CN110535263A - 同步磁阻电机转子机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同步磁阻电机转子机构，包括开设有转轴孔的转子铁芯，转轴孔设置有转轴，转子铁芯的左右两侧分别设置有第一环氧树脂板材和第二环氧树脂板材，第一环氧树脂板材上设置有第一铁板，第二环氧树脂板材上设置有第二铁板。本发明，有效减少转子涡流损耗，降低转子温升，以及降低电机振动噪声。
Description
技术领域
本发明属于同步磁阻电机结构技术领域，尤其涉及一种同步磁阻电机转子机构。
背景技术
目前，三相异步电机广泛应用于风机、水泵、压缩机等市场，但是为了节约能源，目前国家在大力推进高效节能电机，对于提高三相异步电机效率，往往采用增加铁芯长度、提高冲片牌号，增加漆包线用铜量等增加材料成本来提高电机效率。而同步磁阻电机与异步电机很相似，只是转子结构不同，转子无绕组损耗，可以提高能效等级。但是目前同步磁阻电机转子两端一般采用铝板或铜板结构，该结构会出现转子涡流损耗。
发明内容
本发明的主要目的在于提出一种同步磁阻电机转子机构，旨在解决背景技术中所提及的技术问题。
本发明的一种同步磁阻电机转子机构，包括开设有转轴孔的转子铁芯，转轴孔设置有转轴，转子铁芯的左右两侧分别设置有第一环氧树脂板材和第二环氧树脂板材，第一环氧树脂板材上设置有第一铁板，第二环氧树脂板材上设置有第二铁板。
优选地，第一环氧树脂板上开设有第一通孔，第一环氧树脂板从转轴一端套入以固定在转子铁芯一侧，第二环氧树脂板上开设有第二通孔，第二环氧树脂板从转轴另一端套入以固定在转子铁芯另一侧。
优选地，转子铁芯上设置有以转子铁芯的圆心为旋转对称中心呈旋转对称的四组圆弧通腔。
优选地，每组圆弧通腔包括第一层圆弧通腔、第二层圆弧通腔、第三层圆弧通腔和第四层圆弧通腔。
优选地，第一层圆弧通腔、第二层圆弧通腔、第三层圆弧通腔和第四层圆弧通腔从转子铁芯的圆心向转子铁芯上的外轮廓方向依先后顺序排列。
优选地，第一层圆弧通腔内设置有第一加强筋，第二层圆弧通腔内设置有第二加强筋。
优选地，第一层圆弧通腔包括第一顶圆弧、第一底圆弧、两个第一短圆弧和两个第二短圆弧，第一顶圆弧的半径大小大于第一底圆弧的半径大小，第一短圆弧的半径大小大于第二短圆弧的半径大小。
优选地，第二层圆弧通腔包括第二顶圆弧、第二底圆弧、两个第三短圆弧和两个第四短圆弧，第二顶圆弧的半径大小大于第二底圆弧的半径大小，第三短圆弧的半径大小大于第四短圆弧的半径大小。
优选地，第四层圆弧通腔包括第四顶圆弧、第四底圆弧、两个第七短圆弧和两个第八短圆弧，第四顶圆弧的半径大小大于第四底圆弧的半径大小，第八短圆弧的半径大小大于第七短圆弧的半径大小。
优选地，第三层圆弧通腔包括第三顶圆弧、第三底圆弧、两个第五短圆弧和两个第六短圆弧，第三顶圆弧的半径大小大于第三底圆弧的半径大小，第五短圆弧的半径大小大于第六短圆弧的半径大小。
本发明的同步磁阻电机转子机构，在转子铁芯两端先增加环氧树脂材料做成的隔流板，可以减少转子涡流损耗，降低转子温升等；在转子铁芯最外面增加铁材料的平衡板，铁密度大，可以通过去重方式进行转子动平衡，降低电机振动噪声。
附图说明
图1为本发明同步磁阻电机转子机构的第一三维示意图；
图2为本发明同步磁阻电机转子机构转子铁芯一侧的第一示意图；
图3为本发明同步磁阻电机转子机构转子铁芯一侧的第二示意图；
图4为本发明同步磁阻电机转子机构的第二三维示意图；
图5为本发明同步磁阻电机转子机构转子铁芯一侧的第三示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需要注意的是，相关术语如“第一”、“第二”等可以用于描述各种组件，但是这些术语并不限制该组件。这些术语仅用于区分一个组件和另一组件。例如，不脱离本发明的范围，第一组件可以被称为第二组件，并且第二组件类似地也可以被称为第一组件。术语“和/或”是指相关项和描述项的任何一个或多个的组合。
如图1、图2、图3、图4所示，图1为本发明同步磁阻电机转子机构的第一三维示意图；图2为本发明同步磁阻电机转子机构转子铁芯一侧的第一示意图；图3为本发明同步磁阻电机转子机构转子铁芯一侧的第二示意图；图4为本发明同步磁阻电机转子机构的第二三维示意图。
本发明的一种同步磁阻电机转子机构，包括开设有转轴孔的转子铁芯4，转轴孔设置有转轴1，转子铁芯的左右两侧分别设置有第一环氧树脂板材31和第二环氧树脂板材32，第一环氧树脂板材上设置有第一铁板21，第二环氧树脂板材32上设置有第二铁板22。其中，第一环氧树脂板材、第二环氧树脂板材表示由环氧树脂制成的板状结构；第一铁板和第二铁板表示由铁制成的板状结构；本发明的同步磁阻电机转子机构，在转子铁芯两端先增加环氧树脂材料做成的隔流板，可以减少转子涡流损耗，降低转子温升等；后在转子铁芯最外面增加铁材料的平衡板，铁密度大，可以通过去重方式进行转子动平衡，降低电机振动噪声。
具体地，第一环氧树脂板上开设有第一通孔，第一环氧树脂板从转轴一端套入以固定在转子铁芯一侧，第二环氧树脂板上开设有第二通孔，第二环氧树脂板从转轴另一端套入以固定在转子铁芯另一侧。本优选实施例对于第一环氧树脂板、第二环氧树脂板分别设置于转轴铁芯上的具体连接方式进行限定。
如图1、图2所示，优选地，转子铁芯上设置有以转子铁芯的圆心Z为旋转对称中心呈旋转对称的四组圆弧通腔，比如800表示的四个圆弧通腔就是其中一组，B所表示的四个圆弧通腔也是其中一组。以800标注四个圆弧通腔来说明，每组圆弧通腔包括第一层圆弧通腔83、第二层圆弧通腔82、第三层圆弧通腔81和第四层圆弧通腔80；第一层圆弧通腔、第二层圆弧通腔、第三层圆弧通腔和第四层圆弧通腔从转子铁芯的圆心Z向转子铁芯上的外轮廓Y方向依先后顺序排列。如图2所示，优选地，第一层圆弧通腔内设置有第一加强筋4-2，第二层圆弧通腔内设置有第二加强筋801，该转子铁芯靠近转轴的两层圆弧通腔设置有加强筋，可以增加冲片强度，避免冲片冲压后变形问题。
对于圆弧通腔，实际就是贯穿于转子铁芯一侧和另一侧的空腔；圆弧通腔表示这些通腔在转子铁芯的截面所对应的轮廓包括有圆弧；更具体地，如图3所示，第一层圆弧通腔83包括第一顶圆弧R8、第一底圆弧R7、第一短圆弧r7和第二短圆弧r8，第一顶圆弧R8一端经第二短圆弧r8和第一短圆弧r7与第一底圆弧R7一端连接，第一顶圆弧R8另一端与第一底圆弧R7另一端连接；上述具体结构限定第一层圆弧通腔中位于第一加强筋4-2一侧的圆弧通腔结构，另一侧圆弧通腔结构与该侧圆弧通腔呈对称(比如，如图5所示，以在第三象限内的第一层圆弧通腔来说，第一层圆弧通腔中一侧的圆弧通腔结构和另一侧圆弧通腔结构关于xy坐标系中第一象限内45度射线对称)。具体地，第一层圆弧通腔中一侧的圆弧通腔结构有第一顶圆弧R8，另一侧的圆弧通腔结构有对应的第三十顶圆弧R8’，第一顶圆弧R8和第三十顶圆弧R8’关于xy坐标系中第三象限中的负45度射线对称，且第一顶圆弧R8的圆心和第三十顶圆弧R8’的圆心均不在负45度射线M上。对于第一底圆弧R7和第四十底圆弧R7’，其两者的对称关系和圆心位置之间关系均与R8和R8’相同。本优选实施例对于第一层圆弧通腔的结构进行具体限定；第一顶圆弧R8的圆心和第一底圆弧R7的圆心均不在象限45°中心线上，这种设计可以有效降低磁阻，规划磁通路径，提高磁阻转矩。每组圆弧通腔中越靠近转子铁芯的圆心Z的圆弧通腔的尺寸越大，尺寸表示圆弧通腔的最大宽度。
如图3所示，上述实施例对于其中一层圆弧通腔进行具体结构限定，对于第二层圆弧通腔、第三层圆弧通腔和第四层圆弧通腔，同理，第二层圆弧通腔包括第二顶圆弧R6、第二底圆弧R5、第三短圆弧r5和第四短圆弧r6，第二顶圆弧R6一端经第四短圆弧r6和第三短圆弧r5与第二底圆弧R5一端连接，第二顶圆弧R6另一端与第二底圆弧R5另一端连接；上述具体结构限定第二层圆弧通腔中位于第二加强筋801一侧的圆弧通腔结构，另一侧圆弧通腔结构与该侧圆弧通腔呈对称(比如，如图5所示，以在第三象限内的第二层圆弧通腔来说，第二层圆弧通腔中一侧的圆弧通腔结构有第二顶圆弧R6，另一侧的圆弧通腔结构有第三十一顶圆弧R6’，第二顶圆弧R6和第三十一顶圆弧R6’关于第三象限中负135度射线N对称，且第二顶圆弧R6的圆心和第三十一顶圆弧R6’的圆心均不在第三象限中负130度射线N上。对于第二底圆弧R5和第四十一底圆弧R5’，其两者的对称关系和圆心位置之间关系均与R6和R6’相同。)；第三层圆弧通腔包括第三顶圆弧R4、第三底圆弧R3、第五短圆弧r3和第六短圆弧r4；第三顶圆弧R4一端经第六短圆弧r4和第五短圆弧r3和第三底圆弧R3一端连接，第三顶圆弧R4另一端与第三底圆弧R3另一端连接；上述具体结构限定第三层圆弧通腔中一侧的圆弧通腔结构，另一侧圆弧通腔结构与该侧圆弧通腔呈对称(如图5所示，以在第二象限内的第三层圆弧通腔来说，第三层圆弧通腔中一侧的圆弧通腔结构有第三顶圆弧R4，另一侧圆弧通腔结构有第三十二顶圆弧R4’，第三顶圆弧R4和第三十二顶圆弧R4’关于第二象限中135度射线L对称，且第三顶圆弧R4的圆心和第三十二顶圆弧R4’的圆心均不在135度射线L上。对于第三底圆弧R3和第四十二底圆弧R3’，其两者的对称关系和圆心位置之间关系均与R4和R4’相同。)；第四层圆弧通腔包括第四顶圆弧R2、第四底圆弧R1、第七短圆弧r2和第八短圆弧r1；第四顶圆弧R2一端经第七短圆弧r2和第八短圆弧r1与第四底圆弧R1一端连接，第四顶圆弧R2另一端与第四底圆弧R1另一端连接；上述具体结构限定第四层圆弧通腔中一侧的圆弧通腔结构，另一侧圆弧通腔结构与该侧圆弧通腔呈对称(如图5所示，以在第一象限内的第四层圆弧通腔来说，第四层圆弧通腔中一侧的圆弧通腔结构有第四顶圆弧R2，另一侧圆弧通腔结构有第三十三顶圆弧R2’；第四顶圆弧R2和第三十三顶圆弧R2’关于第一象限中45度射线K对称，且第四顶圆弧R2的圆心和第三十三顶圆弧R2’的圆心均不在45度射线K上。对于第四底圆弧R1和第四十三底圆弧R1’，其两者的对称关系和圆心位置之间关系均与R2和R2’相同。)；其中，R8＞R7，R6＞R5，R4＞R3，R2＞R1，r1＞r2，r3＞r4，r5＞r6，r7＞r8。这种结构可以降低转子铁芯重量，提升转矩密度，同时保证转子外缘机械强度。对于通腔圆弧半径有以下数学关系，其中，R(x)＝p1*x^7+p2*x^6+p3*x^5+p4*x^4+p5*x^3+p6*x^2+p7*x+p8(公式1)；r(x)＝q1*x^7+q2*x^6+q3*x^5+q4*x^4+q5*x^3+q6*x^2+q7*x+q8(公式2)；a(x)＝m1*x^7+m2*x^6+m3*x^5+m4*x^4+m5*x^3+m6*x^2+m7*x+m8(公式3)；其中x等于1、2、3、4、5、6、7和8中的一个，即x包括1-8；-1≤p1≤0，0≤p2≤0.3，-3≤p3≤0.5，-0.5≤p4≤16，-60≤p5≤1，0≤p6≤120，-150≤P7≤0，50≤p8≤200；-1≤q1≤0，0≤q2≤5，-50≤q3≤0，200≤q4≤300，-1200≤q5≤0，1000≤q6≤3000，-3000≤q7≤1000，500≤q8≤1500；0≤m1≤0.1，-1≤m2≤0，0≤m3≤10，-50≤m4≤0，-5≤m5≤120，-250≤m6≤10，-20≤m7≤250，0≤m8≤100；公式中*表示数学公式中乘法运算，^表示数学公式中次方运算。
其中R(x)指通腔上下圆弧半径，比如R(8)表示R8的半径，即第一顶圆弧半径；r(x)指边界短圆弧半径，比如r(8)表示r8的半径，即表示第二短圆弧半径；a(x)指每层弧形空腔中圆弧所对应圆心距离45°中心线的最小距离，比如，a8表示第一顶圆弧R8圆心与45度中心线的最短距离。这种拓扑结构设计实现了同步磁阻电机的高转矩密度，低转矩脉动，显著提高电机输出转矩质量。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种同步磁阻电机转子机构，其特征在于，包括开设有转轴孔的转子铁芯，转轴孔设置有转轴，转子铁芯的左右两侧分别设置有第一环氧树脂板材和第二环氧树脂板材，第一环氧树脂板材上设置有第一铁板，第二环氧树脂板材上设置有第二铁板。
2.如权利要求1所述同步磁阻电机转子机构，其特征在于，第一环氧树脂板上开设有第一通孔，第一环氧树脂板从转轴一端套入以固定在转子铁芯一侧，第二环氧树脂板上开设有第二通孔，第二环氧树脂板从转轴另一端套入以固定在转子铁芯另一侧。
3.如权利要求1所述同步磁阻电机转子机构，其特征在于，转子铁芯上设置有以转子铁芯的圆心为旋转对称中心呈旋转对称的四组圆弧通腔。
4.如权利要求1所述同步磁阻电机转子机构，其特征在于，每组圆弧通腔包括第一层圆弧通腔、第二层圆弧通腔、第三层圆弧通腔和第四层圆弧通腔。
5.如权利要求4所述同步磁阻电机转子机构，其特征在于，第一层圆弧通腔、第二层圆弧通腔、第三层圆弧通腔和第四层圆弧通腔从转子铁芯的圆心向转子铁芯上的外轮廓方向依先后顺序排列。
6.如权利要求5所述同步磁阻电机转子机构，其特征在于，第一层圆弧通腔内设置有第一加强筋，第二层圆弧通腔内设置有第二加强筋。
7.如权利要求4所述同步磁阻电机转子机构，其特征在于，第一层圆弧通腔包括第一顶圆弧、第一底圆弧、两个第一短圆弧和两个第二短圆弧，第一顶圆弧的半径大小大于第一底圆弧的半径大小，第一短圆弧的半径大小大于第二短圆弧的半径大小。
8.如权利要求4所述同步磁阻电机转子机构，其特征在于，第二层圆弧通腔包括第二顶圆弧、第二底圆弧、两个第三短圆弧和两个第四短圆弧，第二顶圆弧的半径大小大于第二底圆弧的半径大小，第三短圆弧的半径大小大于第四短圆弧的半径大小。
9.如权利要求4所述同步磁阻电机转子机构，其特征在于，第四层圆弧通腔包括第四顶圆弧、第四底圆弧、两个第七短圆弧和两个第八短圆弧，第四顶圆弧的半径大小大于第四底圆弧的半径大小，第八短圆弧的半径大小大于第七短圆弧的半径大小。
10.如权利要求4所述同步磁阻电机转子机构，其特征在于，第三层圆弧通腔包括第三顶圆弧、第三底圆弧、两个第五短圆弧和两个第六短圆弧，第三顶圆弧的半径大小大于第三底圆弧的半径大小，第五短圆弧的半径大小大于第六短圆弧的半径大小。
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