CN112838691A - 电机转子及电机 - Google Patents

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CN112838691A CN202110188729.6A CN202110188729A CN112838691A CN 112838691 A CN112838691 A CN 112838691A CN 202110188729 A CN202110188729 A CN 202110188729A CN 112838691 A CN112838691 A CN 112838691A
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彭宁
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Abstract

本发明涉及一种电机转子，所述电机转子包括：转子轴；多段转子铁心，多段所述转子铁心沿所述转子轴的轴向堆叠套设于所述转子轴上，每段转子铁心由多片相互层叠的铁心片构造形成，每片铁心片具有相对的冲压正面和冲压背面；其中，相邻所述转子铁心堆叠处相邻的两片所述铁芯的所述冲压正面朝向相同。上述电机转子中，每段转子铁心由多片铁心片堆叠成型，而相邻两段转子铁心堆叠处相邻的两片铁心片的朝向相同，相当于相邻两片铁心片的冲压正面朝向同一侧、冲压背面朝向同一侧，相邻两片铁心片的冲压背面和冲压正面相互重叠，冲压背面凸起的毛刺与冲压正面的凹陷刚好匹配，两者之间的间隙较小，以防止转子铁心内部形成间隙而影响电机性能。

Description

电机转子及电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别是涉及电机转子及电机。
背景技术
电机特别是永磁电机由于槽开口、局部饱和的原因会产生复杂的气隙谐波，进而产生感应电压谐波以及转矩脉动，不利于电机的平稳控制和运行。对于某些应用场合例如新能源汽车，电机的NVH(Noise、Vibration、Harshness)品质将直接影响整车的驾驶体验，因此，在电机本体的设计过程中，应做到尽量降低其转矩脉动。
在实践过程中通常采用转子斜极的方式来削弱气隙谐波的影响,转子斜极是通过使多段转子铁心中的磁极相互错开一定的角度来进行设计。每段转子铁心由多片冲压成型的铁心片堆叠形成，而每片冲压成型的铁心片具有冲压正面和冲压背面，每段转子铁心中多片铁心片的冲压正面朝向相同。但是，很多转子斜极是将相邻两段转子铁心正反堆叠来形成磁极错位，相当于相邻两段转子铁心对接处相邻两片铁心片的冲压背面相对接，使两段转子铁心的对接处形成较大的缝隙，进而会影响电机性能。
发明内容
基于此，有必要针形成设计转子斜极后转子内部会存在缝隙的问题，提供一种电机转子及电机。
一种电机转子，所述电机转子包括：
转子轴；
多段转子铁心，多段所述转子铁心沿所述转子轴的轴向堆叠套设于所述转子轴上，每段转子铁心由多片相互层叠的铁心片构造形成，每片铁心片具有相对的冲压正面和冲压背面；
其中，相邻所述转子铁心堆叠处相邻的两片所述铁芯的所述冲压正面朝向相同。
上述电机转子中，每段转子铁心由多片铁心片堆叠成型，而相邻两段转子铁心堆叠处相邻的两片铁心片的朝向相同，相当于相邻两片铁心片的冲压正面朝向同一侧、冲压背面朝向同一侧，相邻两片铁心片的冲压背面和冲压正面相互重叠，冲压背面凸起的毛刺与冲压正面的凹陷刚好匹配，两者之间的间隙较小，以防止转子铁心内部形成间隙而影响电机性能。
在其中一个实施例中，多段所述转子铁心中全部所述铁芯片的所述冲压正面朝向相同。
在其中一个实施例中，所述转子轴的外表面上沿所述转子轴的轴向开设有安装槽；
每段所述转子铁心包括铁心本体和安装键，所述铁心本体上开设有安装孔，所述安装键凸出设置于所述安装孔的内壁上，所述转子铁心套设于所述转子轴上，所述安装键嵌入所述安装槽内。
在其中一个实施例中，所述安装键与所述安装槽的内壁在所述转子轴的径向上限位抵接。
在其中一个实施例中，所述安装键包括与所述安装孔的内壁连接的连接端及与所述连接端在所述铁心本体径向上相对的自由端；
沿与所述铁心本体径向垂直的方向，所述自由端的宽度大于所述连接端的宽度，所述自由端与所述安装槽的内壁在所述转子轴的径向上限位抵接。
在其中一个实施例中，每段所述铁芯本体上开设有永磁体槽，多段所述铁心本体中至少两个所述铁芯本体上的所述永磁体槽朝向垂直所述转子轴的基准面的投影相互错位。相当于，多段铁心本体中的部分或全部铁心本体上的永磁体槽在铁芯本体的径向上相互错位，使至少两个永磁体槽内的至少两个永磁体在铁芯本体的径向上错开，以形成转子斜极来减弱气隙谐波的影响，降低电机的转矩脉动。
在其中一个实施例中，每段所述铁芯本体上的所述永磁体槽具有径向基准线，每段所述铁心本体上的所述径向基准线与所述安装键的径向中心线之间的夹角为斜极偏角；
多段所述转子铁心中至少两段所述转子铁心的斜极偏角不同。将至少两段转子铁心的斜极偏角设置为不同，相当于至少两段转子铁心中的安装键相对永磁体槽的位置不同，后续通过安装键将转子铁心装配到转子轴上以后，便可使至少两段转子铁心中的永磁体槽错位，实现转子斜极的设计。
在其中一个实施例中，所述转子铁心的数量至少为三段，至少三段所述转子铁心分别为中心的所述转子铁心及位于中心的所述转子铁心两侧的两个边侧的所述转子铁心；
中心的所述转子铁心的所述斜极偏角为零度，且中心的所述转子铁心中所述安装键的所述径向中心线朝向所述基准面的投影为总基准线，两个边侧的所述转子铁心的所述斜极偏角朝向所述基准面的投影位于所述总基准线的相对两侧。
在其中一个实施例中，所述铁芯本体上开设有减重孔。
一种电机，包括电机定子及上述电机转子，所述电机转子相对所述电机定子可转动地设置。
附图说明
图1为本发明一实施例中电机转子一个视角的结构示意图；
图2为图1所述电机转子的分解示意图；
图3为图1所示电机转子中一转子铁心的结构示意图；
图4为图1所示电机转子中另一转子铁心的结构示意图；
图5为图1所示电机转子中又一转子铁心的结构示意图；
图6为图1所示电机转子另一视角的结构示意图。
100、电机转子；10、转子轴；12、安装槽；30、转子铁心；32、冲压正面；34、冲压背面；31、铁心本体；311、安装孔；312、径向基准线；3121、总基准线；313、永磁体槽；314、径向中心线；315、减重孔；33、安装键；a、斜极偏角。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
参阅图1-图2，本发明一实施例中，提供一种电机转子100，包括转子轴10和多段转子铁心30，多段转子铁心30沿转子轴10的轴向堆叠套设于转子轴10上，每段转子铁心30由多片相互层叠的铁心片(图未示)构造形成，每片铁心片具有相对的冲压正面32和冲压背面34；其中，相邻转子铁心30堆叠处相邻的两片铁心的冲压正面32朝向相同。这样，每段转子铁心30由多片铁心片堆叠成型，而相邻两段转子铁心30堆叠处相邻的两片铁心片的朝向相同，相当于相邻两片铁心片的冲压正面32朝向同一侧、冲压背面34朝向同一侧，相邻两片铁心片的冲压背面34和冲压正面32相互重叠，冲压背面34凸起的毛刺与冲压正面32的凹陷刚好匹配，两者之间的间隙较小，以防止转子铁心30内部形成间隙而影响电机性能。
进一步地，多段转子铁心30中全部铁心片的冲压正面32朝向相同。这样，每段转子铁心30中相邻两片铁心的冲压正面32和冲压背面34相互堆叠，每段转子铁心30内部的铁芯片之间的间隙较小。另外，相邻两段转子铁心30堆叠处的相邻两片铁心片也朝向相同，两者的冲压正面32和冲压背面34相对堆叠，相邻两段转子铁心30之间的间隙也较小，如此防止整个转子铁心30内部存在较大的间隙，提高电机性能。
参阅图2-图3，一些实施例中，转子轴10的外表面上沿转子轴10的轴向开设有安装槽12；每段转子铁心30包括铁心本体31和安装键33，铁心本体31上开设有安装孔311，安装键33凸出设置于安装孔311的内壁上，转子铁心30套设于转子轴10上，安装键33嵌入安装槽12内。转子铁心30具有安装键33，转子轴10上开设有安装槽12，通过安装键33与安装槽12的配合来装配转子铁心30和转子轴10。
进一步地，安装键33与安装槽12的内壁在转子轴10的径向上限位抵接，当安装键33装配在安装槽12内时，安装键33与安装槽12的内壁限位抵接，以防止安装键33沿转子轴10的径向脱离转子轴10，提高转子铁心30安装的可靠性。
具体地，安装键33包括与安装孔311的内壁连接的连接端及与连接端在铁心本体31径向上相对的自由端；沿与铁心本体31径向垂直的方向，自由端的宽度大于连接端的宽度，自由端与安装槽12的内壁在转子轴10的径向上限位抵接。相当于，安装键33连接端的宽度较窄，自由端的宽度较宽；当安装键33沿转子轴10的轴向插入安装槽12时，宽度较宽的自由端与安装槽12的内壁在转子轴10的径向上限位抵接，以对安装键33施加沿转子轴10径向的限位力。可选地，在连接端到自由端的方向上，安装键33的宽度逐渐增大，如此将安装键33构造为了锥形键，以提高转子铁心30的安装可靠性。
参阅图3-图6，一些实施例中，每段铁心本体31上开设有永磁体槽313，多段铁心本体31中至少两个铁心本体31上的永磁体槽313朝向垂直转子轴10的基准面的投影相互错位。相当于，多段铁心本体31中的部分或全部铁心本体31上的永磁体槽313在铁芯本体的径向上相互错位，使至少两个永磁体槽313内的至少两个永磁体在铁芯本体的径向上错开，以形成转子斜极来减弱气隙谐波的影响，降低电机的转矩脉动。
进一步地，每段铁心本体31上的永磁体槽313具有径向基准线312，每段铁心本体31上的径向基准线312与安装键33的径向中心线314之间的夹角为斜极偏角a；多段转子铁心30中至少两段转子铁心30的斜极偏角a不同。将至少两段转子铁心30的斜极偏角a设置为不同，相当于至少两段转子铁心30中的安装键33相对永磁体槽313的位置不同，后续通过安装键33将转子铁心30装配到转子轴10上以后，便可使至少两段转子铁心30中的永磁体槽313错位，实现转子斜极的设计。其中，斜极偏角a的设置不同，可以理解为偏角的方向和/或大小的不同。
具体到本实施例中，转子铁心30的数量至少为三段，至少三段转子铁心30分别为中心的转子铁心30及位于中心的转子铁心30两侧的两个边侧的转子铁心30；中心的转子铁心30的斜极偏角a为零度，且中心的转子铁心30中安装键33的径向中心线314朝向基准面的投影为总基准线3121，两个侧边的转子铁心30的斜极偏角a朝向基准面的投影位于总基准线3121的相对两侧。当多个转子铁心30装配到转子轴10上以后，多个转子铁心30中安装键33的径向中心线314朝向基准面的投影相重合为总基准线3121，而不同转子铁心30中不同永磁体槽313的径向基准线312朝向基准面的投影错位，使一些斜极偏角a的投影位于总基准线3121的一侧，另一些斜极偏角a的投影位于总基准线3121的另一侧，相当于两个边侧的转子铁心30的永磁体槽313分别向相互远离的方向偏转，如此使多段转子铁心30中的永磁体槽313相对转子轴10的轴向倾斜排列，全部转子铁心30中可形成V型或W型等类型的转子斜极来降低转矩脉动。
进一步地，中心的转子铁心30设置有两个，边侧的转子铁心30各设置有两个，六个转子铁心30中可形成V型的转子斜极。
一些实施例中，铁心本体31上开设有减重孔315，以在保证转子铁心30强度及输出性能的基础上降低铁心本体31的重量，使电机更加轻量化。
基于同样的构思，本发明一实施例中，还提供一种电机，包括电机定子及上述电机转子100，电机转子100相对电机定子可转动地设置，通过切割磁场进行电磁转化。
电机转子100包括转子轴10和多段转子铁心30，多段转子铁心30沿转子轴10的轴向堆叠套设于转子轴10上，每段转子铁心30由多片相互层叠的铁心片构造形成，每片铁心片具有相对的冲压正面32和冲压背面34；其中，相邻转子铁心30堆叠处相邻的两片铁心的冲压正面32朝向相同。这样，每段转子铁心30由多片铁心片堆叠成型，而相邻两段转子铁心30堆叠处相邻的两片铁心片的朝向相同，相当于相邻两片铁心片的冲压正面32朝向同一侧、冲压背面34朝向同一侧，相邻两片铁心片的冲压背面34和冲压正面32相互重叠，冲压背面34凸起的毛刺与冲压正面32的凹陷刚好匹配，两者之间的间隙较小，以防止转子铁心30内部形成间隙而影响电机性能。
一些实施例中，转子轴10的外表面上沿转子轴10的轴向开设有安装槽12；每段转子铁心30包括铁心本体31和安装键33，铁心本体31上开设有安装孔311，安装键33凸出设置于安装孔311的内壁上，转子铁心30套设于转子轴10上，安装键33嵌入安装槽12内。转子铁心30具有安装键33，转子轴10上开设有安装槽12，通过安装键33与安装槽12的配合来装配转子铁心30和转子轴10。
进一步地，安装键33与安装槽12的内壁在转子轴10的径向上限位抵接，当安装键33装配在安装槽12内时，安装键33与安装槽12的内壁限位抵接，以防止安装键33沿转子轴10的径向脱离转子轴10，提高转子铁心30安装的可靠性。
一些实施例中，每段铁心本体31上开设有永磁体槽313，多段铁心本体31中至少两个铁心本体31上的永磁体槽313朝向垂直转子轴10的基准面的投影相互错位。相当于，多段铁心本体31中的部分或全部铁心本体31上的永磁体槽313在铁芯本体的径向上相互错位，使至少两个永磁体槽313内的至少两个永磁体在铁芯本体的径向上错开，以形成转子斜极来减弱气隙谐波的影响，降低电机的转矩脉动。
进一步地，每段铁心本体31上的永磁体槽313具有径向基准线312，每段铁心本体31上的径向基准线312与安装键33的径向中心线314之间的夹角为斜极偏角a；多段转子铁心30中至少两段转子铁心30的斜极偏角a不同。将至少两段转子铁心30的斜极偏角a设置为不同，相当于至少两段转子铁心30中的安装键33相对永磁体槽313的位置不同，后续通过安装键33将转子铁心30装配到转子轴10上以后，便可使至少两段转子铁心30中的永磁体槽313错位，实现转子斜极的设计。其中，斜极偏角a的设置不同，可以理解为偏角的方向和/或大小的不同。
具体到本实施例中，转子铁心30的数量至少为三段，至少三段转子铁心30分别为中心的转子铁心30及位于中心的转子铁心30两侧的两个边侧的转子铁心30；中心的转子铁心30的斜极偏角a为零度，且中心的转子铁心30中安装键33的径向中心线314朝向基准面的投影为总基准线3121，两个侧边的转子铁心30的斜极偏角a朝向基准面的投影位于总基准线3121的相对两侧。当多个转子铁心30装配到转子轴10上以后，多个转子铁心30中安装键33的径向中心线314朝向基准面的投影相重合为总基准线3121，而不同转子铁心30中不同永磁体槽313的径向基准线312朝向基准面的投影错位，使一些斜极偏角a的投影位于总基准线3121的一侧，另一些斜极偏角a的投影位于总基准线3121的另一侧，相当于两个边侧的转子铁心30的永磁体槽313分别向相互远离的方向偏转，如此使多段转子铁心30中的永磁体槽313相对转子轴10的轴向倾斜排列，全部转子铁心30中可形成V型或W型等类型的转子斜极来降低转矩脉动。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电机转子，其特征在于，所述电机转子包括：
转子轴(10)；
多段转子铁心(30)，多段所述转子铁心(30)沿所述转子轴(10)的轴向堆叠套设于所述转子轴(10)上，每段转子铁心(30)由多片相互层叠的铁心片构造形成，每片铁心片具有相对的冲压正面(32)和冲压背面(34)；
其中，相邻所述转子铁心(30)堆叠处相邻的两片所述铁芯的所述冲压正面(32)朝向相同。
2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，多段所述转子铁心(30)中全部所述铁芯片的所述冲压正面(32)朝向相同。
3.根据权利要求1或2所述的电机转子，其特征在于，所述转子轴(10)的外表面上沿所述转子轴(10)的轴向开设有安装槽(12)；
每段所述转子铁心(30)包括铁心本体(31)和安装键(33)，所述铁心本体(31)上开设有安装孔(311)，所述安装键(33)凸出设置于所述安装孔(311)的内壁上，所述转子铁心(30)套设于所述转子轴(10)上，所述安装键(33)嵌入所述安装槽(12)内。
4.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述安装键(33)与所述安装槽(12)的内壁在所述转子轴(10)的径向上限位抵接。
5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述安装键(33)包括与所述安装孔(311)的内壁连接的连接端及与所述连接端在所述铁心本体(31)径向上相对的自由端；
沿与所述铁心本体(31)径向垂直的方向，所述自由端的宽度大于所述连接端的宽度，所述自由端与所述安装槽(12)的内壁在所述转子轴(10)的径向上限位抵接。
6.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，每段所述铁芯本体上开设有永磁体槽(313)，多段所述铁心本体(31)中至少两个所述铁芯本体上的所述永磁体槽(313)朝向垂直所述转子轴(10)的基准面的投影相互错位。
7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，每段所述铁芯本体上的所述永磁体槽(313)具有径向基准线(312)，每段所述铁心本体(31)上的所述径向基准线(312)与所述安装键(33)的径向中心线之间的夹角为斜极偏角a；
多段所述转子铁心(30)中至少两段所述转子铁心(30)的斜极偏角a不同。
8.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁心(30)的数量至少为三段，至少三段所述转子铁心(30)分别为中心的所述转子铁心(30)及位于中心的所述转子铁心(30)两侧的两个边侧的所述转子铁心(30)；
中心的所述转子铁心(30)的所述斜极偏角a为零度，且中心的所述转子铁心(30)中所述安装键(33)的所述径向中心线朝向所述基准面的投影为总基准线(3121)，两个边侧的所述转子铁心(30)的所述斜极偏角a朝向所述基准面的投影位于所述总基准线(3121)的相对两侧。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的电机转子，其特征在于，所述铁芯本体上开设有减重孔(315)。
10.一种电机，其特征在于，包括电机定子及上述权利要求1-9任意一项所述的电机转子，所述电机转子相对所述电机定子可转动地设置。
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