CN110676956A - 转子冲片、电机转子和同步磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种转子冲片、电机转子和同步磁阻电机。该转子冲片包括冲片本体(1)，冲片本体(1)包括多个沿周向排布的磁障组，每个磁障组包括沿径向间隔排布的磁通屏障(2)，同一极下相邻的磁通屏障(2)之间形成导磁通道(3)，磁通屏障(2)的一端贯穿冲片本体(1)的外圆周形成开口(4)，磁通屏障(2)的另一端与冲片本体(1)的外圆周之间形成隔磁桥(5)。根据本申请的转子冲片，能够减少转子漏磁，有效提高电机转矩和输出效率。

Description

转子冲片、电机转子和同步磁阻电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体涉及一种转子冲片、电机转子和同步磁阻电机。

背景技术

同步磁阻电机转子内无永磁体，无鼠笼或者线圈，利用磁通总是沿磁阻最小路径闭合的磁阻最小原理，通过在转子内交替布置多层导磁通道及空气磁障，形成d轴与q轴的电感差值，从而产生转矩进行工作，d轴与q轴的电感差值越大，获得的转矩密度就越大。

现在的大部分同步磁阻电机转子结构如图1所示，转子上冲压出多层空气磁障11，空气磁障两端都有一层薄的导磁桥13，在电机通电运行时，大部分磁通会通过导磁通道12在转子形成回路，有一部分磁通会通过导磁桥13形成回路，这样会造成漏磁21，导致q轴电感变大，凸极比和d轴q轴电感差值变小，电机的输出转矩和功率因数变小。

发明内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种转子冲片、电机转子和同步磁阻电机，能够减少转子漏磁，有效提高电机转矩和输出效率。

为了解决上述问题，本申请提供一种转子冲片，包括冲片本体，冲片本体包括多个沿周向排布的磁障组，每个磁障组包括沿径向间隔排布的磁通屏障，同一极下相邻的磁通屏障之间形成导磁通道，磁通屏障的一端贯穿冲片本体的外圆周形成开口，磁通屏障的另一端与冲片本体的外圆周之间形成隔磁桥。

优选地，磁通屏障内设置有加强筋，加强筋连接在相邻的导磁通道之间。

优选地，沿径向由外而内的方向，第一个磁通屏障内设置有一个加强筋，其它磁通屏障内设置有两个加强筋。

优选地，第一个磁通屏障内的加强筋位于Q轴上，该加强筋自身关于Q轴对称，其它磁通屏障内的两个加强筋关于Q轴对称。

优选地，加强筋之间的间距Ln满足如下公式：

Ln＝(D1-D2)×(2n-P)/(2nP)

其中Ln为第n层磁障中加强筋间距，D1为冲片本体外径，D2为冲片本体内径，n为磁障层数，P为电机极对数。

优选地，加强筋的宽度为0.4mm-0.8mm。

优选地，磁通屏障包括垂直于Q轴的第一部分和相对于第一部分沿径向向外弯折的第二部分，加强筋位于第一部分内。

优选地，同一极下相邻的磁通屏障之间的导磁通道为悬臂结构，导磁通道的悬臂端设置有扣点；和/或，冲片本体的内周侧布设有铆钉孔。

优选地，开口位于转子冲片的旋转方向的前沿。

根据本申请的另一方面，提供了一种电机转子，包括转子冲片，该转子冲片为上述的转子冲片，转子冲片叠置在一起。

优选地，各转子冲片的开口在电机转子上的周向位置相同。

优选地，转子冲片包括扣点和铆钉孔时，各转子冲片通过扣点和铆钉扣合锁紧。

根据本申请的另一方面，提供了一种同步磁阻电机，包括上述的转子冲片或上述的电机转子。

本申请提供的转子冲片，包括冲片本体，冲片本体包括多个沿周向排布的磁障组，每个磁障组包括沿径向间隔排布的磁通屏障，同一极下相邻的磁通屏障之间形成导磁通道，磁通屏障的一端贯穿冲片本体的外圆周形成开口，磁通屏障的另一端与冲片本体的外圆周之间形成隔磁桥。该转子冲片采用非对称结构，在每个磁通屏障的一端形成开口，另一端形成隔磁桥，从而能够利用磁通屏障端部所形成的开口隔断该位置处的磁路，避免磁通屏障开口处的漏磁，从而改善同步磁阻电机转子磁桥漏磁问题，有效减少漏磁，提高输出转矩和输出效率，降低转子温度。

附图说明

图1为现有技术的电机的磁通结构示意图；

图2为本申请实施例的电机转子的立体结构示意图；

图3为本申请实施例的电机的磁通结构示意图；

图4为本申请实施例的电机转子的尺寸结构示意图；

图5为本申请实施例的电机转子的结构示意图。

附图标记表示为：

1、冲片本体；2、磁通屏障；3、导磁通道；4、开口；5、隔磁桥；6、加强筋；7、扣点；8、铆钉孔。

具体实施方式

结合参见图2至图5所示，根据本申请的实施例，转子冲片包括冲片本体1，冲片本体1包括多个沿周向排布的磁障组，每个磁障组包括沿径向间隔排布的磁通屏障2，同一极下相邻的磁通屏障2之间形成导磁通道3，磁通屏障2的一端贯穿冲片本体1的外圆周形成开口4，磁通屏障2的另一端与冲片本体1的外圆周之间形成隔磁桥5。

该转子冲片采用非对称结构，在每个磁通屏障2的一端形成开口4，另一端形成隔磁桥5，从而能够利用磁通屏障2端部所形成的开口4隔断该位置处的磁路，避免磁通屏障2的开口4处发生漏磁，从而改善同步磁阻电机转子磁桥漏磁问题，有效减少漏磁，提高输出转矩和输出效率，降低转子温度。

此外，由于磁通屏障2的一端形成开口4，因此可以使得磁通屏障2的一端不闭合，电机转子不是一个封闭的整体，能够在径向上直接与外界形成通道，在电机运行时，电机转子能够利用冲片本体1上在外圆周所形成的开口4搅动电机内空气，可以有效的对电机转子进行散热，减小轴承的温升，提高电机可靠性和寿命。

在本实施例中，磁通屏障2为空气屏障，每一极下都包括有多层空气屏障，通过磁通屏障2端部的开口4能够使得电机转子在相邻的导磁通道3之间形成空气屏障，直接阻碍了磁通的无效回路，减少电机旋转过程中的漏磁，提高了电机的d轴q轴电感差值，增加了凸极比，可以有效提高电机转矩和功率因数。

优选地，磁通屏障2内设置有加强筋6，加强筋6连接在相邻的导磁通道3之间。由于磁通屏障2内为空气槽，因此会导致相邻磁通屏障2之间的导磁通道3为悬臂结构，影响转子冲片结构的稳定性和可靠性，因此需要增加加强筋6作为相邻导磁通道3之间的连接结构，从而能够利用加强筋6实现多个导磁通道3之间的连接，提高转子冲片机械强度，提高其工作时的结构稳定性和可靠性。

在本实施例中，沿径向由外而内的方向，第一个磁通屏障2内设置有一个加强筋6，其它磁通屏障2内设置有两个加强筋6。

当然，在第一个磁通屏障2内也可以设置两个加强筋6，在各磁通屏障2内的加强筋6的数量并不局限与上述例子，可以根据需要进行选择。

优选地，第一个磁通屏障2内的加强筋6位于Q轴上，该加强筋6自身关于Q轴对称，其它磁通屏障2内的两个加强筋6关于Q轴对称，能够提高加强筋6对相邻导磁通道3之间连接结构的稳定性和均衡性，进一步提高转子冲片的机械强度，改善其工作稳定性。

优选地，在本实施例中，转子冲片共有n层空气磁障，其中第1层磁障有1个加强筋6，位于磁障中央；第2层-第n层磁障均有2个加强筋6，第2层磁障的两个加强筋6之间的间距为L2，第3层磁障的两个加强筋6之间的间距为L3，第n层磁障的两个加强筋6之间的间距为Ln。

加强筋6之间的间距Ln满足如下公式：

Ln＝(D1-D2)×(2n-P)/(2nP)

其中Ln为第n层磁障中加强筋间距，D1为冲片本体外径，D2为冲片本体内径，n为磁障层数，P为电机极对数。

通过上述公式可以合理设计加强筋6的设置位置，从而利用较少的加强筋6实现较佳的连接结构，保证相邻导磁通道3之间的连接强度分布均衡，同时可以避免加强筋6的数量过多造成较大漏磁，对电机性能造成不利影响。

优选地，加强筋6的宽度为0.4mm-0.8mm，既能够保证相邻导磁通道3之间的连接强度，又不会由于加强筋6的宽度过大而造成较多漏磁，保证了磁通屏障2的隔磁效果，有效改善了电机的凸极比，提高电机转矩和功率因数。

磁通屏障2包括垂直于Q轴的第一部分和相对于第一部分沿径向向外弯折的第二部分，加强筋6位于第一部分内。将加强筋6设置在第一部分内，是由于在电机旋转过程中，所受到的主要为径向的离心作用李，而第一部分垂直于Q轴，因此将加强筋6设置在第一部分内，能够更好地承受电机旋转过程中的径向离心力，提高加强筋6的承力效果和连接效果，较大程度地改善相邻导磁通道3之间的机械强度。

同一极下相邻的磁通屏障2之间的导磁通道3为悬臂结构，导磁通道3的悬臂端设置有扣点7；和/或，冲片本体1的内周侧布设有铆钉孔8。

在将转子冲片叠置为电机转子的过程中，可以使得相邻转子冲片的扣点7叠扣在一起，利用扣点7加强相邻转子冲片之间的扣合锁紧作用，增加电机转子成型之后的机械强度。

在完成转子冲片的叠置之后，可以利用铆钉通过铆钉孔将转子冲片铆压固定在一起，从而进一步提高转子冲片之间的连接强度，增加转子的机械强度。

上述的扣点7的形状可以为圆形、三角形、矩形、椭圆形等。

上述的导磁通道3和加强筋6均可以采用硅钢片等导磁材料制成。

优选地，开口4位于转子冲片的旋转方向的前沿。此处的前沿是指同一极下沿着电机转子的转动方向，磁通屏障2位于上游侧的一端。

由于在电机旋转过程中，在电机旋转方向前沿磁桥上的漏磁现象对电机输出转矩影响最大，所以要尽可能的减少电机旋转方向前沿磁桥的漏磁，将开口4设置在电机旋转方向前沿位置，可以用开口4取代该位置处的磁桥，从而避免在电机旋转方向前沿位置处发生的漏磁现象，减少旋转方向前沿漏磁，更加有效地提高电机的d轴q轴电感差值，增加凸极比，提高电机转矩和功率因数。

实际上，在电机旋转方向后沿位置设置开口4，也是能够对电机的漏磁起到有效的改善作用的。

根据本申请的实施例，电机转子包括转子冲片，该转子冲片为上述的转子冲片，转子冲片叠置在一起。

优选地，各转子冲片的开口4在电机转子上的周向位置相同，从而能够形成开口4位于同一轴向上的电机转子，有效地满足电机减少漏磁的需求。

优选地，转子冲片包括扣点7和铆钉孔8时，各转子冲片通过扣点7和铆钉扣合锁紧。

根据本申请的实施例，同步磁阻电机包括上述的转子冲片或上述的电机转子。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (13)

1.一种转子冲片，其特征在于，包括冲片本体(1)，所述冲片本体(1)包括多个沿周向排布的磁障组，每个所述磁障组包括沿径向间隔排布的磁通屏障(2)，同一极下相邻的所述磁通屏障(2)之间形成导磁通道(3)，所述磁通屏障(2)的一端贯穿所述冲片本体(1)的外圆周形成开口(4)，所述磁通屏障(2)的另一端与所述冲片本体(1)的外圆周之间形成隔磁桥(5)。

2.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述磁通屏障(2)内设置有加强筋(6)，所述加强筋(6)连接在相邻的所述导磁通道(3)之间。

3.根据权利要求2所述的转子冲片，其特征在于，沿径向由外而内的方向，第一个所述磁通屏障(2)内设置有一个加强筋(6)，其它所述磁通屏障(2)内设置有两个加强筋(6)。

4.根据权利要求3所述的转子冲片，其特征在于，第一个所述磁通屏障(2)内的加强筋(6)位于Q轴上，该加强筋(6)自身关于Q轴对称，其它所述磁通屏障(2)内的两个加强筋(6)关于Q轴对称。

5.根据权利要求3所述的转子冲片，其特征在于，所述加强筋(6)之间的间距Ln满足如下公式：

Ln＝(D1-D2)×(2n-P)/(2nP)

其中Ln为第n层磁障中加强筋间距，D1为冲片本体外径，D2为冲片本体内径，n为磁障层数，P为电机极对数。

6.根据权利要求2所述的转子冲片，其特征在于，所述加强筋(6)的宽度为0.4mm-0.8mm。

7.根据权利要求2所述的转子冲片，其特征在于，所述磁通屏障(2)包括垂直于Q轴的第一部分和相对于所述第一部分沿径向向外弯折的第二部分，所述加强筋(6)位于第一部分内。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的转子冲片，其特征在于，同一极下相邻的所述磁通屏障(2)之间的导磁通道(3)为悬臂结构，所述导磁通道(3)的悬臂端设置有扣点(7)；和/或，所述冲片本体(1)的内周侧布设有铆钉孔(8)。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的转子冲片，其特征在于，所述开口(4)位于所述转子冲片的旋转方向的前沿。

10.一种电机转子，包括转子冲片，其特征在于，所述转子冲片为权利要求1至9中任一项所述的转子冲片，所述转子冲片叠置在一起。

11.根据权利要求10所述的电机转子，其特征在于，各所述转子冲片的开口(4)在所述电机转子上的周向位置相同。

12.根据权利要求10所述的电机转子，其特征在于，所述转子冲片包括扣点(7)和铆钉孔(8)时，各所述转子冲片通过扣点(7)和铆钉扣合锁紧。

13.一种同步磁阻电机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的转子冲片或权利要求10至12中任一项所述的电机转子。

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