CN111416455A - 一种车用高速永磁同步电机转子冲片及电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种车用高速永磁同步电机转子冲片，转子冲片包括多个沿周向均匀分布的磁性组，每个磁性组包括第一永磁体槽组和第二永磁体槽组，第一永磁体槽组包括呈V形设置的两个第一永磁体槽，在两个第一永磁体槽之间设有第一隔磁桥，在第一永磁体槽与转子冲片的外周之间设有第二隔磁桥；第二永磁体槽组包括呈V形的两个第二永磁体槽，在两个第二永磁体槽之间设有第三隔磁桥，在第二永磁体槽与转子冲片的外周之间设有第四隔磁桥；转子冲片还包括多个沿周向交错分布的第一减重孔和第二减重孔。本发明的有益之处在于，通过设置多个双V形的磁性组和交错分布的减重孔，在提高电机性能的基础上增强了转子冲片的强度，进而实现高功率密度和高速化。

Description

一种车用高速永磁同步电机转子冲片及电机
技术领域
本发明涉及车用电机技术领域，尤其涉及一种车用高速永磁同步电机转子冲片及电机。
背景技术
随着新能源汽车的快速发展，车用永磁同步电机正逐步向高功率密度和高速化发展。在高功率密度的基础上，高转速下的普通转子冲片容易变形，因此高速化对电机转子的强度提出了更高的要求。一方面，传统的提高转子强度的方法会增加转子冲片的结构强度，但增大隔磁桥宽度势必会降低电机的性能，难以达到高功率密度，因此高功率密度和高转速可视为两个相互矛盾的要求，现有的设计方法很难同时满足；另一方面，在低铁损、高磁感的基础上提高转子冲片材料的屈服强度，这样将会导致成本大幅增加。如何在现有冲片的材料性能下，保证电磁性能的同时优化高转速下转子冲片上的机械应力分布情况，进而实现转子高速化的目的，是目前亟待解决的问题。
发明内容
针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种既可以满足高功率密度又可以实现高转速的车用高速永磁同步电机转子冲片。
本发明提供了一种车用高速永磁同步电机转子冲片，在转子冲片的圆心处开有轴孔，所述转子冲片包括多个沿周向均匀分布的磁性组，每个磁性组为径向对称结构，包括第一永磁体槽组和第二永磁体槽组，所述第一永磁体槽组包括呈V形设置的两个第一永磁体槽，在所述V形尖部、两个第一永磁体槽之间设有第一隔磁桥，在所述第一永磁体槽与转子冲片的外周之间设有第二隔磁桥；所述第二永磁体槽组包括呈V形的两个第二永磁体槽，在所述V形尖部、两个第二永磁体槽之间设有第三隔磁桥，在所述第二永磁体槽与转子冲片的外周之间设有第四隔磁桥；所述转子冲片还包括多个沿周向交错分布的第一减重孔和第二减重孔，两者均位于所述磁性组和轴孔之间，所述第一减重孔位于所述磁性组的对称中心线上，所述第二减重孔位于相邻两个磁性组间的中心线上，所述第二减重孔到转子冲片的圆心的距离大于所述第一减重孔到转子冲片的圆心的距离。
优选地，所述第一永磁体槽组与第二永磁体槽组的V形角度比为0.75-0.8。
优选地，所述第一永磁体槽与第二永磁体槽放置永磁体区域的面积比为0.35-0.45。
优选地，所述第一隔磁桥与第三隔磁桥的宽度比为0.35-0.45。
优选地，所述第二隔磁桥与第四隔磁桥的宽度比为0.35-0.45。
优选地，所述转子冲片还包括多个铆扣点，相邻的两个第二永磁体槽组之间设有一个所述铆扣点。
优选地，所述铆扣点的中心到转子冲片圆心的距离与所述转子冲片外圆半径的比为0.74-0.77。
优选地，所述第二减重孔与第一减重孔的中心到所述转子冲片的圆心距离比为1.28-1.32。
优选地，所有减重孔的面积总和与所述转子冲片的面积比为0.06-0.07。
一种电机，包括前述的车用高速永磁同步电机转子冲片。
本发明的有益之处在于，通过设置多个双V形的磁性组和交错分布的两种减重孔，在提高电机性能的基础上增强了转子冲片的强度，进而实现高功率密度和高速化。
附图说明
图1为本发明车用永磁同步电机转子冲片的结构示意图；
图2为第一隔磁桥和第三隔磁桥的放大示意图；
图3为第二隔磁桥和第四隔磁桥的放大示意图；
图4为减重孔的放大示意图；
元件标号说明：
1 转子冲片
2 轴孔
31 第一减重孔
32 第二减重孔
4 铆扣点
5 第一永磁体槽
51 第一隔磁桥
52 第二隔磁桥
6 第二永磁体槽
61 第三隔磁桥
62 第四隔磁桥
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“外”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在现有技术中，转子冲片上一般仅设有一组呈V形排布的永磁体槽，虽然V形结构可以使得磁阻更小、磁阻转矩更大，但是当转子冲片在高速转动时，离心力所产生的应力作用会集中在隔磁桥上，容易导致隔磁桥损坏。为在满足高速化要求的基础上提升转子冲片的结构强度，如图1-3所示，本发明提供了一种车用高速永磁同步电机转子冲片，在转子冲片1的圆心处开有轴孔2，通过轴孔2可以将转子冲片1安装在转轴上。转子冲片1包括多个沿周向均匀分布的磁性组，具体地，磁性组的数量为8组，每个磁性组为径向对称结构，包括沿径向从外向内分布的第一永磁体槽组和第二永磁体槽组，第一永磁体槽组包括呈V形设置的两个第一永磁体槽5，在V形尖部、两个第一永磁体槽5之间设有第一隔磁桥51，在第一永磁体槽5与转子冲片1的外周之间设有第二隔磁桥52。第二永磁体槽组包括呈V形的两个第二永磁体槽6，在V形尖部、两个第二永磁体槽6之间设有第三隔磁桥61，在第二永磁体槽6与转子冲片1的外周之间设有第四隔磁桥62。每个V形的尖部均朝向轴孔2。在本发明的转子冲片中，隔磁桥的数量有所增加，可以更加均匀地分散每个隔磁桥上所承受的应力，确保转子冲片1可以承受高转速下的离心力作用。优选地，第一永磁体槽组与第二永磁体槽组的V形角度比为0.75-0.8，第一永磁体槽5和第二永磁体槽6放置永磁体区域的面积比为0.35-0.43，从而进一步地提高磁阻转矩，保证电磁性能，实现高功率目标。第一隔磁桥51与第三隔磁桥61的宽度比为0.35-0.45，第二隔磁桥52与第四隔磁桥62的宽度比为0.35-0.45，这样设置可以平衡四个隔磁桥上的应力分布，使得各隔磁桥上的最大应力基本一致，靠近但不超过材料本身的屈服强度，进一步提高转子冲片的极限转速。
如图1和图4所示，转子冲片1还包括多个沿周向交错分布的第一减重孔31和第二减重孔32，第一减重孔31和第二减重孔32均位于磁性组和轴孔2之间，其中，第一减重孔31位于磁性组的对称中心线上，第二减重孔32位于相邻两个磁性组间的中心线(即磁极的中心线)上，两者的数量与磁性组的组数相同。第二减重孔32到转子冲片1的圆心之间的距离大于第一减重孔31到转子冲片1的圆心之间的距离，第一减重孔31与相邻的两个第二减重孔32之间形成V形。具体地，第二减重孔32与第一减重孔31的中心到转子冲片1的圆心距离比为1.28-1.32，两种减重孔的半径相同，所有减重孔的面积总和与转子冲片1的面积比为0.06-0.07。两种减重孔交错分布，既减轻了转子冲片1占整个电机的比重，实现了转子冲片1的轻量化，又调整了转子冲片1上的应力分布，避免应力过于集中在隔磁桥上，从而实现了高转速目标。
如图1所示，转子冲片1上还包括多个铆扣点4，相邻的两个第二永磁体槽组之间设有一个铆扣点4，数量与磁性组的组数相同。铆扣点4的中心到转子冲片1圆心之间的距离与转子冲片1外圆半径的比为0.74-0.77。两片转子冲片1之间可以通过铆扣点4相连接，从而承受一定的离心力，增强转子冲片的整体强度，避免隔磁桥部分因应力过大而断裂。
本发明还提供了一种电机，包括前述的车用高速永磁同步电机转子冲片。
综上所述，本发明的有益之处在于，通过设置多个双V形的磁性组和交错分布的两种减重孔，在提高电机性能的基础上增强了转子冲片的强度，进而实现高功率密度和高速化。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种车用高速永磁同步电机转子冲片，在转子冲片(1)的圆心处开有轴孔(2)，其特征在于，
所述转子冲片(1)包括多个沿周向均匀分布的磁性组，每个磁性组为径向对称结构，包括第一永磁体槽组和第二永磁体槽组，所述第一永磁体槽组包括呈V形设置的两个第一永磁体槽(5)，在所述V形尖部、两个第一永磁体槽(5)之间设有第一隔磁桥(51)，在所述第一永磁体槽(5)与转子冲片(1)的外周之间设有第二隔磁桥(52)；所述第二永磁体槽组包括呈V形的两个第二永磁体槽(6)，在所述V形尖部、两个第二永磁体槽(6)之间设有第三隔磁桥(61)，在所述第二永磁体槽(6)与转子冲片(1)的外周之间设有第四隔磁桥(62)；
所述转子冲片(1)还包括多个沿周向交错分布的第一减重孔(31)和第二减重孔(32)，两者均位于所述磁性组和轴孔(2)之间，所述第一减重孔(31)位于所述磁性组的对称中心线上，所述第二减重孔(32)位于相邻两个磁性组间的中心线上，所述第二减重孔(32)到转子冲片(1)的圆心的距离大于所述第一减重孔(31)到转子冲片(1)的圆心的距离。
2.根据权利要求1所述的车用高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于，所述第一永磁体槽组与第二永磁体槽组的V形角度比为0.75-0.8。
3.根据权利要求1所述的车用高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于，所述第一永磁体槽(5)与第二永磁体槽(6)放置永磁体区域的面积比为0.35-0.45。
4.根据权利要求1所述的车用高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于，所述第一隔磁桥(51)与第三隔磁桥(61)的宽度比为0.35-0.45。
5.根据权利要求1所述的车用高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于，所述第二隔磁桥(52)与第四隔磁桥(62)的宽度比为0.35-0.45。
6.根据权利要求1所述的车用高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于，所述转子冲片(1)还包括多个铆扣点(4)，相邻的两个第二永磁体槽组之间设有一个所述铆扣点(4)。
7.根据权利要求6所述的车用高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于，所述铆扣点(4)的中心到转子冲片(1)圆心的距离与所述转子冲片(1)外圆半径的比为0.74-0.77。
8.根据权利求1所述的车用高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于，所述第二减重孔(32)与第一减重孔(31)的中心到所述转子冲片(1)的圆心距离比为1.28-1.32。
9.根据权利要求1所述的车用高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于，所有减重孔的面积总和与所述转子冲片(1)的面积比为0.06-0.07。
10.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的车用高速永磁同步电机转子冲片。
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