CN113410932A - 冲片组件、转子组件和电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种冲片组件、转子组件和电机。该冲片组件包括冲片，所述冲片上设有通流孔，所述通流孔包括有第一侧边，所述第一侧边的延伸方向为沿所述冲片的径向方向；所述第一侧边的线型包括有波浪形。将冲片的通流孔设有一个沿冲片的径向方向延伸的侧边，侧边上设置波浪线，使得在旋转过程中，该侧边能减少风阻，因此减小高速运转时产生的感应应力，避免旋转过程中冲片出现断裂的问题。

Description

冲片组件、转子组件和电机

技术领域

本申请属于电机技术领域，具体涉及一种冲片组件、转子组件和电机。

背景技术

在家用空调行业中，其使用压缩机电机大多采用永磁同步电机，当永磁同步电机的转子高速旋转时，然而受限于转子自身的结构影响，会受到转动带来的离心力的作用。如图1所示，在两个通流孔11之间的部位，由于转子高转速旋转产生的制动力相比与低转速而言会变大，即感应应力变大，机械强度变大。现有永磁同步电机在不改变转子外观尺寸的前提下，受限于该处机械强度大易导致在旋转过程中转子冲片断裂的缘故，从而降低电机运转速率，进而阻碍转子压缩机高速化、大排量的进程。

发明内容

因此，本申请在于提供一种冲片组件、转子组件和电机，能够解决现有技术中永磁同步电机在不改变转子外观尺寸的前提下，受限于该处机械强度大易导致在旋转过程中转子冲片断裂的缘故，从而降低电机运转速率，进而阻碍转子压缩机高速化、大排量的进程的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种冲片组件，包括：

冲片，所述冲片上设有通流孔，所述通流孔包括有第一侧边，所述第一侧边的延伸方向为沿所述冲片的径向方向；

所述第一侧边的线型包括有波浪形。

可选地，所述通流孔包括有第二侧边，所述第二侧边的延伸方向为沿所述冲片的径向方向；所述第二侧边的线型包括波浪形，所述第二侧边和所述第一侧边沿所述冲片的周向为间隔设置。

可选地，所述第一侧边上波浪形的中心线与所述第一侧边远离所述冲片圆心的一端所在直径为相交设置；或，所述第二侧边上波浪形的中心线与所述第二侧边远离所述冲片圆心的一端所在直径为相交设置。

可选地，所述第一侧边上波浪形的中心线和所述第二侧边上波浪形的中心线与所述冲片的直径之间的夹角为e，18.6°＞e＞3°。

可选地，所述通流孔设有多个，且沿所述冲片的周向均匀设置；一个所述通流孔的所述第一侧边与相邻另一所述通流孔的所述第二侧边的周向间距，沿所述冲片圆心至外周缘的径向方向为递减设置。

可选地，沿所述冲片的外周缘至圆心的径向方向，每个所述通流孔的所述第一侧边和所述第二侧边均为向所述通流孔内倾斜设置。

可选地，所述通流孔包括圆弧段的第三侧边，所述第三侧边的两端分别连接所述第一侧边和所述第二侧边靠近所述冲片圆心的一端，所述第三侧边的圆心与所述冲片的圆心重合；所述第三侧边所在圆的直径为D3，所述冲片的轴孔直径为D4，所述冲片的外径为D5，其中，30×(D3-D4)＞D5。

可选地，所述第一侧边为所述通流孔的迎风边；以所述冲片的圆心作圆，所述第一侧边远离所述冲片圆心的一端所在圆的直径为D2，所述第二侧边远离所述冲片圆心的一端所在圆的直径为D1，D2＞D1且D2/D1＜1.12。

可选地，所述第一侧边上波浪形所占的流通面积为S1，所述第二侧边上波浪形所占的流通面积为S2，所述通流孔中余下的流通面积为S，其中，12×S1＜S，12×S2＜S。

根据本申请的另一方面，提供了一种转子组件，包括如上所述的冲片组件。

根据本申请的再一方面，提供了一种电机，包括如上所述的冲片组件或如上所述的转子组件。

本申请提供的一种冲片组件，包括：冲片，所述冲片上设有通流孔，所述通流孔包括有第一侧边，所述第一侧边的延伸方向为沿所述冲片的径向方向；所述第一侧边的线型包括有波浪形。

将冲片的通流孔设有一个沿冲片的径向方向延伸的侧边，侧边上设置波浪线，使得在旋转过程中，该侧边能减少风阻，因此减小高速运转时产生的感应应力，避免旋转过程中冲片出现断裂的问题。

通流孔采用波浪形侧边结构，还可增加气体流过冲片的换热面积，有利于对冲片进行散热，降低冲片的温度，使得磁钢运行时周围温度得到降低，提升磁钢的抗退磁的能力。

附图说明

图1为传统转子冲片的结构示意图；

图2为本申请实施例的冲片结构示意图；

图3为本申请实施例的冲片结构示意图；

图4为本申请实施例的冲片结构示意图；

图5为本申请实施例的冲片局部放大示意图；

图6为本申请实施例的通流孔结构示意图；

图7为本申请与传统结构在16000rpm时风耗对比图；

图8为本申请与传统结构在16000rpm散热效率对比。

附图标记表示为：

1、冲片；11、通流孔；111、第一侧边；112、第二侧边；113、第三侧边。

具体实施方式

结合参见图2至图6所示，根据本申请的实施例，一种冲片组件，包括：

冲片1，所述冲片1上设有通流孔11，所述通流孔11包括有第一侧边111，所述第一侧边111的延伸方向为沿所述冲片1的径向方向；

所述第一侧边111的线型包括有波浪形。

冲片1上通流孔11包含的第一侧边111，是沿冲片1的径向方向延伸设置，并且第一侧边111的线型包括有波浪形；在冲片1旋转运行过程中，第一侧边111是与旋转方向为垂直设置，波浪形第一侧边111能减小旋转时的风阻，降低了电机功率损耗，提高了电机性能。

同时在通流孔11之间机械强度不变的情况下，改变受力的接触面积由原来轴向看类似于一条直线段向一个平面的转变，就能尽可能的减少局部压力，从而通流孔11之间的抗拉强度就不会减弱，相对而言，不易发生冲片1断裂的现象。

由于第一侧边111垂直于旋转方向，且为波浪结构，可以有效增加与流过的气体之间的有效面积，有利于对转子进行散热，降低转子温度，使磁钢运行时周围的温度降低，提升磁钢的抗退磁能力。

在一些实施例中，通流孔11包括有第二侧边112，所述第二侧边112的延伸方向为沿所述冲片1的径向方向；所述第二侧边112的线型包括波浪形，所述第二侧边112和所述第一侧边111沿所述冲片1的周向为间隔设置。

通流孔11的第二侧边112与第一侧边111类似，同样沿冲片1的径向方向延伸设置，并且线型也包括有波浪形，只是与第一侧边111在轴向上间隔设置，在冲片1旋转时，第一侧边111和第二侧边112分别为通流孔11的迎风边和出风边，因此能起到减小风阻和提升电机性能的作用。

在一些实施例中，所述第一侧边111上波浪形的中心线与所述第一侧边111远离所述冲片1圆心的一端所在直径为相交设置；或，所述第二侧边112上波浪形的中心线与所述第二侧边112远离所述冲片1圆心的一端所在直径为相交设置。

第一侧边111或第二侧边112相对于各自远离冲片1圆心的一端所在直径，为倾斜设置，能起到很好地的分散风流作用，减小了风阻。

在一些实施例中，第一侧边111上波浪形的中心线和所述第二侧边112上波浪形的中心线与所述冲片1的直径之间的夹角为e，18.6°＞e＞3°。

电机在高速旋转时，可明显降低旋转时产生的风阻，降低风耗，如图7和8所示，e＝7.5°，其风耗降低44％，同时散热效率得到大大提升，因此电机效率也相应得到提高。

在一些实施例中，通流孔11设有多个，且沿所述冲片1的周向均匀设置；一个所述通流孔11的所述第一侧边111与相邻另一所述通流孔11的所述第二侧边112的周向间距，沿所述冲片1圆心至外周缘的径向方向为递减设置。

如图5所示，将该通流孔11结构相邻通流孔11间波浪线是采用由内到外采用梯度的递减的方式，即a＞b＞c。这样通流孔11边缘处靠近轴孔处的用铁量增加，使其根部的强度增加，加强了转子抗拉强度，减小的应变，增加了电机的高速行和可靠性，尽可能的减少轴向应力和径向应力对两通流孔11间筋的影响。

在一些实施例中，沿所述冲片1的外周缘至圆心的径向方向，每个所述通流孔11的所述第一侧边111和所述第二侧边112均为向所述通流孔11内倾斜设置。

具体的，第一侧边111和第二侧边112均设为倾斜设置，尤其是靠近冲片1圆心的一端向通流孔11内倾斜，使得两通流孔11间靠近冲片1圆心处的周向长度增大，可提升转子的机械强度，提升电机高速下的抗拉强度。

在一些实施例中，通流孔11包括圆弧段的第三侧边113，所述第三侧边113的两端分别连接所述第一侧边111和所述第二侧边112靠近所述冲片1圆心的一端，所述第三侧边113的圆心与所述冲片1的圆心重合；所述第三侧边113所在圆的直径为D3，所述冲片1的轴孔直径为D4，所述冲片1的外径为D5，其中，30×(D3-D4)＞D5。

考虑到高速主要需要克服转子的离心力，轴孔至通流孔11的内壁厚度也需要一定强度，采用相关尺寸的关系限定，结果如表1所示，转子最大运行转速较原方案提高了25％。

表1两通流孔间对比

方案	最高运行转速(转子通流孔根部开裂)
		原有转子结构	16000rpm
新型转子结构	20000rpm

在一些实施例中，第一侧边111为所述通流孔11的迎风边；以所述冲片1的圆心作圆，所述第一侧边111远离所述冲片1圆心的一端所在圆的直径为D2，所述第二侧边112远离所述冲片1圆心的一端所在圆的直径为D1，D2＞D1且D2/D1＜1.12。

采用迎风侧带有尖端，使得通流孔11构成非等圆结构，尤其是第一侧边111和第二侧边112远离冲片1圆心一端的连线形成顺风线结构，此时电机在高速旋转时，可明显降低旋转时产生的风阻，降低风耗。

在一些实施例中，第一侧边111上波浪形所占的流通面积为S1，所述第二侧边112上波浪形所占的流通面积为S2，所述通流孔11中余下的流通面积为S，其中，12×S1＜S，12×S2＜S。

如图6所示，第一侧边111上波浪形所占的流通面积为S1，即第一侧边111处的阴影面；所述第二侧边112上波浪形所占的流通面积为S2，即第二侧边112处的阴影面；通流孔11中余下的流通面积为S；为增加压缩机气体最大限度的流过通流孔11，以达到最大的散热效果，综合考虑以及最大限度的表面积，选择12×S1＜S，12×S2＜S。这样不仅可以有效增加压缩机气体最大限度的流过通流孔11，以达到最大的散热效果，波浪路径可有效增加表面积，使得排气气体过通流孔11时，增加了接触的有效面积，可带走更多的转子热量，进而降低重负载运行下退磁风险。

将通流孔11两段设计为波浪结构，波浪路径可有效增加表面积，使得排气气体过通流孔11时，增加了接触的有效面积，可带走更多的转子热量，使转子降低温度，随着转子温度的降低，转子磁钢的抗退磁性可以有效增加(钕铁硼磁钢随着温度的提升，抗退磁性能下降)，增加电机可靠性。

根据本申请的另一方面，提供了一种转子组件，包括如上所述的冲片组件。

根据本申请的再一方面，提供了一种电机，包括如上所述的冲片组件或如上所述的转子组件。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种冲片组件，其特征在于，包括：

冲片(1)，所述冲片(1)上设有通流孔(11)，所述通流孔(11)包括有第一侧边(111)，所述第一侧边(111)的延伸方向为沿所述冲片(1)的径向方向；

所述第一侧边(111)的线型包括有波浪形。

2.根据权利要求1所述的冲片组件，其特征在于，所述通流孔(11)包括有第二侧边(112)，所述第二侧边(112)的延伸方向为沿所述冲片(1)的径向方向；所述第二侧边(112)的线型包括波浪形，所述第二侧边(112)和所述第一侧边(111)沿所述冲片(1)的周向为间隔设置。

3.根据权利要求2所述的冲片组件，其特征在于，所述第一侧边(111)上波浪形的中心线与所述第一侧边(111)远离所述冲片(1)圆心的一端所在直径为相交设置；或，所述第二侧边(112)上波浪形的中心线与所述第二侧边(112)远离所述冲片(1)圆心的一端所在直径为相交设置。

4.根据权利要求3所述的冲片组件，其特征在于，所述第一侧边(111)上波浪形的中心线和所述第二侧边(112)上波浪形的中心线与所述冲片(1)的直径之间的夹角为e，18.6°＞e＞3°。

5.根据权利要求3或4所述的冲片组件，其特征在于，所述通流孔(11)设有多个，且沿所述冲片(1)的周向均匀设置；一个所述通流孔(11)的所述第一侧边(111)与相邻另一所述通流孔(11)的所述第二侧边(112)的周向间距，沿所述冲片(1)圆心至外周缘的径向方向为递减设置。

6.根据权利要求5所述的冲片组件，其特征在于，沿所述冲片(1)的外周缘至圆心的径向方向，每个所述通流孔(11)的所述第一侧边(111)和所述第二侧边(112)均为向所述通流孔(11)内倾斜设置。

7.根据权利要求1所述的冲片组件，其特征在于，所述通流孔(11)包括圆弧段的第三侧边(113)，所述第三侧边(113)的两端分别连接所述第一侧边(111)和所述第二侧边(112)靠近所述冲片(1)圆心的一端，所述第三侧边(113)的圆心与所述冲片(1)的圆心重合；所述第三侧边(113)所在圆的直径为D3，所述冲片(1)的轴孔直径为D4，所述冲片(1)的外径为D5，其中，30×(D3-D4)＞D5。

8.根据权利要求2所述的冲片组件，其特征在于，所述第一侧边(111)为所述通流孔(11)的迎风边；以所述冲片(1)的圆心作圆，所述第一侧边(111)远离所述冲片(1)圆心的一端所在圆的直径为D2，所述第二侧边(112)远离所述冲片(1)圆心的一端所在圆的直径为D1，D2＞D1且D2/D1＜1.12。

9.根据权利要求2所述的冲片组件，其特征在于，所述第一侧边(111)上波浪形所占的流通面积为S1，所述第二侧边(112)上波浪形所占的流通面积为S2，所述通流孔(11)中余下的流通面积为S，其中，12×S1＜S，12×S2＜S。

10.一种转子组件，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的冲片组件。

11.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的冲片组件或如权利要求10所述的转子组件。

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