CN112421906B - 带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子生产方法，属于汽车电机电器技术领域。该转子设置蝙蝠形槽和与蝙蝠形槽对应的蝙蝠形凸起，用于增加T字型转子铁芯与磁轭转子铁芯之间的接触面积，底部受力更加均匀，提高转子的耐用程度、牢固度以及定位难易程度，转子铁芯自身既可导磁又可轴向固定，起到双重作用；转子铁芯采用模块化，绕线方便快捷，加工工艺简单降低成本，同时凸极内部磁体聚集于凸极靠外侧中间部分，电磁力磁力线不会穿过磁体，避免永磁钢产生不可逆退磁，磁路磁阻减小，电机输出转矩、功率密度、效率增加，提高了电机性价比。

Description

带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子生产方法
技术领域
本发明提供一种带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子生产方法，属于汽车电机电器技术领域。
背景技术
目前电动汽车上采用的驱动电机转子的生产方法大多采用转子一体化的结构，如现有技术，专利名称：一种具有高功率密度的混合励磁电同步电机，专利号：ZL201120422519.0，公开了如下技术方案，包括转子、定子、励磁绕组和磁钢，转子铁心包括第一凸极与第二凸极，第一凸极与第二凸极均置于转子铁心的外侧且交替排列，第一凸极包括第一类型永磁体与第二类型永磁体，第一类型永磁体与第二类型永磁体内嵌于第一凸极中，励磁绕组环绕在第二凸极上，该结构转子的相邻凸极之间间隔太小，绕制线圈困难，电机成本高，且磁钢覆盖整个凸极，在冲击电流的电枢反应作用下，可能产生不可逆退磁，电机输出转矩、效率低。
发明内容
本发明的目的是能克服上述缺陷，提供带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子生产方法，该转子设置蝙蝠形槽和与蝙蝠形凹槽对应的蝙蝠形凸起，可以增大T字型转子铁芯与磁轭转子铁芯之间的接触面积，底部受力更加均匀，提高转子的耐用程度、牢固度以及定位难易程度，转子铁芯自身既可导磁又可轴向固定，起到双重作用；转子铁芯采用模块化，绕线方便快捷，加工工艺简单降低成本，同时凸极内部磁体聚集于凸极靠外侧中间部分，电磁力磁力线不会穿过磁体，避免永磁钢产生不可逆退磁，磁路磁阻减小，电机输出转矩、功率密度、效率增加，提高了电机性价比。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为：一种带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1)冲剪第一磁轭转子冲片，第一磁轭转子冲片为圆环形；
冲剪第二磁轭转子冲片，第二磁轭转子冲片外侧均匀设置偶数个蝙蝠形槽，蝙蝠形槽的外边和第二磁轭转子冲片的外边连通，第二磁轭转子冲片为圆环形，第二磁轭转子冲片内外圆的直径等于第一磁轭转子冲片内外圆的直径；
将M个第一磁轭转子冲片和N个第二磁轭转子冲片按毛刺朝向一个方向的方式叠压，M<N，焊接形成磁轭转子铁芯；
2)冲剪第一T字型转子冲片，第一T字型转子冲片包括横向设置的第一极靴和纵向设置的第一极身，第一极靴内设置圆弧形槽和W型槽，W型槽由两个第一矩形槽和位于两个第一矩形槽之间的两个第二矩形槽组成，两个第一矩形槽的中心和两个第二矩形槽的外端在同一水平线上，两个第一矩形槽的底端和两个第二矩形槽的底端在同一水平线上；
冲剪第二T字型转子冲片，第二T字型转子冲片包括横向设置的第二极靴和纵向设置的第二极身，第二极靴的形状尺寸和第一极靴的形状尺寸完全相同，第二极身宽度等于第一极身宽度，第二极身高度大于第一极身高度，在第二极身高于第一极身的部分设置与蝙蝠形槽对应的蝙蝠形凸起，蝙蝠形凸起包括最底端的两个定位尖角，所述两个定位尖角的两侧各设置一个固定尖角。蝙蝠形凸起的设置用于增加T字型转子铁芯与磁轭转子铁芯之间的接触面积，相比较传统凸起，这种凸起使底部受力更加均匀，提高转子的耐用程度及牢固度，避免T字型转子铁芯在电动汽车用电机高速运行时因离心力过大脱落的问题；同时最底端的两个定位尖角可以视为两个端点，更易于定位；
将M个第一T字型转子冲片和N个第二T字型转子冲片按毛刺朝向一个方向的方式叠压焊接形成T字型转子铁芯；
3)在偶数个T字型转子铁芯的极身上绕制励磁绕组，不同T字型转子铁芯上的励磁绕组的缠绕方向均相同；
将偶数个绕有励磁绕组的T字型转子铁芯轴向插入磁轭转子铁芯的蝙蝠形槽内，T字型转子铁芯中的M个第一T字型转子冲片和磁轭转子铁芯中的M个第一磁轭转子冲片在轴向方向的同一侧；
将磁轭转子铁芯套装在转轴上，在靠近磁轭转子铁芯中N个第二T字型转子冲片的一侧放置圆环形止退片，最后用锁紧螺母将止退片、T字型转子铁芯和磁轭转子铁芯锁紧在轴上。这种锁紧方式是依靠M个第一磁轭转子冲片实现单边止退，磁轭转子铁芯自身既可导磁又可轴向固定，起到双重作用，结构可靠，同时节省电机内部有效空间，质量减轻，成本降低；
4)将相邻两个T字型转子铁芯上的励磁绕组按照尾尾相接，首首相接相互间隔的方式依次连接，最后将第一个T字型转子铁芯上励磁绕组的首端和最后一个T字型转子铁芯上励磁绕组的尾端分别接在直流电源的正负极；
将第一磁钢、第二磁钢和第三磁钢按照同一T字型转子铁芯外侧面极性相同的方式、相邻T字型转子铁芯外侧面极性相反的方式依次安放在第一矩形槽、第二矩形槽和圆弧形槽内，形成带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子。
圆弧形槽和两个第一矩形槽外端均与T字形转子铁芯最外边有1.5mm的不连通距离，圆弧形槽的直径等于两个第一矩形槽外端之间距离的1/3，W型槽的高度等于第一极靴高度的2/3，W型槽的宽度等于第一极靴宽度的2/3，电励磁磁场经过W型槽和T字型转子铁芯极靴左右两侧之间的部分，电磁磁场和永磁磁场为并联关系；
两个第二矩形槽内端之间的距离等于圆弧形槽的直径。
第一磁轭转子冲片的外圆直径小于励磁绕组底端所在圆周直径，圆环形止退片的外圆直径等于第一磁轭转子冲片的外圆直径。
第一极身的内边为凹面朝向第一T字型转子冲片圆心的圆弧形设置，第一极身的内边所在圆周直径等于第一磁轭转子冲片的外圆直径。
本发明与现有技术相比，具备如下技术效果：
(1)蝙蝠形凸起可以增加T字型转子铁芯与磁轭转子铁芯之间的接触面积，底部受力更加均匀，提高转子的耐用程度及牢固度，避免T字型转子铁芯在电动汽车用电机高速运行时因离心力过大脱落的问题；
(2)蝙蝠形槽对应蝙蝠形凸起设置，在水平方向上对T字型转子铁芯可以起到辅助固定的作用，蝙蝠形凸起底部的两个端点也更易于定位；
(3)独立的T字型转子铁芯结构易于绕制励磁绕组，下线简单快捷，提高电机生产速率，绕线不需经过相邻T字型转子铁芯横向部分之间的有限空间，可以提高绕线密度及结构紧凑度；
(4)依靠M个第一磁轭转子冲片实现单边止退，转子铁芯自身既可导磁又可轴向固定，起到双重作用，结构可靠，同时节省电机内部有效空间，质量减轻，成本降低；
(5)励磁绕组可以按同一个方向进行绕制，提高生产效率，节省成本；
(6)采用双层永磁磁极结构，第二永磁钢和第三永磁钢两层永磁钢可以增强气隙磁密中部场强，隔磁槽组合第一永磁钢和第二永磁钢能够更好地发挥磁路封阻作用，第三永磁钢能发挥其磁力吸引作用，使永磁磁力线汇集于凸极中部，削弱驱动电机反电动势高次谐波含量，使气隙磁密波形接近正弦分布；
(7)转子结构中的永磁钢所有位于凸极横向部分的靠外侧中间部分，电励磁磁力线大部分经过硅钢片，铁损少。
附图说明
图1是本发明的生产工序流程图；
图2是从第二磁轭转子冲片端看去本发明的磁轭转子铁芯主视图；
图3是图2所示结构的A-A剖视图；
图4是本发明的第一T字型转子冲片、第二T字型转子冲片的结构图；
图中：1、第一磁轭转子冲片；2、第二磁轭转子冲片；201、蝙蝠形槽；3、第一T字型转子冲片；301、第一极靴；302、第一极身；303、圆弧形槽；304、W型槽；4、第二T字型转子冲片；401、第二极靴；402、第二极身；403、蝙蝠形凸起；404、定位尖角；405、固定尖角。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例做进一步描述。
实施例
如图1至图4所示，包括以下步骤：
1)冲剪第一磁轭转子冲片1，第一磁轭转子冲片1为圆环形；
冲剪第二磁轭转子冲片2，第二磁轭转子冲片2外侧均匀设置偶数个蝙蝠形槽201，蝙蝠形槽201的外边和第二磁轭转子冲片2的外边连通，第二磁轭转子冲片2为圆环形，第二磁轭转子冲片2内外圆的直径等于第一磁轭转子冲片1内外圆的直径；
将M个第一磁轭转子冲片1和N个第二磁轭转子冲片2按毛刺朝向一个方向的方式叠压，M<N，焊接形成磁轭转子铁芯；
2)冲剪第一T字型转子冲片3，第一T字型转子冲片3包括横向设置的第一极靴301和纵向设置的第一极身302，第一极靴301内设置圆弧形槽303和W型槽304，W型槽304由两个第一矩形槽和位于两个第一矩形槽之间的两个第二矩形槽组成，两个第一矩形槽的中心和两个第二矩形槽的外端在同一水平线上，两个第一矩形槽的底端和两个第二矩形槽的底端在同一水平线上；
圆弧形槽303和两个第一矩形槽外端均与T字型转子铁芯最外边有1.5mm的不连通距离，圆弧形槽303的直径等于两个第一矩形槽外端之间距离的1/3，W型槽304的高度等于第一极靴301高度的2/3，W型槽304的宽度等于第一极靴301宽度的2/3，电励磁磁场经过W型槽和T字形转子铁芯极靴左右两侧之间的部分，电磁磁场和永磁磁场为并联关系；
两个第二矩形槽内端之间的距离等于圆弧形槽303的直径；
冲剪第二T字型转子冲片4，第二T字型转子冲片4包括横向设置的第二极靴401和纵向设置的第二极身402，第二极靴401的形状尺寸和第一极靴301的形状尺寸完全相同，第二极身402宽度等于第一极身302宽度，第二极身402高度大于第一极身302高度，在第二极身402高于第一极身302的部分设置与蝙蝠形槽201对应的蝙蝠形凸起403，蝙蝠形凸起403包括最底端的两个定位尖角404，所述两个定位尖角的两侧各设置一个固定尖角405。蝙蝠形凸起403的设置用于增加T字型转子铁芯与磁轭转子铁芯之间的接触面积，相比较传统凸起，这种凸起使底部受力更加均匀，提高转子的耐用程度及牢固度，避免T字型转子铁芯在电动汽车用电机高速运行时因离心力过大脱落的问题；同时最底端的两个定位尖角404可以视为两个端点，更易于定位；
将M个第一T字型转子冲片3和N个第二T字型转子冲片4按毛刺朝向一个方向的方式叠压焊接形成T字型转子铁芯；
3)在偶数个T字型转子铁芯的极身上绕制励磁绕组，不同T字型转子铁芯上的励磁绕组的缠绕方向均相同；
将偶数个绕有励磁绕组的T字型转子铁芯轴向插入磁轭转子铁芯的蝙蝠形槽201内，T字型转子铁芯中的M个第一T字型转子冲片3和磁轭转子铁芯中的M个第一磁轭转子冲片1在轴向方向的同一侧；
将磁轭转子铁芯套装在转轴上，在靠近磁轭转子铁芯中N个第二T字型转子冲片4的一侧放置圆环形止退片，最后用锁紧螺母将止退片、T字型转子铁芯和磁轭转子铁芯锁紧在轴上。这种锁紧方式是依靠M个第一磁轭转子冲片实现单边止退，磁轭转子铁芯自身既可导磁又可轴向固定，起到双重作用，结构可靠，同时节省电机内部有效空间，质量减轻，成本降低；
4)将相邻两个T字型转子铁芯上的励磁绕组按照尾尾相接，首首相接相互间隔的方式依次连接，最后将第一个T字型转子铁芯上励磁绕组的首端和最后一个T字型转子铁芯上励磁绕组的尾端分别接在直流电源的正负极；
将第一磁钢、第二磁钢和第三磁钢按照同一T字型转子铁芯外侧面极性相同的方式、相邻T字型转子铁芯外侧面极性相反的方式依次安放在第一矩形槽、第二矩形槽和圆弧形槽303内，形成带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子；
第一磁轭转子冲片1的外圆直径小于励磁绕组底端所在圆周直径，圆环形止退片的外圆直径等于第一磁轭转子冲片1的外圆直径；
第一极身302的内边为凹面朝向第一T字型转子冲片3圆心的圆弧形设置，第一极身302的内边所在圆周直径等于第一磁轭转子冲片1的外圆直径。

Claims (3)

1.一种带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子生产方法，其特征在于包括以下步骤：
1)冲剪第一磁轭转子冲片(1)，第一磁轭转子冲片(1)为圆环形；
冲剪第二磁轭转子冲片(2)，第二磁轭转子冲片(2)外侧均匀设置偶数个蝙蝠形槽(201)，蝙蝠形槽(201)的外边和第二磁轭转子冲片(2)的外边连通，第二磁轭转子冲片(2)为圆环形，第二磁轭转子冲片(2)内外圆的直径等于第一磁轭转子冲片(1)内外圆的直径；
将M个第一磁轭转子冲片(1)和N个第二磁轭转子冲片(2)按毛刺朝向一个方向的方式叠压，M<N，焊接形成磁轭转子铁芯；
2)冲剪第一T字型转子冲片(3)，第一T字型转子冲片(3)包括横向设置的第一极靴(301)和纵向设置的第一极身(302)，第一极靴(301)内设置圆弧形槽(303)和W型槽(304)，W型槽(304)由两个第一矩形槽和位于两个第一矩形槽之间的两个第二矩形槽组成，两个第一矩形槽的中心和两个第二矩形槽的外端在同一水平线上，两个第一矩形槽的底端和两个第二矩形槽的底端在同一水平线上；
冲剪第二T字型转子冲片(4)，第二T字型转子冲片(4)包括横向设置的第二极靴(401)和纵向设置的第二极身(402)，第二极靴(401)的形状尺寸和第一极靴(301)的形状尺寸完全相同，第二极身(402)宽度等于第一极身(302)宽度，第二极身(402)高度大于第一极身(302)高度，在第二极身(402)高于第一极身(302)的部分设置与蝙蝠形槽(201)对应的蝙蝠形凸起(403)，蝙蝠形凸起(403)包括最底端的两个定位尖角(404)，两个定位尖角的两侧各设置一个固定尖角(405)；
蝙蝠形凸起(403)的设置用于增加T字型转子铁芯与磁轭转子铁芯之间的接触面积，相比较传统凸起，这种凸起使底部受力更加均匀，提高转子的耐用程度及牢固度，避免T字型转子铁芯在电动汽车用电机高速运行时因离心力过大脱落的问题；同时最底端的两个定位尖角(404)可以视为两个端点，更易于定位；
将M个第一T字型转子冲片(3)和N个第二T字型转子冲片(4)按毛刺朝向一个方向的方式叠压焊接形成T字型转子铁芯；
3)在偶数个T字型转子铁芯的极身上绕制励磁绕组，不同T字型转子铁芯上的励磁绕组的缠绕方向均相同；
将偶数个绕有励磁绕组的T字型转子铁芯轴向插入磁轭转子铁芯的蝙蝠形槽(201)内，T字型转子铁芯中的M个第一T字型转子冲片(3)和磁轭转子铁芯中的M个第一磁轭转子冲片(1)在轴向方向的同一侧；
将磁轭转子铁芯套装在转轴上，在靠近磁轭转子铁芯中N个第二T字型转子冲片(4)的一侧放置圆环形止退片，最后用锁紧螺母将止退片、T字型转子铁芯和磁轭转子铁芯锁紧在轴上；
这种锁紧方式是依靠M个第一磁轭转子冲片实现单边止退，磁轭转子铁芯自身既可导磁又可轴向固定，起到双重作用，结构可靠，同时节省电机内部有效空间，质量减轻，成本降低；
4)将相邻两个T字型转子铁芯上的励磁绕组按照尾尾相接，首首相接相互间隔的方式依次连接，最后将第一个T字型转子铁芯上励磁绕组的首端和最后一个T字型转子铁芯上励磁绕组的尾端分别接在直流电源的正负极；
将第一磁钢、第二磁钢和第三磁钢按照同一T字型转子铁芯外侧面极性相同的方式、相邻T字型转子铁芯外侧面极性相反的方式依次安放在第一矩形槽、第二矩形槽和圆弧形槽(303)内，形成带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子。
2.根据权利要求1所述的带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子生产方法，其特征在于：
圆弧形槽(303)和两个第一矩形槽外端均与T字型转子铁芯最外边有1.5mm的不连通距离，圆弧形槽(303)的直径等于两个第一矩形槽外端之间距离的1/3，W型槽(304)的高度等于第一极靴(301)高度的2/3，W型槽(304)的宽度等于第一极靴(301)宽度的2/3，电励磁磁场经过T字型转子铁芯的W型槽和极靴左右两侧之间的部分，电磁磁场和永磁磁场为并联关系；
两个第二矩形槽内端之间的距离等于圆弧形槽(303)的直径。
3.根据权利要求1所述的带有蝙蝠形槽的单边止退模块化驱动电机转子生产方法，其特征在于：
第一磁轭转子冲片(1)的外圆直径小于励磁绕组底端所在圆周直径，圆环形止退片的外圆直径等于第一磁轭转子冲片(1)的外圆直径；
第一极身(302)的内边为凹面朝向第一T字型转子冲片(3)圆心的圆弧形设置，第一极身(302)的内边所在圆周直径等于第一磁轭转子冲片(1)的外圆直径。
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