CN110247491B - 一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片，涉及电机领域。目前的三相异步电动机转子冲片，多为单槽形开口槽结构，加工易有毛刺，且槽形会使磁密分布不均，影响材料利用率和电机功率密度。本发明的冲片槽为深槽式连续结构的细长封闭槽形，包括从冲片径向外侧向内侧连续相通的第一槽部、连接槽部和第二槽部，第一槽部为多边形结构，连接槽部为瓶颈状的矩形结构，第二槽部为等腰梯形，第二槽部的截面积大于第一槽部，第一槽部的截面积大于连接槽部，冲片槽槽顶距冲片外圆的距离为气隙的2倍。该结构利用电机起动时的集肤效应进行优化，可有效降低电磁噪声，减少转子表面的附加损耗及齿槽脉动损耗，提升起动性能，提高电机效率。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其涉及一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片。
背景技术
目前的三相异步电动机所用的转子冲片，多为单槽形开口槽结构,开口槽转子槽形在实际加工中，容易产生毛刺，对电机的噪声产生不良影响；对于某些特殊工况要求的电机，如在额定状态下有较高的效率及起动过程中有优良的起动性能，传统的转子凸形槽设计可以起到控制起动电流和增大起动转矩的作用，但是会引起磁密分布转子齿上部过于稀疏而下部饱和的较严重不均匀现象，影响材料利用率和电机功率密度。为此，本发明利用电机起动时的集肤效应而设计的一种新型高效转子冲片，进行有效降低电机噪声、提高电机效率及改善电机起动性能。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片，以有效降低电机噪声、提高电机效率为目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片，所述的转子冲片上环绕均布有冲片槽，所述的冲片槽按其自身的径向中心线对称，所述的冲片槽为深槽式三槽连续结构的细长形状，包括位于径向外侧的第一槽部，位于径向内侧的第二槽部，第一槽部和第二槽部通过位于中间的瓶颈状的连接槽部连通，所述的第一槽部为多边形结构，连接槽部为矩形结构，第二槽部的截面积大于第一槽部，第一槽部的截面积大于连接槽部，所述的连接槽部的宽度为第一槽部宽度的1/2-1/3，连接槽部的径向长度为第一槽部的1.1-1.5倍，第一槽部的槽顶距冲片外圆的距离为气隙的1.8-2.2倍。利用电机起动时的集肤效应对冲片槽结构进行优化，由于第二槽部截面积最大，电阻较小，电机运行时起主要作用，可称为工作笼；第一槽部截面积次之，相对于第二槽部较小，故电阻较大，电机起动时起主要作用，可称为起动笼；连接槽部呈瓶颈状；该结构可有效降低电磁噪声，减少转子表面的附加损耗及齿槽脉动损耗，提升起动性能，提高电机效率。
作为优选技术手段：所述的冲片槽为封闭槽形。封闭槽形在冲片加工中可有效减少毛刺的产生，可以更好地降低电磁噪声。
作为优选技术手段：所述的第一槽部在冲片的径向外侧的槽顶为多边形的一个角部，两个相邻的第一槽部的相邻两侧边平行。使磁密度分布更加均匀，能够有效地提升电机功率密度。
作为优选技术手段：所述的第二槽部为为梯形结构，其位于冲片的径向外侧的梯形底的宽度大于位于冲片的径向内侧的梯形顶的宽度，相邻两个第二槽部的两侧边平行。使磁密度分布更加均匀，能够更好地提升电机功率密度。
作为优选技术手段：冲片槽的径向内侧的底边到冲片内圆的距离为底边到冲片外圆距离0.6-1倍之间。封闭槽形的转子冲片所形成的较宽的转子齿轭部磁密分布合理，转子鼠笼既有运行电阻小又具有集肤效应好的优点，从而可以实现在减少转子铜耗提高电机效率同时，提高起动转矩减小起动电流，提升电机启动性能，降低电磁噪声，提高材料利用率。
有益效果：
1、利用电机起动时的集肤效应对冲片槽结构进行优化，可有效降低电磁噪声，减少转子表面的附加损耗及齿槽脉动损耗，提升起动性能，提高电机效率。
2、封闭槽形的冲片槽在冲片加工中可有有效减少毛刺的产生，可以更好地降低电磁噪声。
3、相邻槽边的平行结构和封闭槽形的较宽的转子齿轭部使磁密分布合理，使转子鼠笼既有运行电阻小又具有集肤效应好的优点，从而可以实现在减少转子铜耗提高电机效率同时，提高起动转矩减小起动电流，能够更好地提升电机功率密度，降低电磁噪声，提高材料利用率。
4、在电机性能要求不变前提下，采用深槽式三槽连续槽形结构的电机，在制造成本方面可降低3%~5%，噪声可降低4 dB左右。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明冲片槽结构示意图。
图中：1-冲片槽；2-冲片外圆；3-冲片内圆；101-第一槽部；102-第二槽部；103-连接槽部；104-槽顶。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
如图1-2所示，一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片，转子冲片上环绕均布有冲片槽1，冲片槽1按其自身的径向中心线对称，冲片槽1为深槽式三槽连续结构的细长形状，包括位于径向外侧的第一槽部101，位于径向内侧的第二槽部102，第一槽部101和第二槽部102通过位于中间的瓶颈状的连接槽部103连通，第一槽部101为多边形结构，连接槽部103为矩形结构，第二槽部102的截面积大于第一槽部101，第一槽部101的截面积大于连接槽部103，连接槽部103的宽度为第一槽部101宽度的1/2，连接槽部103的径向长度为第一槽部101的1.1倍，第一槽部101的槽顶104距冲片外圆2的距离为气隙的2倍。
为了减少加工中的毛刺产生，冲片槽1为封闭槽形。封闭槽形在冲片加工中可有效减少毛刺的产生，可以更好地降低电磁噪声。
为了提升电机功率密度，第一槽部101在冲片的径向外侧的槽顶104为多边形的一个角部，两个相邻的第一槽部101的相邻两侧边平行。使磁密度分布更加均匀，能够有效地提升电机功率密度。
为了更好地提升电机功率密度，第二槽部102为为梯形结构，其位于冲片的径向外侧的梯形底的宽度大于位于冲片的径向内侧的梯形顶的宽度，相邻两个第二槽部102的两侧边平行。使磁密度分布更加均匀，能够更好地提升电机功率密度。
为了提升电机起动性能，冲片槽1的径向内侧的底边到冲片内圆3的距离为底边到冲片外圆2距离0.8倍。封闭槽形的转子冲片所形成的较宽的转子齿轭部磁密分布合理，转子鼠笼既有运行电阻小又具有集肤效应好的优点，从而可以实现在减少转子铜耗提高电机效率同时，提高起动转矩减小起动电流，提升电机启动性能，降低电磁噪声，提高材料利用率。
利用电机起动时的集肤效应对冲片槽1结构进行优化，由于第二槽部102截面积最大，电阻较小，电机运行时起主要作用，可称为工作笼；第一槽部101截面积次之，相对于第二槽部102较小，故电阻较大，电机起动时起主要作用，可称为起动笼；连接槽部103呈瓶颈状；该结构可有效降低电磁噪声，减少转子表面的附加损耗及齿槽脉动损耗，提升起动性能，提高电机效率。
通过本方案对IE4-160L-2 18.5KW电机的改进优化, 与同型号普通转子电机进行对比数据如下表：
根据上表显示，电机的综合性能提升效果显著，在电机性能要求不变前提下，采用深槽式三槽连续槽形结构的电机，在制造成本方面可降低3%~5%，噪声可降低4 dB左右。
以上图1-2所示的一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片是本发明的具体实施例，已经体现出本发明突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (3)
1.一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片，所述的转子冲片上环绕均布有冲片槽（1），所述的冲片槽（1）按其自身的径向中心线对称，其特征在于：所述的冲片槽（1）为深槽式三槽连续结构的细长形状，包括位于径向外侧的第一槽部（101），位于径向内侧的第二槽部（102），第一槽部（101）和第二槽部（102）通过位于中间的瓶颈状的连接槽部（103）连通，所述的第一槽部（101）为多边形结构，连接槽部（103）为矩形结构，第二槽部（102）的截面积大于第一槽部（101），第一槽部（101）的截面积大于连接槽部（103），所述的连接槽部（103）的宽度为第一槽部（101）宽度的1/2-1/3，连接槽部（103）的径向长度为第一槽部（101）的1.1-1.5倍，第一槽部（101）的槽顶（104）距冲片外圆（2）的距离为气隙的1.8-2.2倍；
第二槽部截面积最大，电阻较小，电机运行时起主要作用，为工作笼；第一槽部截面积次之，相对于第二槽部较小，故电阻较大，电机起动时起主要作用，为起动笼；连接槽部呈瓶颈状，以降低电磁噪声，减少转子表面的附加损耗及齿槽脉动损耗；
所述的第一槽部（101）在冲片的径向外侧的槽顶（104）为多边形的一个角部，两个相邻的第一槽部（101）的相邻两侧边平行，以使磁密度分布更加均匀，提升电机功率密度；
冲片槽（1）的径向内侧的底边到冲片内圆（3）的距离为底边到冲片外圆（2）距离0.6-1倍之间。
2.根据权利要求1所述的一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片，其特征在于：所述的冲片槽（1）为封闭槽形。
3.根据权利要求1所述的一种深槽式三槽连续结构的电机转子冲片，其特征在于：所述的第二槽部（102）为梯形结构，其位于冲片的径向外侧的梯形底的宽度大于位于冲片的径向内侧的梯形顶的宽度，相邻两个第二槽部（102）的两侧边平行。
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