CN110535264A - 同步磁阻电机转子冲片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种同步磁阻电机转子冲片，包括横截面呈圆形的硅钢本体，硅钢本体上设置有以硅钢本体的圆心为旋转对称中心呈旋转对称的四组圆弧通腔，每组圆弧通腔包括至少三层圆弧通腔，至少三层圆弧通腔中距离硅钢本体的圆心较近的两层圆弧通腔上均设置有加强筋。本发明，提高了转子结构强度，降低局部磁通过饱和，降低铁耗。
Description
技术领域
本发明属于电机冲片结构技术领域，尤其涉及一种同步磁阻电机转子冲片。
背景技术
目前，全球环保节能是主题，在工业系统中，电机用电占了很大部分，故高效电机的发展越来越有意义。目前工业电机主要有三种，异步电机，永磁同步电机，开关磁阻电机，其中异步电机结构简单，但效率不高；永磁同步电机效率高，但采用稀土永磁材料，成本高；而开关磁阻电机转矩脉动大，噪音大。目前同步磁阻电机转子冲片结构在高速时候，冲片强度不够，隔磁桥部位可能会出现断裂现象。
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冲片，旨在解决背景技术中所提及的技术问题，提高了转子结构强度，降低局部磁通过饱和，降低铁耗。
本发明的一种同步磁阻电机转子冲片，包括横截面呈圆形的硅钢本体，硅钢本体上设置有以硅钢本体的圆心为旋转对称中心呈旋转对称的四组圆弧通腔，每组圆弧通腔包括至少三层圆弧通腔，至少三层圆弧通腔中距离硅钢本体的圆心较近的两层圆弧通腔上均设置有加强筋。
优选地，每层圆弧通腔上距离硅钢本体外壁最近的圆弧所对应的半径大小与硅钢本体的半径大小的比值为0.4-0.5。
优选地，至少三层圆弧通腔包括第一层圆弧通腔、第二层圆弧通腔和第三层圆弧通腔，第一层圆弧通腔与硅钢本体的圆心距离最近，加强筋包括第一加强筋和第二加强筋，第一加强筋设置于第一层圆弧通腔内，第二加强筋设置于第二层圆弧通腔内。
优选地，第一层圆弧通腔的最大宽度与硅钢本体的有效长度的比值为0.15-0.25，硅钢本体的有效长度表示硅钢本体的半径与转轴孔半径之间的差值。
优选地，第二层圆弧通腔的最大宽度与硅钢本体的有效长度的比值为0.1-0.2。
优选地，第三层圆弧通腔的最大宽度与硅钢本体的有效长度的壁纸为0.05-0.1。
本发明的同步磁阻电机转子冲片，有益效果如下：
1、加强筋的设计，提高了转子结构强度，降低局部磁通过饱和，降低铁耗；
2、本转子冲片采用具有高导磁性能的硅钢片，可以提高电机效率。
附图说明
图1为本发明同步磁阻电机转子冲片第一实施例的第一结构示意图；
图2为本发明同步磁阻电机转子冲片第一实施例的第二结构示意图；
图3为本发明同步磁阻电机转子冲片第一实施例的第三结构示意图；
图4为图2中D部分的局部放大示意图；
图5为本发明同步磁阻电机转子冲片第一实施例的第四结构示意图。
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5所示，图1为本发明同步磁阻电机转子冲片第一实施例的第一结构示意图；图2为本发明同步磁阻电机转子冲片第一实施例的第二结构示意图；图3为为本发明同步磁阻电机转子冲片第一实施例的第三结构示意图；图1、图2、图3、图5中所表述的图像是一样的，但标注不同，因此以4个图方式进行呈现。
本发明的一种同步磁阻电机转子冲片，包括横截面呈圆形的硅钢本体10，硅钢本体上设置有以硅钢本体的圆心Z为旋转对称中心呈旋转对称的四组圆弧通腔，每组圆弧通腔包括至少三层圆弧通腔，至少三层圆弧通腔中距离硅钢本体的圆心较近的两层圆弧通腔上均设置有加强筋666；四组圆弧通腔，具体地，如图1所示，比如B所标注的3个圆弧通腔就是其中一组；95所标注的就是其中一组；每组圆弧通腔包括至少三层圆弧通腔，比如95这组圆弧通腔包括第一层圆弧通腔90、第二层圆弧通腔91和第三层圆弧通腔92；至少三层圆弧通腔中距离硅钢本体的圆心较近的两层圆弧通腔上均设置有加强筋666，具体地，第一层圆弧通腔90、第二层圆弧通腔91上均设置有加强筋，第一层圆弧通腔上设置有第一加强筋30；第二层圆弧通腔91上设置有加强筋20。本发明的同步磁阻电机转子冲片，有益效果如下：加强筋的设计，提高了转子结构强度，降低局部磁通过饱和，降低铁耗。
如图2所示；优选地，每层圆弧通腔上距离硅钢本体外壁最近的圆弧所对应的半径大小与硅钢本体的半径大小R的比值为0.4-0.5，比如，以第一层圆弧通腔来说，其距离硅钢本体外臂最近的圆弧为第六顶圆弧R6与硅钢本体的半径大小R的比值为0.4-0.5；在保证加工可实现性和铁芯强度的同时，优化控制隔磁磁桥外部主磁通和漏磁通的分布，提高磁阻转矩并减小转矩脉动。如图3所示，每层圆弧通腔采用多段圆弧结构，圆弧段数为n，(4﹤n﹤14)，根据电机功率等级和通腔位置实现磁路的平滑临界饱和设计，实现特此材料的最大利用。具体地，如图3所示，第一层圆弧通腔包括第一顶圆弧R1、第二顶圆弧R2、第三顶圆弧R3、第四顶圆弧R4、第五顶圆弧R5、第六顶圆弧R6、第七底圆弧R7、第八底圆弧R8、第九底圆弧R9和第十底圆弧R10，第一顶圆弧R1一端经第二顶圆弧R2、第三顶圆弧R3、第四顶圆弧R4和第五顶圆弧R5与第六顶圆弧R6一端连接，第十顶圆弧R10一端经第九顶圆弧R9、第八顶圆弧R8和第七顶圆弧R7与第六顶圆弧R6另一端连接，第十顶圆弧R10另一端与第一顶圆弧R1另一端连接；上述具体限定第一层圆弧通腔中位于第一加强筋30一侧的圆弧通腔结构，另一侧圆弧通腔结构与该侧圆弧通腔呈对称(关于45角射线Z对称)；且第一顶圆弧R1所对应圆心、第二顶圆弧R2所对应圆心、第三顶圆弧R3所对应圆心、第四顶圆弧R4所对应圆心、第五顶圆弧R5所对应圆心、第六顶圆弧R6所对应圆心、第七底圆弧R7所对应圆心、第八底圆弧R8所对应圆心、第九底圆弧R9所对应圆心和第十底圆弧R10所对应圆心均不在45度角射线Z上。其中，第六顶圆弧R6为一侧圆弧通腔结构中距离硅钢本体的外侧最近的圆弧；第六顶圆弧R6大小与硅钢本体10的半径R的比值范围为大于等于0.4且小于等于0.5(如图4所示)。
如图4所示，第二层圆弧通腔包括第十一顶圆弧R11、第十二顶圆弧R12、第十三顶圆弧R13、第十四底圆弧R14、第十五底圆弧R15和第十六底圆弧R16，第十一顶圆弧R11一端经第十二顶圆弧R12与第十三顶圆弧R13一端连接，第十六底圆弧R16一端经第十五底圆弧R15和第十四底圆弧R14与第十三顶圆弧R13另一端连接；第十六底圆弧R16另一端与第十一顶圆弧另一端连接。上述具体限定第二层圆弧通腔中位于第二加强筋20一侧的圆弧通腔结构，另一侧圆弧通腔结构与该侧圆弧通腔呈对称(关于45度角射线Z对称)，且第十一顶圆弧R11所对应圆心、第十二顶圆弧R12所对应圆心、第十三顶圆弧R13所对应圆心、第十四底圆弧R14所对应圆心、第十五底圆弧R15所对应圆心和第十六底圆弧R16所对应圆心均不在45度角射线Z上。
如图4所示，第三层圆弧通腔包括第十七顶圆弧R17、第十八顶圆弧R18、第十九顶圆弧R19、第二十底圆弧R20、第二十一底圆弧R21和第二十二底圆弧R22，第十七顶圆弧R17一端经第十八顶圆弧R18与第十九顶圆弧R19一端连接，第二十二底圆弧R22一端经第二十一底圆弧R21和第二十底圆弧R20与第十九顶圆弧R19另一端连接，第二十二底圆弧R22另一端与第十七顶圆弧R17另一端连接；上述具体限定第三层圆弧通腔中位于45角射线Z一侧的通腔结构，另一侧通腔结构与该侧通腔结构呈45度角射线Z对称；且第十七顶圆弧R17所对应圆心、第十八顶圆弧R18所对应圆心、第十九顶圆弧R19所对应圆心、第二十底圆弧R20所对应圆心、第二十一底圆弧R21所对应圆心和第二十二底圆弧R22所对应圆心均不在45度角射线Z上。
如图1所示，优选地，至少三层圆弧通腔包括第一层圆弧通腔、第二层圆弧通腔和第三层圆弧通腔，第一层圆弧通腔与硅钢本体的圆心距离最近，加强筋包括第一加强筋和第二加强筋，第一加强筋30设置于第一层圆弧通腔90内，第二加强筋20设置于第二层圆弧通腔91内。
如图2所示，优选地，第一层圆弧通腔的最大宽度L1与硅钢本体的有效长度L的比值为0.15-0.25，硅钢本体的有效长度L表示硅钢本体的半径R与转轴孔80的半径之间的差值。优选地，第二层圆弧通腔的最大宽度L2与硅钢本体的有效长度L的比值为0.1-0.2。优选地，第三层圆弧通腔的最大宽度L3与硅钢本体的有效长度L的比值为0.05-0.1，保证最优转子并联磁阻网络设计，实现最优工作磁通分布。
对于第一加强筋的厚度H1和第二加强筋的厚度H2，第二加强筋的厚度H2与第一加强筋的厚度H1的比值范围为大于0.6且小于等于1；即0.6﹤H1/H2≤1，提高了转子结构强度，降低局部磁通过饱和，降低铁耗。
同步磁阻电机遵循磁阻最小路径闭合的原理，通过转子在不同位置引起的磁阻变化产生的磁拉力形成转矩。其转矩公式为T＝P(Ld-Lq)*id*iq，Ld—直轴电感，Lq—交轴电感，可以看出增加d-q交直轴电感差，可以提高转矩，d表示直轴，q表示交轴；对于说明书附图中，图1、图2、图3、图5实际是同一张图，但为了避免因为标注线过多产生交叉，通过多张图进行标注。
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 (7)
1.一种同步磁阻电机转子冲片，其特征在于，包括横截面呈圆形的硅钢本体，硅钢本体上设置有以硅钢本体的圆心为旋转对称中心呈旋转对称的四组圆弧通腔，每组圆弧通腔包括至少三层圆弧通腔，至少三层圆弧通腔中距离硅钢本体的圆心较近的两层圆弧通腔上均设置有加强筋。
2.如权利要求1所述同步磁阻电机转子冲片，其特征在于，每层圆弧通腔上距离硅钢本体外壁最近的圆弧所对应的半径大小与硅钢本体的半径大小的比值为0.4-0.5。
3.如权利要求1所述同步磁阻电机转子冲片，其特征在于，至少三层圆弧通腔包括第一层圆弧通腔、第二层圆弧通腔和第三层圆弧通腔，第一层圆弧通腔与硅钢本体的圆心距离最近，加强筋包括第一加强筋和第二加强筋，第一加强筋设置于第一层圆弧通腔内，第二加强筋设置于第二层圆弧通腔内。
4.如权利要求3所述同步磁阻电机转子冲片，其特征在于，第一层圆弧通腔的最大宽度与硅钢本体的有效长度的比值为0.15-0.25，硅钢本体的有效长度表示硅钢本体的半径与转轴孔半径之间的差值。
5.如权利要求3所述同步磁阻电机转子冲片，其特征在于，第二层圆弧通腔的最大宽度与硅钢本体的有效长度的比值为0.1-0.2。
6.如权利要求3所述同步磁阻电机转子冲片，其特征在于，第三层圆弧通腔的最大宽度与硅钢本体的有效长度的壁纸为0.05-0.1。
7.如权利要求3所述同步磁阻电机转子冲片，其特征在于，第二加强筋的厚度与第一加强筋的厚度的比值范围为大于0.6且小于等于1。
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