离所述转子冲片的中心的U型磁钢槽为第二U型磁钢槽，所述第二U型磁钢槽位于所述第一U型磁钢槽的U型开口内；所述第一U型磁钢槽远离所述转子冲片的中心的两端接近所述转子冲片的边缘。
上述结构中，由于第一U型磁钢槽远离转子冲片的中心的两端接近转子冲片的边缘，因此使得第一U型磁钢槽的磁桥较窄，保证第一U型磁钢槽具有较小的漏磁量。
优选地，所述第一U型磁钢槽的两个转角处均设有所述不导磁连接件。
优选地，所述第二U型磁钢槽的中间位置处设有所述不导磁连接件。
优选地，所述不导磁连接件沿所述U型磁钢槽的槽宽方向可拆卸连接在所述U型磁钢槽处。
优选地，所述不导磁连接件包括：连接部和设置于连接部两端的拉扯部；所述U型磁钢槽的两侧设有与所述拉扯部配合的拉扯槽，所述拉扯部与拉扯槽紧配合。
优选地，所述拉扯槽包括第一拉扯槽和第二拉扯槽，所述第一拉扯槽与连接部的形状相应，所述第二拉扯槽与所述拉扯部形状相应。
通过将拉扯部卡在第二拉扯槽内，并使其紧配合，当转子冲片快速旋转时，拉扯部能够对第二拉扯槽提供一个拉扯力，抵消掉部分惯性力，避免磁桥处发生断裂，延长转子冲片的使用寿命。
优选地，所述拉扯部沿着所述转子冲片所在平面的截面形状为圆形、椭圆形、三角形或者多边形。
优选地，所述连接部为长条形。
优选地，所述不导磁连接件为钛合金连接件或者奥氏体不锈钢连接件。
本发明提供的一种高强度永磁同步电机转子，能够带来以下有益效果：
本发明通过在U型磁钢槽处设置不导磁连接件，增加了转子冲片在磁桥处的结构强度。在转子冲片旋转时，不导磁连接件能够抵消掉一部分惯性力，避免转子冲片在磁桥处发生断裂现象，而且由于连接件是不导磁的，因此不会加重漏磁现象，克服了现有技术中转子冲片的结构强度与电磁性能的矛盾。
附图说明
下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对高强度永磁同步电机转子的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明的高强度永磁同步电机转子的局部结构示意图；
图2是图1中的转子冲片的局部结构示意图；
图3是图1中的不导磁连接件的结构示意图。
附图标号说明：
1-转子冲片，1a-第一U型磁钢槽，1b-第二U型磁钢槽，1c-拉扯槽，2-突起，3-不导磁连接件，3a-连接部，3b-拉扯部，4-磁钢。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。
【实施例1】
如图1和图2所示，实施例1公开了一种高强度永磁同步电机转子，包括：转子冲片1，转子冲片1为圆形片状，且沿着转子冲片1的圆周方向开有8组U型磁钢槽组，每组U型磁钢槽组包括两个沿着转子冲片1的径向方向排布的U型磁钢槽，分别为第一U型磁钢槽1a和第二U型磁钢槽1b，第一U型磁钢槽1a和第二U型磁钢槽1b均关于转子冲片1的同一径向对称，靠近转子冲片1的中心的U型磁钢槽为第一U型磁钢槽1a，远离转子冲片1的中心的U型磁钢槽为第二U型磁钢槽1b，第二U型磁钢槽1b位于第一U型磁钢槽1a的开口内，且第一U型磁钢槽1a和第二U型磁钢槽1b的开口方向均背向转子冲片1的中心。第一U型磁钢槽1a远离转子冲片1的中心的两端接近转子冲片1的边缘，两者距离越近，则第一U型磁钢槽1a内的磁钢4的磁桥越窄，漏磁越少，但是，当磁桥过窄会导致磁桥处的转子冲片1的结构强度低，因此，实际两者之间的距离根据实际情况确定。
在其他具体实施例中，U型磁钢槽组的数量不局限于8组，也可以是其他数量，根据实际需要设置的磁钢4的数量决定；每组U型磁钢槽组也可以包括3个U型磁钢槽或者更多，此处不再赘述。
如图1和3所示，还包括：不导磁连接件3，采用不导磁材料制成，且该不导磁连接件3的强度大于转子冲片1的强度，由于不导磁连接件3的强度大于转子冲片1的强度，所以转子冲片1旋转时，不导磁连接件3由于强度较高，不会先于转子冲片1断裂，因此能够为转子冲片1的磁桥处分担一部分惯性力，避免转子冲片1在磁桥处发生断裂。
本实施例中，不导磁连接件3采用钛合金制成。不导磁连接件3包括连接部3a和设置于连接部3a两端的拉扯部3b，连接部3a为长条形，拉扯部3b沿着转子冲片1所在平面的截面形状为圆形。
磁钢4，磁钢4设置于第一U型磁钢槽1a和第二U型磁钢槽1b内，每个U型磁钢槽分为底部和底部两侧的延伸部。
如图1和图2所示，第一U型磁钢槽1a的底部的同侧上设有两个突起2，磁钢4被夹在两个突起2之间，用于限制磁钢4沿着第一U型磁钢槽1a的底部长度方向上的位移。
第二U型磁钢槽1b的底部的同侧上设有两个突起2，磁钢4被夹在两个突起2之间，用于限制磁钢4沿着第二U型磁钢槽1b的底部长度方向上的位移。
不导磁连接件3沿U型磁钢槽的槽宽方向可拆卸连接在U型磁钢槽处，在第一U型磁钢槽1a的两个转角处设有与不导磁连接件3的拉扯部3b配合的拉扯槽1c，该拉扯槽1c包括第一拉扯槽和第二拉扯槽，第一拉扯槽与连接部3a的形状相应，第二拉扯槽与拉扯部3b形状相应，即第一拉扯槽的形状为矩形，第二拉扯槽的形状为圆形，且不导磁连接件3的拉扯部3b与第二拉扯槽紧配合，将不导磁连接件3卡接在第一U型磁钢槽1a的转角处，当转子冲片1旋转时，为转子冲片1位于U型磁钢槽远离转子冲片1中心位置的一侧的部分提供拉扯力，为转子冲片1的磁桥处分担一部分的惯性力，从而加强转子冲片1的磁桥处的结构强度。同时，由于不导磁连接件3具有不导磁的性质，因此不会增大磁桥的宽度，不会加重漏磁现象。
在其他具体实施例中，拉扯部3b的形状不局限于圆形，也可以是椭圆形、三角形或者多边形，只要能够在转子冲片1旋转时，不导磁连接件3能够为转子冲片1位于U型磁钢槽远离转子冲片1中心位置的一侧的部分提供拉扯力即可，此处不再赘述。
【实施例2】
如图1所示，实施例2在实施例1的基础上，实施例2的第二U型磁钢槽1b的中间位置也设有横跨第二U型磁钢槽1b的槽宽方向的不导磁连接件3，设置在第二U型磁钢槽1b处的不导磁连接件3与转子冲片1的连接方式与实施例1中第一U型磁钢槽1a处的不导磁连接件3的连接方式相同，该不导磁连接件3的轴线经过转子冲片1的中心。且本实施例中的不导磁连接件3采用奥氏体不锈钢制成。
在其他实施例中，不导磁连接件3不局限于设置上实施例1和2的位置，也可以设置在横跨U型磁钢槽的槽宽方向的任意位置，只要能够分担转子冲片1的磁桥处的惯性力即可，此处不再赘述。
应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，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)
1.一种高强度永磁同步电机转子，其特征在于，包括：
转子冲片，沿着所述转子冲片的圆周方向开有若干U型磁钢槽组；
所述U型磁钢槽组包括至少两个沿着所述转子冲片的径向方向排布的U型磁钢槽，且所述U型磁钢槽的U型开口方向背向所述转子冲片的中心；
不导磁连接件，所述不导磁连接件沿所述U型磁钢槽的槽宽方向横跨在所述U型磁钢槽处，且所述不导磁连接件的强度大于所述转子冲片的强度；
磁钢，所述磁钢设置在所述U型磁钢槽内。
2.根据权利要求1所述的高强度永磁同步电机转子，其特征在于：
每个所述U型磁钢槽组包括两个U型磁钢槽，分别为第一U型磁钢槽和第二U型磁钢槽，靠近所述转子冲片的中心的U型磁钢槽为第一U型磁钢槽，远离所述转子冲片的中心的U型磁钢槽为第二U型磁钢槽，所述第二U型磁钢槽位于所述第一U型磁钢槽的U型开口内；
所述第一U型磁钢槽远离所述转子冲片的中心的两端接近所述转子冲片的边缘。
3.根据权利要求2所述的高强度永磁同步电机转子，其特征在于：
所述第一U型磁钢槽的两个转角处均设有所述不导磁连接件。
4.根据权利要求3所述的高强度永磁同步电机转子，其特征在于：
所述第二U型磁钢槽的中间位置处设有所述不导磁连接件。
5.根据权利要求1所述的高强度永磁同步电机转子，其特征在于：
所述不导磁连接件沿所述U型磁钢槽的槽宽方向可拆卸连接在所述U型磁钢槽处。
6.根据权利要求5所述的高强度永磁同步电机转子，其特征在于：
所述不导磁连接件包括：连接部和设置于连接部两端的拉扯部；
所述U型磁钢槽的两侧设有与所述拉扯部配合的拉扯槽，所述拉扯部与拉扯槽紧配合。
7.根据权利要求6所述的高强度永磁同步电机转子，其特征在于：
所述拉扯槽包括第一拉扯槽和第二拉扯槽，所述第一拉扯槽与连接部的形状相应，所述第二拉扯槽与所述拉扯部形状相应。
8.根据权利要求6所述的高强度永磁同步电机转子，其特征在于：
所述拉扯部沿着所述转子冲片所在平面的截面形状为圆形、椭圆形、三角形或者多边形。
9.根据权利要求6～8中任意一项所述的高强度永磁同步电机转子，其特征在于：
所述连接部为长条形。
10.根据权利要求1～8中任意一项所述的高强度永磁同步电机转子，其特征在于：
所述不导磁连接件为钛合金连接件或者奥氏体不锈钢连接件。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109245366A (zh) * | 2018-11-19 | 2019-01-18 | 西安清泰科新能源技术有限责任公司 | 一种电机转子冲片及采用该冲片的永磁同步电机 |
| CN109245366B (zh) * | 2018-11-19 | 2023-10-03 | 西安清泰科新能源技术有限责任公司 | 一种电机转子冲片及采用该冲片的永磁同步电机 |
| WO2021051451A1 (zh) * | 2019-09-20 | 2021-03-25 | 中车永济电机有限公司 | 电机转子和电机 |
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