CN112636501B - 电机转子和电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电机转子和电机，包括转子铁芯、第一平衡盘和第二平衡盘，第一平衡盘和第二平衡盘分别固定于转子铁芯的两端，且第一平衡盘、第二平衡盘及转子铁芯同轴设置；第一平衡盘具有多个第一减重孔，第二平衡盘具有多个第二减重孔，转子铁芯具有多个第三减重孔，第三减重孔与第一减重孔和/或第二减重孔连通构成阶梯状降温通道。通过第三减重孔与第一减重孔和/或第二减重孔连通构成阶梯状降温通道，使得电机转子在工作时，电机转子所在的密闭空腔的两端随着转子的转动而产生了压差，进而使得降温通道内能够形成气流，当气流流过转子铁芯的轴向中部时，可以有效降低电机转子的温度，解决了如何有效降低电机转子工作温度的问题。

Description

电机转子和电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种电机转子和电机。

背景技术

电机是新能源汽车电驱动动力总成的核心部件之一，其功能安全与原材料成本是决定电机产品核心竞争力的重要因素。电机一般包括定子铁芯、转子铁芯、绕组和永磁体等。电机在运行时，绕组中的电流会产生铜损，铁芯和永磁体会产生磁滞损耗和涡流损耗，这些损耗均会导致电机产生温升。

电机工作温度过高，会影响电机的功能安全。为了承受电机的工作温度，通常会对原材料耐温等级选取做出要求，若电机温度过高，则需要选择耐温等级较高的原材料，这就意味着增加产品额外成本，降低其市场竞争力。

当前电机中转子的设计，会在转子铁芯和平衡盘上开减重孔以减少转子的重量，同时，还期望通过平衡盘上的减重孔与转子铁芯上的减重孔来辅助转子冷却。而这种设计中，转子铁芯的减重孔与平衡盘的减重孔轴心重合，导致两端减重孔轴向几乎无气压差，仅仅会在转子减重孔的端部产生局部湍流，由于气流无法流经转子轴向中部，导致对电机转子冷却效果十分有限，尤其是轴向较长的电机存在转子过热的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电机转子和电机，以至少解决如何有效降低电机转子工作温度的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电机转子，所述电机转子包括转子铁芯、第一平衡盘和第二平衡盘，所述第一平衡盘和所述第二平衡盘分别固定于所述转子铁芯的两端，且所述第一平衡盘、所述第二平衡盘及所述转子铁芯同轴设置；

所述第一平衡盘具有多个第一减重孔，所述第二平衡盘具有多个第二减重孔，所述转子铁芯具有多个第三减重孔，所述第三减重孔与所述第一减重孔和/或所述第二减重孔连通构成阶梯状降温通道。

可选的，在所述的电机转子中，多个所述第一减重孔、多个所述第二减重孔以及多个所述第三减重孔均分别沿周向均匀排布。

可选的，在所述的电机转子中，所述第一减重孔的数量为N，所述第三减重孔的数量为2N，所述第一平衡盘遮挡间隔分布的N个所述第三减重孔的第一部分，且所述第一平衡盘的N个所述第一减重孔暴露另外N个所述第三减重孔的第一部分，所述第一部分为所述第三减重孔靠近所述转子铁芯轴线的部分；

所述第二平衡盘的形状及大小与所述第一平衡盘相同，且相对所述第一平衡盘沿周向旋转

度固定；

其中，N为正整数。

可选的，在所述的电机转子中，所述第一减重孔和所述第三减重孔的数量分别为2M，所述第一平衡盘间隔分布的M个所述第一减重孔暴露间隔分布的M个所述第三减重孔的第一部分，且所述第一平衡盘另外M个间隔分布的所述第一减重孔暴露另外间隔分布的M个所述第三减重孔的第二部分，所述第一部分为所述第三减重孔靠近所述转子铁芯轴线的部分，所述第二部分为所述第三减重孔远离所述转子铁芯轴线的部分；

所述第二平衡盘的形状及大小与所述第一平衡盘相同，且相对所述第一平衡盘沿周向旋转

度固定；

其中，M为正整数。

可选的，在所述的电机转子中，所述第三减重孔沿所述转子铁芯的径向的尺寸大于所述第一减重孔沿所述第一平衡盘的径向的尺寸，以及所述第三减重孔沿所述转子铁芯的径向的尺寸大于所述第二减重孔沿所述第二平衡盘的径向的尺寸。

可选的，在所述的电机转子中，所述第一平衡盘和所述第二平衡盘的最大外轮廓尺寸小于所述转子铁芯的最大外径。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种电机，所述电机包括如上任一种所述的电机转子。

可选的，在所述的电机中，所述电机还包括电机外壳，所述电机外壳包括顺次连接固定的前端盖、壳体和后端盖。

可选的，在所述的电机中，所述电机还包括电机外壳，所述电机外壳包括顺次连接固定的前端盖、壳体和后端盖。

可选的，在所述的电机中，所述前端盖、所述壳体和所述后端盖设置有冷却液流道，所述冷却液流道沿所述电机外壳的周向呈S型布置。

可选的，在所述的电机中，所述前端盖和所述后端盖内设有散热导条。

本发明提供的电机转子和电机，所述电机转子包括转子铁芯、第一平衡盘和第二平衡盘，所述第一平衡盘和所述第二平衡盘分别固定于所述转子铁芯的两端，且所述第一平衡盘、所述第二平衡盘及所述转子铁芯同轴设置；所述第一平衡盘具有多个第一减重孔，所述第二平衡盘具有多个第二减重孔，所述转子铁芯具有多个第三减重孔，所述第三减重孔与所述第一减重孔和/或所述第二减重孔连通构成阶梯状降温通道。通过第三减重孔与第一减重孔和/或第二减重孔连通构成阶梯状降温通道，使得电机转子在工作时，电机转子所在的电机的密闭空腔内，电机转子的两端随着转子的转动而产生了压差，进而使得降温通道内能够形成气流，因此当气流流过转子铁芯的轴向中部时，可以有效降低电机转子的温度，解决了如何有效降低电机转子工作温度的问题。

附图说明

图1为现有技术中转子铁芯和平衡盘的安装示意图；

图2为本实施例提供的转子铁芯和平衡盘的安装示意图；

图3为本实施例提供的电机转子的结构立体示意图；

图4为本实施例提供的转子铁芯的结构立体示意图；

图5为本实施例提供的平衡盘的结构立体示意图；

图6为本实施例提供的转子铁芯轴向两端和平衡盘连接的径向示意图；

图7为本实施例提供的电机的轴向剖面示意图；

图8为本实施例提供的冷却液流道的结构示意图；

其中，各附图标记说明如下：

110-转子铁芯；111-转子减重孔；120-平衡盘；121-平衡盘减重孔；130-转轴；

200-电机转子；210-转子铁芯；211-第三减重孔；220-第一平衡盘；221-第一减重孔；230-第二平衡盘；231-第二减重孔；240-转轴；

300-电机外壳；310-前端盖；320-壳体；330-后端盖；340-冷却液流道；350-散热导条；

400-电机定子；410-定子铁芯；420-定子绕组。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的电机转子和电机作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

发明人研究发现，现有的电机设计中，通过减重孔使转子在工作时的温度降低的效果不明显的原因在于，在现有的电机转子的设计中，如图1所示，两个相同的平衡盘120分别位于转子铁芯110的两端，并与所述转子铁芯110通过转轴130固定连接，所述平衡盘120上的平衡盘减重孔121与所述转子铁芯110上的转子减重孔111沿轴向完全贯通，如此，当电机转子在旋转时，由于左右电机密闭腔体内无压差存在，使得转子铁芯110的轴向上没有气流通过，进而仅在转子减重孔111的两端内产生局部湍流，导致气流无法流经转子铁芯110的轴向中部，因此对电机转子冷却效果十分有限。

有鉴于此，本实施例提供一种电机转子，如图2所示，所述电机转子包括转子铁芯210、第一平衡盘220和第二平衡盘230，所述第一平衡盘220和所述第二平衡盘230分别固定于所述转子铁芯210的两端，且所述第一平衡盘220、所述第二平衡盘230及所述转子铁芯210同轴设置。

与现有技术不同的是，所述第一平衡盘220具有多个第一减重孔221，所述第二平衡盘230具有多个第二减重孔，所述转子铁芯210具有多个第三减重孔211，所述第三减重孔211与所述第一减重孔221和/或所述第二减重孔连通构成阶梯状降温通道。

本实施例提供的电机转子，通过第三减重孔与第一减重孔和/或第二减重孔连通构成阶梯状降温通道，使得电机转子在工作时，电机转子所在的电机的密闭空腔内，电机转子的两端随着转子的转动而产生了压差，进而使得降温通道内能够形成气流，因此当气流流过转子铁芯的轴向中部时，可以有效降低电机转子的温度，解决了如何有效降低电机转子工作温度的问题。

较佳的，多个所述第一减重孔、多个所述第二减重孔以及多个所述第三减重孔均分别沿周向均匀排布，如此以来，使得每个第三减重孔内流过的气流是均匀的，有利于电机转子中转子铁芯的轴向中部的均匀散热。

以下，将给出两个具体的实施例以说明本发明的方案中阶梯状的降温通道是如何实现的。需要说明的是，在其他实施例中可能也存在其他方式构成阶梯状的降温通道，在不违背本发明的主旨的情况下，其他阶梯状的降温通道的形成方式也应当属于本发明的保护范围。

方案一，所述第一减重孔的数量为N，所述第三减重孔的数量为2N，所述第一平衡盘遮挡间隔分布的N个所述第三减重孔的第一部分，且所述第一平衡盘的N个所述第一减重孔暴露另外N个所述第三减重孔的第一部分，所述第一部分为所述第三减重孔靠近所述转子铁芯轴线的部分；所述第二平衡盘的形状及大小与所述第一平衡盘相同，且相对所述第一平衡盘沿周向旋转

度固定；其中，N为正整数。

具体的，如图3至图6所示，在本实施例中，所述第一减重孔221的数量为4个，所述第三减重孔211的数量为8个，第二平衡盘230与第一平衡盘220相同，因此第二减重孔231的数量也为4个。请参见图6，在本实施例中，转子铁芯210的A端与第一平衡盘220相固定，第一减重孔221为4个，分别暴露出了间隔的4个第三减重孔211靠近转子铁芯210轴心的部分，且，第一平衡盘220遮挡了另外间隔的4个第三减重孔211靠近转子铁芯210轴心的部分，即暴露了另外间隔的4个第三减重孔211远离转子铁芯210轴心的部分；同时，转子铁芯210的B端与第二平衡盘230相固定，4个第二减重孔231分别暴露出了间隔的4个第三减重孔211靠近转子铁芯210轴心的部分，且，第二平衡盘230遮挡了另外间隔的4个第三减重孔211靠近转子铁芯210轴心的部分，即暴露了另外间隔的4个第三减重孔211远离转子铁芯210轴心的部分。

需要注意的是，第二平衡盘230的4个第二减重孔231暴露的4个靠近转子铁芯210轴心的部分的第三减重孔211刚好对应于第一平衡盘220遮挡靠近转子铁芯210轴心的部分的4个第三减重孔211，即第二平衡盘230相对于第一平衡盘220沿周向旋转45度固定。如此，便通过第一减重孔221和第三减重孔211、第三减重孔211和第二减重孔231构成了阶梯状的降温通道。

方案二，所述第一减重孔和所述第三减重孔的数量分别为2M，所述第一平衡盘间隔分布的M个所述第一减重孔暴露间隔分布的M个所述第三减重孔的第一部分，且所述第一平衡盘另外M个间隔分布的所述第一减重孔暴露另外间隔分布的M个所述第三减重孔的第二部分，所述第一部分为所述第三减重孔靠近所述转子铁芯轴线的部分，所述第二部分为所述第三减重孔远离所述转子铁芯轴线的部分；所述第二平衡盘的形状及大小与所述第一平衡盘相同，且相对所述第一平衡盘沿周向旋转

度固定；其中，M为正整数。

与方案一不同的是，第一平衡盘220和第二平衡盘230分别具有与第三减重孔211数量相同的第一减重孔221和第二减重孔231。例如，第一减重孔221、第二减重孔231和第三减重孔211的数量均为8个。转子铁芯210的两端分别与第一平衡盘220和第二平衡盘230相固定，所述第一平衡盘220间隔分布的4个所述第一减重孔221暴露间隔分布的4个所述第三减重孔211的靠近所述转子铁芯210轴线的部分，且所述第一平衡盘220另外4个间隔分布的所述第一减重孔221暴露另外间隔分布的4个所述第三减重孔211的远离所述转子铁芯210轴线的部分；同时，所述第二平衡盘230间隔分布的4个所述第二减重孔231暴露间隔分布的4个所述第三减重孔211的靠近所述转子铁芯210轴线的部分，且所述第二平衡盘230另外4个间隔分布的所述第二减重孔231暴露另外间隔分布的4个所述第三减重孔211的远离所述转子铁芯210轴线的部分。

需要注意的是，第二平衡盘230的4个第二减重孔231暴露的4个靠近转子铁芯210轴心的部分的第三减重孔211刚好对应于第一平衡盘220的4个第一减重孔221暴露的4个远离转子铁芯210轴心的部分的第三减重孔211，即第二平衡盘230相对于第一平衡盘220沿周向旋转45度固定。如此，便通过第一减重孔221、第三减重孔211和第二减重孔231构成了阶梯状的降温通道。

需要说明的是，本实施例中所述的角度应当理解为机械角度。

进一步的，在本实施例中，所述第三减重孔211沿所述转子铁芯210的径向的尺寸大于所述第一减重孔221沿所述第一平衡盘220的径向的尺寸，以及所述第三减重孔211沿所述转子铁芯210的径向的尺寸大于所述第二减重孔231沿所述第二平衡盘230的径向的尺寸。这样的好处在于：第一，可以有效减少所述转子铁芯210的重量；第二，较大的所述第三减重孔211和较小的所述第一减重孔221和/或第二减重孔231相配合时，容易实现第一平衡盘220或第二平衡盘230对于第三减重孔211的部分遮挡；第三，由于第三减重孔211的孔径较大，可以产生较大的气流，可以更加有效地降低电机转子内的温升。当然，只要通过合理的设计，所述第三减重孔211沿所述转子铁芯210的径向的孔径也可以等于甚至小于所述第一减重孔221或第二减重孔231沿所述第一平衡盘220或第二平衡盘230的径向的孔径，但由于孔径的缩小，可能会导致电机转子内部温度下降的效果较差。

更进一步的，所述第一平衡盘220和所述第二平衡盘230的最大外轮廓尺寸小于所述转子铁芯210的最大外径。如此一来，便可以使得电机整体的重量较小，且由于部分第一减重孔221或部分第二减重孔231需要露出的是第三减重孔211靠近转子铁芯210轴心的部分，因此可以将第一平衡盘220和第二平衡盘230远离轴心的部分材料省去，以节约材料。

本实施例还提供一种电机，如图7所示，所述电机包括本实施例上述提供的所述电机转子200。

本实施例提供的电机，由于其中的电机转子是通过第三减重孔与第一减重孔和/或第二减重孔连通构成阶梯状降温通道，使得电机转子在工作时，电机转子所在的电机的密闭空腔内，电机转子的两端随着转子的转动而产生了压差，进而使得降温通道内能够形成气流，因此当气流流过转子铁芯的轴向中部时，可以有效降低电机转子的温度，解决了如何有效降低电机转子工作温度的的问题。

此外，在本实施例提供的电机中，如图7所示，所述电机还包括电机外壳300，所述电机外壳300包括顺次连接固定的前端盖310、壳体320和后端盖330。所述电机转子200位于所述电机外壳300内，所述电机沿轴心贯穿设置有转轴240，所述电机转子200和所述电机外壳300的轴心均与转轴240重合。所述前端盖310、所述壳体320和所述后端盖330通常为金属材质。

进一步的，在本实施例中，所述前端盖310、所述壳体320和所述后端盖330设置有冷却液流道340，如图8所示，所述冷却液流道340沿所述电机外壳300的周向呈S型布置。

由于所述冷却液流道340沿所述电机外壳300的周向呈S型布置，且其覆盖所述前端盖310、所述壳体320和所述后端盖330，也就是说，所述冷却液流道340遍布所述电机外壳300的侧壁，如此一来，就可以通过在冷却液流道340中加入冷却液而使得所述电机内的温度得到进一步降低。同时，S型的设计可以增大所述冷却液流道340在所述电机外壳300上的面积，能有效提高冷却效率。

较佳的，所述前端盖310、所述壳体320和所述后端盖330之间还放置有密封垫圈，增加密封垫圈后可以在所述前端盖310、所述壳体320和所述后端盖330两两之间进行固定时起到密封作用，进而有效防止冷却液流道内的冷却液渗漏至电机内部，也有效防止电机外部的灰尘等杂质进入电机内。为本领域技术人员所熟知的，所述前端盖310、所述壳体320和所述后端盖330可以通过轴向螺栓压紧固定。

在本实施例所提供的电机中，所述前端盖310和所述后端盖330内还可以设有散热导条350，如图7所示，所述散热导条350用于降低所述电机外壳300内的温度。通过散热导条350可以增大所述前端盖310和所述后端盖330与空气的接触面积，从而进一步将所述电机中的温度降低。所述散热导条350的布置方式为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。通常所述散热导条350随着所述前端盖310或所述后端盖330一起压铸成型。

本实施例提供的电机，除了通过电机转子200中的阶梯状的降温通道使得电机转子200的工作温度能够得到有效降低，还通过电机壳体300上的S型的冷却液流道340使电机内部的温度得到了降低，同时还通过电机壳体300中的散热导条350使得电机的温度得到了进一步的降低。如此一来，在不改变产品原材料的基础上，使得电机在工作时的温升得到了控制。

同时，在本实施例提供的电机中，继续参见图7，所述电机还包括电机定子400，所述电机定子400设于所述电机转子200外周，且所述电机定子400的轴心与所述电机转子200的轴心重合，所述电机定子400用于与所述电机转子200配合以使所述电机转子200转动。具体的，所述电机定子400通常由定子铁芯410和定子绕组420构成，所述电机定子400的构成方式也为本领域技术人员所熟知的，此处不再赘述。所述电机定子400位于所述电机外壳300内，且与电机外壳300过盈配合安装。

综上所述，本发明提供的电机转子和电机，所述电机转子包括转子铁芯、第一平衡盘和第二平衡盘，所述第一平衡盘和所述第二平衡盘分别固定于所述转子铁芯的两端，且所述第一平衡盘、所述第二平衡盘及所述转子铁芯同轴设置；所述第一平衡盘具有多个第一减重孔，所述第二平衡盘具有多个第二减重孔，所述转子铁芯具有多个第三减重孔，所述第三减重孔与所述第一减重孔和/或所述第二减重孔连通构成阶梯状降温通道。通过第三减重孔与第一减重孔和/或第二减重孔连通构成阶梯状降温通道，使得电机转子在工作时，电机转子所在的电机的密闭空腔内，电机转子的两端随着转子的转动而产生了压差，进而使得降温通道内能够形成气流，因此当气流流过转子铁芯的轴向中部时，可以有效降低电机转子的温度，解决了如何有效降低电机转子工作温度的问题。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可，此外，各个实施例之间不同的部分也可互相组合使用，本发明对此不作限定。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (8)

1.一种电机转子，其特征在于，所述电机转子包括转子铁芯、第一平衡盘和第二平衡盘，所述第一平衡盘和所述第二平衡盘分别固定于所述转子铁芯的两端，且所述第一平衡盘、所述第二平衡盘及所述转子铁芯同轴设置；

所述第一平衡盘具有多个第一减重孔，所述第二平衡盘具有多个第二减重孔，所述转子铁芯具有多个第三减重孔，所述第三减重孔与所述第一减重孔和/或所述第二减重孔连通构成阶梯状降温通道；

其中，所述第一减重孔的数量为N，所述第三减重孔的数量为2N，所述第一平衡盘遮挡间隔分布的N个所述第三减重孔的第一部分，且所述第一平衡盘的N个所述第一减重孔暴露另外N个所述第三减重孔的第一部分，所述第一部分为所述第三减重孔靠近所述转子铁芯轴线的部分；

所述第二平衡盘的形状及大小与所述第一平衡盘相同，且相对所述第一平衡盘沿周向旋转

度固定；

其中，N为正整数；

或

所述第一减重孔和所述第三减重孔的数量分别为2M，所述第一平衡盘间隔分布的M个所述第一减重孔暴露间隔分布的M个所述第三减重孔的第一部分，且所述第一平衡盘另外M个间隔分布的所述第一减重孔暴露另外间隔分布的M个所述第三减重孔的第二部分，所述第一部分为所述第三减重孔靠近所述转子铁芯轴线的部分，所述第二部分为所述第三减重孔远离所述转子铁芯轴线的部分；

所述第二平衡盘的形状及大小与所述第一平衡盘相同，且相对所述第一平衡盘沿周向旋转

度固定；

其中，M为正整数。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，多个所述第一减重孔、多个所述第二减重孔以及多个所述第三减重孔均分别沿周向均匀排布。

3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第三减重孔沿所述转子铁芯的径向的尺寸大于所述第一减重孔沿所述第一平衡盘的径向的尺寸，以及所述第三减重孔沿所述转子铁芯的径向的尺寸大于所述第二减重孔沿所述第二平衡盘的径向的尺寸。

4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一平衡盘和所述第二平衡盘的最大外轮廓尺寸小于所述转子铁芯的最大外径。

5.一种电机，其特征在于，所述电机包括如权利要求1~4任一项所述的电机转子。

6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，所述电机还包括电机外壳，所述电机外壳包括顺次连接固定的前端盖、壳体和后端盖。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述前端盖、所述壳体和所述后端盖设置有冷却液流道，所述冷却液流道沿所述电机外壳的周向呈S型布置。

8.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述前端盖和所述后端盖内设有散热导条。

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