CN110768426A - 一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片及电机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片及电机，转子冲片本体为圆形，转子本体上设有4组沿圆周均匀分布的永磁体分段V一型结构。V一型结构中V型结构由辅助隔磁桥将其两边对称分开，每边由中间隔磁桥分开；V一型结构中一型结构由两中间隔磁桥将其均匀隔开。本发明在现有V型结构的基础上增设了一型结构和中间隔磁桥，有效地提高了永磁同步电机的弱磁扩速能力以及高速运转下的转子机械强度。

Description

一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片及电机
技术领域
本发明涉及电机制造技术领域，具体为一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片及电机。
背景技术
同步电机，和感应电机(即异步电机)一样是一种常用的交流电机。同步电机是电力系统的心脏，它是一种集旋转与静止、电磁变化与机械运动于一体，实现电能与机械能变换的元件，其动态性能十分复杂，而且其动态性能又对全电力系统的动态性能有极大影响。特点是:稳态运行时，转子的转速和电网频率之间有不变的关系n=ns=60f/p，其中f为电网频率，p为电机的极对数，ns称为同步转速。若电网的频率不变，则稳态时同步电机的转速恒为常数而与负载的大小无关。同步电机分为同步发电机和同步电动机。现代发电厂中的交流机以同步发电机为主。
现有 V 型结构永磁同步电机高速下输出转矩小，不利于电机的弱磁调速；同时高速下转子冲片的机械强度也限制着电机转速的提高。
改变定子槽数可提高电机的弱磁调速性能但所需投资大且性能提升有限；为加强高速下的机械强度在转子冲片上增设加强筋结构，加强筋结构虽可满足要求但其结构复杂不利于电机的大规模生产。
基于上述原因，有必要对现有电机转子冲片结构进行改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片及电机，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片，包括转子冲片本体，所述转子冲片本体为圆形，其内径 D1 为 25mm，外径 D2 为75mm，所述转子本体上设有 4 组沿圆周均匀分布的永磁体分段 V 一型结构；所述 V 一型结构中V 型结构由辅助隔磁桥将其两边对称隔开，每边由中间隔磁桥 1分开；所述V 一型结构中一型结构由两个中间隔磁桥 2将其均匀分开。
优选的，所述V 型结构的空气槽 1与一型结构平行，所述空气槽 1的上边与一型结构的下边间的垂直长度 H 为 17.2mm；所述V 型结构两边间的夹角α为 108.46°，相临两V 型结构间的夹角β为 18.46°。
优选的，所述V型结构每边两个永磁体安装槽 1由中间隔磁桥 1分开，主隔磁桥 1位于空气槽 2与转子冲片外边缘之间；中间隔磁桥 2将一型结构均匀分为 3 段，每段包括一永磁体安装槽 2及两个空气槽，所述一型结构最外侧空气槽与转子冲片外圆间的铁心段为主隔磁桥 2。
优选的，所述V型结构其辅助隔磁桥、中间隔磁桥 1、主隔磁桥 1的厚度δ1、δ2、δ3分别为 2、1、1.5mm；所述V 型结构的永磁体安装槽 1槽长 L1 和槽宽 W1 分别为 11 mm和3mm。
优选的，所述一型结构其中间隔磁桥 2和主隔磁桥 2的厚度δ4 和δ5 分别为2mm和 3.5mm；所述一型结构的永磁体安装槽 2槽长 L2 和槽宽 W2 分别为8 mm和 2mm。
优选的，一种利用高速高转矩永磁同步电机转子冲片的电机，包括定子、机壳、端盖、轴承及转子，所述定子热套于机壳内，所述转子安装在定子里，所述端盖及轴承用于转子的支撑；若干个转子冲片本体冲压形成转子铁心，转子铁心热套转轴后形成所述转子。
优选的，所述机壳外壁上设有散热组件，所述散热组件包括金属基板，所述金属基板表面焊接有U形散热翅片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相较于现有 V 型高速永磁同步电机转子冲片，其具有如下优点：1、增加一型结构，弥补了单 V 型结构弱磁调速性能差的缺点：2、增设中间隔磁桥，分担了转子冲片结构中主隔磁桥和辅助隔磁桥处的应力，加强了转子冲片高速下的机械强度；3、中间隔磁桥、主隔磁桥及辅助隔磁桥尺寸合理，电机漏磁系数较小。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为V型结构示意图；
图3为一型结构示意图；
图4为本发明电机结构示意图简图；
图5为本发明散热组件俯视图；
图6为一种实施例电机在9000 r/min高转速下的受力云图；
图7为一种实施例电机与现有电机弱磁能力对比图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片，包括转子冲片本体1，所述转子冲片本体1为圆形，其内径 D1 为 25mm，外径 D2 为75mm，所述转子本体1上设有 4 组沿圆周均匀分布的永磁体分段 V 一型结构；所述 V 一型结构中V 型结构2由辅助隔磁桥21将其两边对称隔开，每边由中间隔磁桥 122分开；所述V 一型结构中一型结构3由两个中间隔磁桥 2 31将其均匀分开。
本发明中，V 型结构2的空气槽 1 23与一型结构3平行，所述空气槽 1 23的上边与一型结构3的下边间的垂直长度 H 为 17.2mm；所述V 型结构2两边间的夹角α为108.46°，相临两 V 型结构2间的夹角β为 18.46°；其中，V型结构2每边两个永磁体安装槽1 24由中间隔磁桥 1 22分开，主隔磁桥 1 26位于空气槽 2 25与转子冲片外边缘之间；中间隔磁桥 2 31将一型结构3均匀分为 3 段，每段包括一永磁体安装槽 2 32及两个空气槽33，所述一型结构3最外侧空气槽33与转子冲片外圆间的铁心段为主隔磁桥 2 34。
本发明中，V型结构2其辅助隔磁桥21、中间隔磁桥 1 22、主隔磁桥 1 26的厚度δ1、δ2、δ3 分别为 2、1、1.5mm；所述V 型结构2的永磁体安装槽 1 24槽长 L1 和槽宽 W1 分别为 11 mm和 3mm。
本发明中，一型结构3其中间隔磁桥 2 31和主隔磁桥 2 34的厚度δ4 和δ5 分别为2mm 和 3.5mm；所述一型结构3的永磁体安装槽 2 32槽长 L2 和槽宽 W2 分别为8 mm和2mm。
本发明通过仿真软件对实施例电机进行模拟仿真，仿真结果表明高速高转矩永磁同步电机转子冲片设计合理。在 9000r/min 高转速下转子最大应力为 248MPa 远低于材料极限应力 450MPa 而现有电机在 9000r/min 时已接近材料极限应力；同时在 9000r/min 转速下实施例电机转矩为 31N.m 而现有电机仅为 20N.m，这表明实施例电机弱磁调速性能远高于现有电机。
本发明还公开了一种利用高速高转矩永磁同步电机转子冲片的电机，定子4、机壳5、端盖6、轴承7及转子8，所述定子4热套于机壳5内，所述转子8安装在定子4里，所述端盖6及轴承7用于转子8的支撑；若干个转子冲片本体1冲压形成转子铁心，转子铁心热套转轴后形成所述转子。
本发明中，机壳5外壁上设有散热组件，所述散热组件包括金属基板9，所述金属基板9表面焊接有U形散热翅片10，本发明采用的散热组件能够快速散去电机工作时产生的热量。
本发明相较于现有 V 型高速永磁同步电机转子冲片，其具有如下优点：1、增加一型结构，弥补了单 V 型结构弱磁调速性能差的缺点：2、增设中间隔磁桥，分担了转子冲片结构中主隔磁桥和辅助隔磁桥处的应力，加强了转子冲片高速下的机械强度；3、中间隔磁桥、主隔磁桥及辅助隔磁桥尺寸合理，电机漏磁系数较小。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片，包括转子冲片本体（1），其特征在于：所述转子冲片本体（1）为圆形，其内径 D1 为 25mm，外径 D2 为 75mm，所述转子本体（1）上设有4 组沿圆周均匀分布的永磁体分段 V 一型结构；所述 V 一型结构中V 型结构（2）由辅助隔磁桥（21）将其两边对称隔开，每边由中间隔磁桥 1（22）分开；所述V 一型结构中一型结构（3）由两个中间隔磁桥 2（31）将其均匀分开。
2.根据权利要求1所述的一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述V型结构（2）的空气槽 1（23）与一型结构（3）平行，所述空气槽 1（23）的上边与一型结构（3）的下边间的垂直长度 H 为 17.2mm；所述V 型结构（2）两边间的夹角α为 108.46°，相临两V 型结构（2）间的夹角β为 18.46°。
3.根据权利要求1所述的一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述V型结构（2）每边两个永磁体安装槽 1（24）由中间隔磁桥 1（22）分开，主隔磁桥 1（26）位于空气槽 2（25）与转子冲片外边缘之间；中间隔磁桥 2（31）将一型结构（3）均匀分为 3 段，每段包括一永磁体安装槽 2（32）及两个空气槽（33），所述一型结构（3）最外侧空气槽（33）与转子冲片外圆间的铁心段为主隔磁桥 2 （34）。
4.根据权利要求1所述的一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述V型结构（2）其辅助隔磁桥（21）、中间隔磁桥 1（22）、主隔磁桥 1（26）的厚度δ1、δ2、δ3 分别为 2、1、1.5mm；所述V 型结构（2）的永磁体安装槽 1（24）槽长 L1 和槽宽 W1 分别为 11mm和 3mm。
5.根据权利要求1所述的一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述一型结构（3）其中间隔磁桥 2（31）和主隔磁桥 2（34）的厚度δ4 和δ5 分别为2mm 和 3.5mm；所述一型结构（3）的永磁体安装槽 2（32）槽长 L2 和槽宽 W2 分别为8 mm和 2mm。
6.一种利用权利要求 1 所述的一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片的电机，其特征在于：包括定子（4）、机壳（5）、端盖（6）、轴承（7）及转子（8），所述定子（4）热套于机壳（5）内，所述转子（8）安装在定子（4）里，所述端盖（6）及轴承（7）用于转子（8）的支撑；若干个转子冲片本体（1）冲压形成转子铁心，转子铁心热套转轴后形成所述转子。
7.根据权利要求5所述的一种高速高转矩永磁同步电机转子冲片的电机，其特征在于：所述机壳（5）外壁上设有散热组件，所述散热组件包括金属基板（9），所述金属基板（9）表面焊接有U形散热翅片（10）。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111969743A (zh) * 2020-08-21 2020-11-20 南通大学 内置式v型分段高速永磁同步电机转子冲片及转子和电机

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202872490U (zh) * 2012-11-07 2013-04-10 上海中科深江电动车辆有限公司 电动汽车用永磁磁阻电机转子聚磁结构
CN203119728U (zh) * 2013-03-22 2013-08-07 上海联孚新能源科技有限公司 一种新能源轿车用交流永磁同步电机
CN206412854U (zh) * 2017-01-05 2017-08-15 安徽东道新能源科技有限公司 一种永磁同步电机转子及冲片
CN208986701U (zh) * 2018-09-20 2019-06-14 华域汽车电动系统有限公司 永磁电机转子结构
CN209299012U (zh) * 2019-01-25 2019-08-23 北京车和家信息技术有限公司 转子冲片和永磁电机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202872490U (zh) * 2012-11-07 2013-04-10 上海中科深江电动车辆有限公司 电动汽车用永磁磁阻电机转子聚磁结构
CN203119728U (zh) * 2013-03-22 2013-08-07 上海联孚新能源科技有限公司 一种新能源轿车用交流永磁同步电机
CN206412854U (zh) * 2017-01-05 2017-08-15 安徽东道新能源科技有限公司 一种永磁同步电机转子及冲片
CN208986701U (zh) * 2018-09-20 2019-06-14 华域汽车电动系统有限公司 永磁电机转子结构
CN209299012U (zh) * 2019-01-25 2019-08-23 北京车和家信息技术有限公司 转子冲片和永磁电机

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111969743A (zh) * 2020-08-21 2020-11-20 南通大学 内置式v型分段高速永磁同步电机转子冲片及转子和电机

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