CN112928842A - 一种转子冲片、转子、永磁同步电机及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种转子冲片，包括冲片本体，所述冲片本体上设置有轴心孔和多个周向均匀设置在轴心孔外侧的永磁极槽组，所述永磁极槽组包括两个第一永磁体槽和一个第二永磁体槽，两个第一永磁体槽呈大开口朝外的“八”字型布置，所述第二永磁体槽设置在“八”字型的大开口处，每个第一永磁体槽内均设置有第一永磁体，每个第二永磁体槽内均设置有第二永磁体；所述第二永磁体的外侧面为第一弧面，所述第二永磁体槽对应设置有与第一弧面相适配的弧面。通过本发明的转子冲片，增加了整个永磁体的磁通面积，减少了第二永磁体到转子外圆磁通路径，降低了磁阻，提升了输出转矩。

Description

一种转子冲片、转子、永磁同步电机及车辆

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种转子冲片、转子、永磁同步电机及车辆。

背景技术

驱动电机系统作为新能源汽车的核心，其驱动电机的性能特性决定了驾驶员的驾车舒适性体验。因此驱动电机的性能优化是现代电动汽车动力总成设计不可或缺的一部分。如若驱动电机的输出转矩小，会影响整车的加速性能；若驱动电机的效率低下，会严重影响整车的续驶里程，影响乘客的乘坐体验，甚至会引起顾客抱怨。现有技术方案多采用如下转子结构型式：“一”型磁极结构，电机转子结构强度较高，但存在输出力矩不够；“V”型结构提供了较大的磁通面积，但距转子外圆较远，增加了磁路流通的磁阻，电机输出转矩提升有限；“V”+“一”型可以得到更大的磁通面积，但外层“一”型永磁体过长的话，电机结构强度无法满足使用要求，永磁体过短，无法提供足够的磁通面积，因此电机输出转矩提升仍然有限。

发明内容

本发明的目的是提供一种转子冲片，采用“V”+“一”型布置，增加磁通面积，并且“一”字第二永磁体采用弧面结构，减少了永磁体到转子外圆磁通路径，降低磁阻，提升输出转矩。

为实现上述目的，本发明提供了一种转子冲片，包括冲片本体，所述冲片本体上设置有轴心孔和多个周向均匀设置在轴心孔外侧的永磁极槽组，所述永磁极槽组包括两个第一永磁体槽和一个第二永磁体槽，两个第一永磁体槽呈大开口朝外的“八”字型布置，所述第二永磁体槽设置在“八”字型的大开口处，每个第一永磁体槽内均设置有第一永磁体，每个第二永磁体槽内均设置有第二永磁体；

所述第二永磁体的外侧面为第一弧面，所述第二永磁体槽对应设置有与第一弧面相适配的弧面。

进一步，所述第二永磁体的内侧面为第一平面，所述第一弧面的圆心与冲片本体的圆心重合，冲片本体的直径为Φ1，第一弧面的直径为Φ2，第一平面的长度为W，其中，0.07≤(Φ1-Φ2)/W≤0.13。

进一步，所述第二永磁体上还设置有第一斜面和第二斜面，所述第二永磁体的第一端面和第一弧面之间通过第一斜面连接，所述第二永磁体的第二端面和第一弧面之间通过第二斜面连接，所述第二永磁体槽对应设置有与第一斜面和第二斜面相适配的倾斜面。

进一步，所述第一斜面和第二斜面的夹角均为R2，R2的取值范围为：30°≤R2≤60°，其中，R2为第一斜面与第二永磁体的第一端面之间或第二斜面与第二永磁体的第二端面之间的夹角。

进一步，所述所述第一斜面和第二斜面的长度相等，第一斜面的长度为L，所述第二永磁体槽到冲片本体外圆的距离为H，其中，L≥H。

进一步，所述大开口的夹角为R1，R1的取值范围为：89°≤R1≤97°。

进一步，第二永磁体槽的两端分别设置有隔磁孔；隔磁孔为圆隔磁孔，所述圆隔磁孔的直径β满足：0.8mm≤β≤1.4mm。

本发明还提供了一种转子，包括所述的转子冲片。

本发明还提供了一种永磁同步电机，包括所述的转子。

本发明还提供了一种车辆，包括所述的永磁同步电机。

本发明与现有技术相比较具有以下优点：

本发明的转子冲片，转子冲片采用“V”+“一”型布置，增加了磁通面积，并且“一”字形的第二永磁体采用弧面结构，减少了永磁体到转子冲片本体1外圆的磁通路径，降低了磁阻，提升了输出转矩；设置第一斜面和第二斜面，加厚了第二永磁体槽22边缘应力集中的位置，降低了此处产生变形的风险，提升了电机转子冲片的强度，同时能够使电机能在更高的转速下可靠运行，提升电机的可靠性；增加圆形隔磁孔来优化磁路结构用以改善磁路流向，降低了电机的损耗，提升了电机的性能；如图3和图4所示，在保证电机转子结构强度的情况下，仿真得到的转矩与现有技术方案提升5％，铁损降低13％，电机的峰值性能及效率提升明显；如图5所示，经实际制作电机搭载应用于某一款电驱系统上，测的电驱系统外特性提升明显，以此提升整车的加速性能及续驶里程，提升整车驾乘舒适性。

附图说明

图1为本发明转子冲片的局部结构示意图；

图2为本发明电机转子定子装配图；

图3为本发明实施例的转矩对比图；

图4为本发明实施例的铁损对比图；

图5本发明实施例电驱系统外特性对比图。

图中：

1-冲片本体；21-第一永磁体槽，22-第二永磁体槽；3-第一永磁体；4-第二永磁体，41-第一弧面，42-第一平面，43-第一斜面，44-第二斜面，45-第一端面，46-第二端面；5-轴心孔；6-隔磁孔；Z-转子。

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说明。

参见图1所示，本实施例公开了一种转子冲片，包括冲片本体1，所述冲片本体1上设置有轴心孔5和多个周向均匀设置在轴心孔5外侧的永磁极槽组，所述永磁极槽组包括两个第一永磁体槽21和一个第二永磁体槽22，两个第一永磁体槽21呈大开口朝外的“八”字型布置，所述第二永磁体槽22设置在“八”字型的大开口处，每个第一永磁体槽21内均设置有第一永磁体3，每个第二永磁体槽22内均设置有第二永磁体4；

所述第二永磁体4的外侧面为第一弧面41，所述第二永磁体槽22对应设置有与第一弧面41相适配的弧面。转子冲片采用“V”+“一”型布置，增加了磁通面积，且第二永磁体采用弧面结构，减少了第二永磁体4到转子冲片本体1外圆的磁通路径，降低了磁阻，提升了输出转矩。

在本实施例中，第一永磁体3为矩形永磁体。

在本实施例中，所述第二永磁体4的内侧面为第一平面42，所述第一弧面41的圆心与冲片本体1的圆心重合，冲片本体1的直径为Φ1，第一弧面41的直径为Φ2，第一平面42的长度为W，其中，0.07≤(Φ1-Φ2)/W≤0.13。如此设置，第二永磁体4能够提供足够的磁通面积，并且第二永磁体槽22采用与第二永磁体4对应的弧面结构能够保证永磁体到转子冲片本体1外圆的磁通阻力较小，提升了电机输出转矩，同时在高速运转时，第二永磁体4受到向外的离心力将分散到整个第二永磁体槽22上，提升了电机转子冲片强度。

在本实施例中，所述第二永磁体4上还设置有第一斜面43和第二斜面44，所述第二永磁体4的第一端面45和第一弧面41之间通过第一斜面43连接，所述第二永磁体4的第二端面46和第一弧面41之间通过第二斜面44连接，所述第二永磁体槽22对应设置有与第一斜面43和第二斜面44相适配的倾斜面。所述第二永磁体4的第一端面45和第二端面46均为平面。所述第二永磁体4的第一端面45和第二端面46均垂直于所述第二永磁体4的内侧面。

在本实施例中，所述第一斜面43和第二斜面44的夹角均为R2，R2的取值范围为：30°≤R2≤60°，其中，R2为第一斜面与第二永磁体4的第一端面45之间或第二斜面与第二永磁体4的第二端面46之间的夹角。如此设置，加厚了第二永磁体槽22边缘应力集中的位置，能够降低此处产生变形的风险，提升了电机转子冲片的强度，同时能够使电机能在更高的转速下可靠运行，提升电机的可靠性。

在本实施例中，所述所述第一斜面43和第二斜面44的长度相等，第一斜面43的长度为L，所述第二永磁体槽22到冲片本体1外圆的距离为H，其中，L≥H。如此设置，第一斜面43和第二斜面44与第二永磁体槽22有足够大的接触面积，转子冲片受到向外的离心力将更多的分散到转子冲片较厚的区域，电机冲片的强度更优。

在本实施例中，第二永磁体槽22的两端分别设置有隔磁孔6。设置隔磁孔6使其到转子冲片本体外圆、第一永磁体槽21与第二永磁体槽22都会形成一个最小尺寸。

在本实施例中，所述隔磁孔6为圆隔磁孔，所述圆隔磁孔的直径β满足：0.8mm≤β≤1.4mm。如此设置，在不影响转子冲片加工的前提下，不仅能避免圆隔磁孔直径过大，使其到两侧永磁体槽的距离过小，影响电机的转子强度。圆形隔磁孔的最小尺寸并未分布在永磁体槽受到的最大离心力处，在保证电机转子冲片强度的情况下，但却形成了一个最大的磁阻路径，增加该区域的饱和程度，使永磁体的磁力线尽量少的通过此处，以此减少永磁体的漏磁，提升了电机输出转矩，降低了电机铁损，提升了电机效率。

在本实施例中，所述大开口的夹角为R1，R1的取值范围为：89°≤R1≤97°。两个构成“八”字形的第一永磁体槽21能够提供足够的磁通面积，第二永磁体4有最佳宽度，能够提供足够大的磁通面积，同时能够保证永磁体到转子外圆的磁通阻力较小，增加电机输出转矩的能力。同时，在高速运转时，第二永磁体4受到向外的离心力将分散到整个第二永磁体槽22上，提升了电机转子冲片强度，提升电机运行的可靠性。

参见图2所示，本实施例还公开了一种转子，包括上述的转子冲片。

本实施例还公开了一种永磁同步电机，包括上述的转子Z。所述永磁同步电机极槽配合为48槽8极。

本实施例还公开了一种车辆，包括上述的永磁同步电机。

本发明的转子冲片，转子冲片采用“V”+“一”型布置，增加了磁通面积，并且“一”字形的第二永磁体采用弧面结构，减少了永磁体到转子冲片本体1外圆的磁通路径，降低了磁阻，提升了输出转矩；设置第一斜面和第二斜面，加厚了第二永磁体槽22边缘应力集中的位置，降低了此处产生变形的风险，提升了电机转子冲片的强度，同时能够使电机能在更高的转速下可靠运行，提升电机的可靠性；增加圆形隔磁孔来优化磁路结构用以改善磁路流向，降低了电机的损耗，提升了电机的性能；如图3和图4所示，在保证电机转子结构强度的情况下，仿真得到的转矩与现有技术方案提升5％，铁损降低13％，电机的峰值性能及效率提升明显；如图5所示，经实际制作电机搭载应用于某一款电驱系统上，测的电驱系统外特性提升明显，以此提升整车的加速性能及续驶里程，提升整车驾乘舒适性。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转子冲片，包括冲片本体(1)，所述冲片本体(1)上设置有轴心孔(5)和多个周向均匀设置在轴心孔(5)外侧的永磁极槽组，所述永磁极槽组包括两个第一永磁体槽(21)和一个第二永磁体槽(22)，两个第一永磁体槽(21)呈大开口朝外的“八”字型布置，所述第二永磁体槽(22)设置在“八”字型的大开口处，每个第一永磁体槽(21)内均设置有第一永磁体(3)，每个第二永磁体槽(22)内均设置有第二永磁体(4)；其特征在于，

所述第二永磁体(4)的外侧面为第一弧面(41)，所述第二永磁体槽(22)对应设置有与第一弧面(41)相适配的弧面。

2.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述第二永磁体(4)的内侧面为第一平面(42)，所述第一弧面(41)的圆心与冲片本体(1)的圆心重合，冲片本体(1)的直径为Φ1，第一弧面(41)的直径为Φ2，第一平面(42)的长度为W，其中，0.07≤(Φ1-Φ2)/W≤0.13。

3.根据权利要求1或2所述的转子冲片，其特征在于，所述第二永磁体(4)上还设置有第一斜面(43)和第二斜面(44)，所述第二永磁体(4)的第一端面(45)和第一弧面(41)之间通过第一斜面(43)连接，所述第二永磁体(4)的第二端面(46)和第一弧面(41)之间通过第二斜面(44)连接，所述第二永磁体槽(22)对应设置有与第一斜面(43)和第二斜面(44)相适配的倾斜面。

4.根据权利要求3所述的转子冲片，其特征在于，所述第一斜面(43)和第二斜面(44)的夹角均为R2，R2的取值范围为：30°≤R2≤60°，其中，R2为第一斜面与第二永磁体(4)的第一端面(45)之间或第二斜面与第二永磁体(4)的第二端面(46)之间的夹角。

5.根据权利要求4所述的转子冲片，其特征在于，所述所述第一斜面(43)和第二斜面(44)的长度相等，第一斜面(43)的长度为L，所述第二永磁体槽(22)到冲片本体(1)外圆的距离为H，其中，L≥H。

6.根据权利要求1或2或4或5所述的转子冲片，其特征在于，所述大开口的夹角为R1，R1的取值范围为：89°≤R1≤97°。

7.根据权利要求6所述的转子冲片，其特征在于，第二永磁体槽(22)的两端分别设置有隔磁孔(6)；隔磁孔(6)为圆隔磁孔，所述圆隔磁孔的直径β满足：0.8mm≤β≤1.4mm。

8.一种转子，其特征在于，包括如权利要求1至7任一所述的转子冲片。

9.一种永磁同步电机，其特征在于，包括如权利要求8所述的转子(Z)。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的永磁同步电机。

Images