CN109378914B - 电动汽车用驱动电机转子铁芯的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转子铁心，其是由多个圆弧形的铁心单元拼接而成的圆环状结构，各个铁心单元具有与相邻的铁心单元贴合的拼接面，拼接面位于隔磁磁桥的中心处。本发明的转子铁心，采用拼块式结构，可提升材料利用率，降低材料成本；同时因拼接缝设置在永磁体的隔磁磁桥中心处并且拼接缝的两端设置有焊接槽，拼接后不仅保证了转子铁心的磁路完整性，还保证了其结构强度，不影响转子铁心的导磁性能和机械性能。本发明还公开了一种外转子电机、电动汽车用驱动电机和转子铁心的制作方法。
Description
技术领域
本发明属于电机技术领域，具体地说，本发明涉及一种转子铁心、外转子电机、电动汽车用驱动电机及转子铁心的制作方法。
背景技术
现有电机的转子铁心大多数都是使用整体式的圆形转子冲片叠压铆接而成，转子冲片主要利用定子冲片内圈剩余的材料进行冲裁，大多数情况下与定子冲片进行配套冲裁。
但为了降低产品的成本，节省材料，拼块式定子铁心开始大量应用，拼块式定子铁心多进行单独冲裁，不产生剩余的内圈材料供转子冲片使用，单独进行整体式转子冲片的冲裁会导致材料利用率偏低，浪费原材料。
特别是在电动汽车永磁驱动电机领域，随着大功率电机的需求越来越大，电机的外径和转子铁心的外径也随之增大，输出轴的孔径又较大，导致整体式转子铁心的材料利用率进一步降低。在外转子电机领域，因其结构特征，转子在定子外圈，整体式转子铁心的材料利用率同样也偏低。
另外，在电机的生产过程中，一般转子铁心的报废率高于定子铁心，但为了配套，也需要单独进行转子铁心的生产，这样进一步降低了材料的利用率，导致材料成本的增加。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提供一种转子铁心、外转子电机、电动汽车用驱动电机及转子铁心的制作方法，目的是提高材料利用率。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：转子铁芯，其是由多个圆弧形的铁心单元拼接而成的圆环状结构，各个铁心单元具有与相邻的铁心单元贴合的拼接面，拼接面位于隔磁磁桥的中心处。
所述铁心单元的弧度为45度。
所述铁心单元的外壁面的两端设有外圈焊接槽，铁心单元的内壁面的两端设有内圈焊接槽。
各个所述铁心单元上的外圈焊接槽与相邻的铁心单元上的一个外圈焊接槽相拼合，形成位于转子铁芯的外圆面上的半圆弧形凹槽。
各个所述铁心单元上的内圈焊接槽与相邻的铁心单元上的一个内圈焊接槽相拼合，形成位于转子铁芯的内圆面上的半圆弧形凹槽。
所述铁心单元是由多个转子冲片叠压而成。
本发明还提供了一种外转子电机，包括上述的转子铁芯。
本发明还提供了一种电动汽车用驱动电机，包括上述的转子铁芯。
本发明还提供了一种转子铁芯的制作方法，包括如下的步骤：
S1、转子冲片的制作；
S2、铁心单元的制作：将多个转子冲片叠压形成铁心单元；
S3、拼接：将多个铁心单元拼接成圆环状结构；
S4、焊接：对每相邻的两个铁心单元进行焊接，形成转子铁芯。
在所述步骤S1中，利用冲裁模具对原材料进行冲裁加工，制作出多个圆弧形的转子冲片。
本发明的转子铁芯，采用拼块式结构，可提升材料利用率，降低材料成本；同时因拼接缝设置在永磁体的隔磁磁桥中心处并且拼接缝的两端设置有焊接槽，拼接后不仅保证了转子铁心的磁路完整性，还保证了其结构强度，不影响转子铁心的导磁性能和机械性能。
附图说明
图1是本发明转子铁芯的结构示意图；
图2是铁心单元的结构示意图；
图3是转子冲片的结构示意图；
上述图中的标记均为：1、外圆面；2、内圆面；3、外壁面；4、内壁面；5、外圈焊接槽；6、内圈焊接槽；7、隔磁磁桥；8、拼接面；9、半隔磁磁桥。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
如图1和图2所示，本发明提供了一种转子铁心，其是由多个圆弧形的铁心单元拼接而成的圆环状结构，各个铁心单元具有与相邻的铁心单元贴合的拼接面，拼接面位于隔磁磁桥的中心处。
具体地说，如图1和图2所示，铁心单元的弧度为45度，铁心单元为圆弧形块状结构，铁心单元共设置八个，八个铁心单元布置成一圈，周向上每相邻的两个铁心单元之间为固定连接，形成完整圆环状结构的转子铁心。各个铁心单元均具有两个拼接面，铁心单元的两个拼接面为铁心单元的弧长方向上的两端端面，拼接面为与铁心单元的轴线相平行的平面，铁心单元的两个拼接面之间的夹角为45度，各个铁心单元的每个拼接面分别与相邻的铁心单元的一个拼接面完全贴合，相邻的两个铁心单元的两个拼接面拼合后为同一个面。铁心单元的弧长方向上的两端分别设置一个半隔磁磁桥，所有铁心单元拼接后，各个铁心单元的端部的半隔磁磁桥分别与相邻的铁心单元的一端部的半隔磁磁桥拼合，形成完整的隔磁磁桥。形成的转子铁心具有多个隔磁磁桥，所有隔磁磁桥为沿周向均匀分布，各个拼接面分别位于一个隔磁磁桥的中心处，也即各个拼接面分别位于相邻的两个半隔磁磁桥的中间位置处。铁心单元具有两个用于安装永磁体的磁铁槽，铁心单元上的两个磁铁槽位于铁心单元的两个半隔磁磁桥之间，两个磁铁槽呈V形布置。
如图1和图2所示，铁心单元的外壁面的两端设有外圈焊接槽，铁心单元的内壁面的两端设有内圈焊接槽。铁心单元的外壁面和内壁面均为圆弧面，铁心单元的外壁面与内壁面为同轴设置，铁心单元的外壁面和内壁面的轴线为铁心单元整体的轴线，也即转子铁心的轴线，铁心单元的外壁面的直径大于内壁面的直径。外圈焊接槽为在铁心单元的外壁面上设置的圆弧形凹槽且外圈焊接槽的弧度为90度，外圈焊接槽并为沿铁心单元的整个厚度方向（铁心单元的厚度方向为其轴向）延伸，两个外圈焊接槽分别位于铁心单元的弧度方向上的一端。内圈焊接槽为在铁心单元的内壁面上设置的圆弧形凹槽且内圈焊接槽的弧度为90度，内圈焊接槽并为沿铁心单元的整个厚度方向延伸，两个内圈焊接槽分别位于铁心单元的弧度方向上的一端，也即铁心单元的长度分别设置一个内圈焊接槽和一个外圈焊接槽，内圈焊接槽与铁心单元的轴心之间的距离小于外圈焊接槽与铁心单元的轴心之间的距离，拼接面位于内圈焊接槽和外圈焊接槽之间。
作为优选的，相邻的两个铁心单元之间为焊接连接，如图1和图2所示，各个铁心单元上的外圈焊接槽与相邻的铁心单元上的一个外圈焊接槽相拼合，形成位于转子铁心的外圆面上的半圆弧形凹槽，该半圆弧形凹槽的弧度为180度，方便两个铁心单元之间的焊接连接。各个铁心单元上的内圈焊接槽与相邻的铁心单元上的一个内圈焊接槽相拼合，形成位于转子铁心的内圆面上的半圆弧形凹槽，该半圆弧形凹槽的弧度为180度，方便两个铁心单元之间的焊接连接。
铁心单元是由多个转子冲片叠压而成，转子冲片的结构如图3所示，转子冲片为圆弧形片状结构。
本发明还提供了一种转子铁心的制作方法，包括如下的步骤：
S1、转子冲片的制作；
S2、铁心单元的制作：将多个转子冲片叠压形成铁心单元；
S3、拼接：将多个铁心单元拼接成圆环状结构；
S4、焊接：对每相邻的两个铁心单元进行焊接，形成转子铁心。
在上述步骤S1中，利用冲裁模具对原材料进行冲裁加工，制作出多个圆弧形的转子冲片，制作的各个转子冲片相互独立。转子冲片的结构如图3所示，转子冲片为圆弧形片状结构，转子冲片由两个对称分布于两端的尺寸相同的半隔磁磁桥及分布于四个角的尺寸相同的半焊接槽组成。
在上述步骤S2中，将冲裁后的多个相互独立的转子冲片单元叠压成指定厚度的块状结构的铁心单元。
在上述步骤S3中，将叠压后的多个块状铁心单元拼接成一个完整的圆环状转子铁心，拼接成型后，两个相邻的半隔磁磁桥形成一个完整的隔磁磁桥，内、外圈两个相邻的半焊接槽形成内、外圈各一个完整的焊接槽。
在上述步骤S4中，将拼接成型的完整的转子铁心采用焊接工艺沿内、外圈焊接槽进行焊接成型，使转子铁心形成一个整体。
本发明的转子铁芯与传统整体式转子铁心相比，采用拼块式结构，可提升转子铁心单独冲裁时的材料利用率、降低材料成本。同时因拼接缝设置在永磁体的隔磁磁桥中心处并且拼接缝的两端设置有焊接槽，拼接后不仅保证了转子铁心的磁路完整性，还保证了其结构强度，不影响转子铁心的导磁性能和机械性能。
本发明还提供了一种外转子电机，包括上述结构的转子铁心。此转子铁心的具体结构可参照图1至图3，在此不再赘述。由于本发明的外转子电机包括上述实施例中的转子铁心，所以其具有上述转子铁心的所有优点。
本发明还提供了一种电动汽车用驱动电机，包括上述结构的转子铁心。此转子铁心的具体结构可参照图1至图3，在此不再赘述。由于本发明的电动汽车用驱动电机包括上述实施例中的转子铁心，所以其具有上述转子铁心的所有优点。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.电动汽车用驱动电机转子铁芯的制作方法，其特征在于，包括步骤：
S1、转子冲片的制作；
S2、铁心单元的制作：将多个转子冲片叠压形成铁心单元；
S3、拼接：将多个铁心单元拼接成圆环状结构；
S4、焊接：对每相邻的两个铁心单元进行焊接，形成转子铁芯；
其中，所述转子铁芯是由八个圆弧形的铁心单元拼接而成的圆环状结构，各个铁心单元具有与相邻的铁心单元贴合的拼接面，拼接面位于隔磁磁桥的中心处；
铁心单元是由多个转子冲片叠压而成，转子冲片为圆弧形片状结构；
各个铁心单元均具有两个拼接面，铁心单元的两个拼接面为铁心单元的弧长方向上的两端端面，拼接面为与铁心单元的轴线相平行的平面且拼接面为完整的平面，各个铁心单元的每个拼接面分别与相邻的铁心单元的一个拼接面完全贴合，形成完整的隔磁磁桥，形成的转子铁心具有多个隔磁磁桥，所有隔磁磁桥为沿周向均匀分布，各个拼接面分别位于一个隔磁磁桥的中心处；
铁心单元的弧长方向上的两端分别设置一个半隔磁磁桥，各个拼接面分别位于相邻的两个半隔磁磁桥的中间位置处，铁心单元具有两个用于安装永磁体的磁铁槽，铁心单元上的两个磁铁槽位于铁心单元的两个半隔磁磁桥之间，两个磁铁槽呈V形布置，磁铁槽未延伸至拼接面上，磁铁槽未在拼接面上形成开口；
铁心单元的外壁面的两端设有外圈焊接槽，铁心单元的内壁面的两端设有内圈焊接槽，拼接面位于内圈焊接槽和外圈焊接槽之间；
各个所述铁心单元上的外圈焊接槽与相邻的铁心单元上的一个外圈焊接槽相拼合，形成位于转子铁芯的外圆面上的半圆弧形凹槽，外圈焊接槽为沿铁心单元的整个厚度方向延伸；
各个所述铁心单元上的内圈焊接槽与相邻的铁心单元上的一个内圈焊接槽相拼合，形成位于转子铁芯的内圆面上的半圆弧形凹槽，内圈焊接槽为沿铁心单元的整个厚度方向延伸；
所述铁心单元的弧度为45度，所述外圈焊接槽和内圈焊接槽的弧度为90度，相邻的两个铁心单元之间为焊接连接，各个铁心单元上的外圈焊接槽与相邻的铁心单元上的一个外圈焊接槽相拼合，形成位于转子铁心的外圆面上的半圆弧形凹槽，该半圆弧形凹槽的弧度为180度；各个铁心单元上的内圈焊接槽与相邻的铁心单元上的一个内圈焊接槽相拼合，形成位于转子铁心的内圆面上的半圆弧形凹槽，该半圆弧形凹槽的弧度为180度；
在所述步骤S1中，利用冲裁模具对原材料进行冲裁加工，制作出多个圆弧形的转子冲片，制作的各个转子冲片相互独立；转子冲片为圆弧形片状结构，转子冲片由两个对称分布于两端的尺寸相同的半隔磁磁桥及分布于四个角的尺寸相同的半焊接槽组成；
在所述步骤S2中，将冲裁后的多个相互独立的转子冲片单元叠压成指定厚度的块状结构的铁心单元；
在所述步骤S3中，将叠压后的八个块状铁心单元拼接成一个完整的圆环状转子铁心，拼接成型后，两个相邻的半隔磁磁桥形成一个完整的隔磁磁桥，内、外圈两个相邻的半焊接槽形成内、外圈各一个完整的焊接槽；
在所述步骤S4中，将拼接成型的完整的转子铁心采用焊接工艺沿内、外圈焊接槽进行焊接成型，使转子铁心形成一个整体。
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