CN112448501A - 一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构 - Google Patents

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杨明浩
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Abstract

本发明涉及永磁同步电机转子铁心，具体为一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，包括转子支架、磁极铁芯组件和压板，磁极铁芯组件包括由冲片叠压成的磁极铁芯，磁极铁芯上开有燕尾槽，燕尾槽内安装燕尾筋，磁极铁芯在转子支架的圆周面呈间隔分布，燕尾筋通过螺钉和垫圈固定在转子支架上，也即将磁极铁芯固定在转子支架上，磁极铁芯的间隔处分别固定设置永磁体，磁极铁芯两端压板通过螺栓与垫圈连接在转子支架上。安装时，转子支架与转轴通过热套的方式形成一个整体支架，磁极铁心结构设计合理，使用时电机工作稳定性高，噪音小。与现有技术相比，在保证转子铁芯机械强度的情况下，转子铁芯结构具有重量轻、效率高、可靠性高、噪音小的优点。

Description

一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构
技术领域
本发明涉及永磁同步电机转子铁心，具体为一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构。
背景技术
近年来，永磁同步电动机因其具有效率高、功率因数高而得到快速发展，目前在许多场合开始逐步取代最常用的交流异步电动机，随着永磁同步电动机的逐渐推广应用，电机体积小型化、轻量化也成为目前电机发展的最主要的趋势。在电机设计中，转子铁芯作为电机的重要组成部件，主要用于磁钢块的安装与固定，其不仅要满足机械强度要求，还要满足磁负荷的要求，传统的转子铁芯结构在实现功能要求和可靠性要求的前提下，没有实现比较优的轻量化设计，而对于转子铁芯结构的减重设计也并非简单的镂空去重，所以研发一种轻量化的转子铁芯结构就是非常迫切解决的技术问题。
常规永磁转子组件包括转轴、转子铁芯和转子压板，转子铁芯包括若干个呈扇形形状的转子冲片单元和若干永磁体，其中：若干呈扇形形状的转子冲片单元在轴向上叠压固定连接形成转子铁芯单元；转子铁芯单元在圆周方向呈间隔分布；转子铁芯的间隔处分别固定设置永磁体，永磁转子组件还包括一体成型的非导磁件，永磁转子组件通过非导磁件将转子铁芯与转轴固定连接。现有技术中的转子铁芯主要采用钢铁作为结构的主要构成，对于体积较大的电机来说，转子铁芯结构设计不甚合理，由于转子铁芯重量大，转动惯量大，电机在运行时，存在着较大的损耗，效率难以大幅度提高，同时由于转子铁芯结构设计不合理，重量大，装配使用时电机工作稳定性差，噪音大。
发明内容
本发明是一种轻量化的燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁芯结构，转子支架主要采用钢铁结构结合铸铝合金进行设计，解决了现有技术中转子铁芯重量大，装配使用时电机工作稳定性差，噪音大问题，由于铝合金质量比铁轻，转子支架自重减轻约24%，使得电机转子在运行时能发挥更高的效能；转子铁芯两端为压板，中间为数段叠压好的磁极铁芯进行二次叠压；铁芯上开有燕尾槽，通过燕尾筋与紧固螺钉将其固定在转子支架上，磁极铁芯结构设计合理。
本发明是采用如下的技术方案实现的：一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，包括转子支架、磁极铁芯组件和压板，磁极铁芯组件包括由冲片叠压成的磁极铁芯，磁极铁芯上开有燕尾槽，燕尾槽内安装燕尾筋，磁极铁芯在转子支架的圆周面呈间隔分布，燕尾筋通过螺钉和垫圈固定在转子支架上，也即将磁极铁芯固定在转子支架上，磁极铁芯的间隔处分别固定设置永磁体，磁极铁芯两端压板通过螺栓与垫圈连接在转子支架上。安装时，转子支架与转轴通过热套的方式形成一个整体支架，磁极铁心结构设计合理，使用时电机工作稳定性高，噪音小。
上述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，转子支架包括轴套与支架，支架包括同轴的外管体和内管体，内管体和外管体之间连接有辐板，轴套安装在支架内管体内，磁极铁芯组件安装在支架外管体的柱面圆周上，轴套的材质为钢铁，支架的材质为铸铝合金。钢铁结构轴套结合铸铝合金支架，解决了现有技术中转子铁芯重量大，装配使用时电机工作稳定性差，噪音大问题，由于铝合金质量比铁轻，转子支架自重减轻约24%，使得电机转子在运行时能发挥更高的效能。
上述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，轴套外圆周设置凹凸槽，支架内管体内圆周面设置凹凸槽，轴套和支架结合处采用凹凸槽方式卡接成一整体。
上述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，轴套的内圆周上还设置有凹槽，与转轴上的凸键配合。
上述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，压板安装所用的垫圈为外舌止动垫圈。
上述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，磁极铁芯安装所用的垫圈为内齿锁紧垫圈，螺钉为内六角螺钉。
上述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，压板采用带有台阶状的卡部结构设计，台阶一侧的压板与磁极铁芯接触，台阶另一侧的压板与转子支架接触，使压板内侧与磁极铁芯达到限位配合。
上述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，冲片上设计有铆接孔，便于磁极冲片叠压及磁极铁芯叠压长度控制。
上述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，转子支架轴向长度方向上的磁极铁芯都是由数段叠压好的磁极铁芯按照设计要求进行二次叠压而成。
本发明的一种燕尾槽式的永磁同步电机转子磁极铁芯结构，满足永磁同步电机安装尺寸及强度刚度要求，在转子支架结构的设计和制造工艺上做了有益的探索。与现有技术相比，在保证转子铁芯机械强度的情况下，转子铁芯结构具有重量轻、效率高、可靠性高、噪音小的优点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为轴套的结构示意图。
图4为转子支架的结构示意图。
图5为磁极铁芯的结构示意图。
图6为压板的结构示意图。
图中：1-转轴，2-凸键，3-轴套，4-支架，5-磁极铁芯组件，6-燕尾筋，7-内六角螺钉，8-永磁体，9-压板，10-螺栓。
具体实施方式
一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构：
1）转子支架采用两种不同的材质，钢铁结构的轴套3结合铸铝合金支架4进行设计，以减轻转子支架的重量，再与转轴1通过热套的方式形成一个整体支架。在保证转子支架强度的情况下进一步减轻转子重量；轴套3与铸铝合金支架4结合处采用凹凸槽方式卡结成一体。
2）磁极冲片为扇形冲片，采用无取向硅钢片冲制而成，冲片上设计有铆接孔，便于磁极冲片叠压及磁极铁芯叠压长度控制；转子铁芯两端的转子压板设计为台阶状结构，中间为数段叠压好的磁极铁芯按照设计要求进行二次叠压而成；
3）磁极铁芯上开有燕尾槽，通过放置于燕尾槽内的燕尾筋6与内六角螺钉7以及带内齿锁紧的垫圈将磁极铁芯与转子支架连接为一体；
4）紧固件部分采用防松设计，转子磁极铁芯两端压板通过螺栓10与止动垫圈翻面进行防松。
以下结合附图对本发明专利作进一步说明。
1）、转子支架由钢铁结构的项3（轴套）与铸铝合金项4（支架）组成，通过项2（凸键）与项1（转轴）相连，共同组成转子支架。如上图1、图2所示。
2）、项3（轴套）外径设计成凹凸槽式的结构，与铸铝合金项4（支架）之间结合处采用凹凸槽方式卡接成一整体。如图3所示。
3）、转子支架重量轻，在保证转子强度的情况下进一步减轻转子重量。如图4所示。
4）、项5（磁极铁芯组件）通过多段叠压好的磁极铁芯按设计要求二次叠压而成，磁极铁芯上开有燕尾槽，通过项7（内六角螺钉）M20*65和内齿锁紧垫圈将其固定在转子支架上。如图5所示。
5）、转子铁芯两端为项9（压板），通过项10（螺栓）和外舌止动垫圈与转子支架连接，并将外舌止动垫圈的外舌面翻起防松。
6）、转子压板采用带有台阶状的卡部结构设计，使压板内侧与磁极铁芯达到限位配合。如图6所示。

Claims (9)

1.一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，其特征在于：包括转子支架、磁极铁芯组件（5）和压板，磁极铁芯组件（5）包括由冲片叠压成的磁极铁芯，磁极铁芯上开有燕尾槽，燕尾槽内安装燕尾筋（6），磁极铁芯在转子支架的圆周面呈间隔分布，燕尾筋（6）通过螺钉和垫圈固定在转子支架上，也即将磁极铁芯固定在转子支架上，磁极铁芯的间隔处分别固定设置永磁体（8），磁极铁芯两端压板（9）通过螺栓（10）与垫圈连接在转子支架上。
2.根据权利要求1所述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，其特征在于：转子支架包括轴套（3）与支架（4），支架（4）包括同轴的外管体和内管体，内管体和外管体之间连接有辐板，轴套（3）安装在支架（4）内管体内，磁极铁芯组件安装在支架（4）外管体的柱面圆周上，轴套（3）的材质为钢铁，支架（4）的材质为铸铝合金。
3.根据权利要求2所述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，其特征在于：轴套（3）外圆周设置凹凸槽，支架（4）内管体内圆周面设置凹凸槽，轴套（3）和支架（4）结合处采用凹凸槽方式卡接成一整体。
4.根据权利要求2或3所述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，其特征在于：轴套（3）的内圆周上还设置有凹槽，与转轴（1）上的凸键（2）配合。
5.根据权利要求2或3所述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，其特征在于：压板（9）安装所用的垫圈为外舌止动垫圈。
6.根据权利要求2或3所述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，其特征在于：磁极铁芯安装所用的垫圈为内齿锁紧垫圈，螺钉为内六角螺钉（7）。
7.根据权利要求2或3所述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，其特征在于：压板（9）采用带有台阶状的卡部结构设计，台阶一侧的压板与磁极铁芯接触，台阶另一侧的压板与转子支架接触，使压板内侧与磁极铁芯达到限位配合。
8.根据权利要求2或3所述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，其特征在于：冲片上设计有铆接孔，便于磁极冲片叠压及磁极铁芯叠压长度控制。
9.根据权利要求2或3所述的一种燕尾槽式永磁同步电机转子磁极铁心结构，其特征在于：转子支架轴向长度方向上的磁极铁芯都是由数段叠压好的磁极铁芯按照设计要求进行二次叠压而成。
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