CN113726046A - 一种转子冲片、转子、电机和新能源电车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种转子冲片、转子、电机和新能源电车，涉及电机技术领域，解决了电机噪音大的技术问题。该转子冲片包括冲片本体、设置在冲片本体上的多组磁钢槽以及设置在冲片本体上的去重孔；磁钢槽与转子外圈之间为第一隔磁桥，第一隔磁桥的径向尺寸L1规格为2.6mm≤L1≤3mm；转子包括多个转子冲片，所有的转子冲片层叠设置，还包括设置在磁钢槽内的磁钢；电机包括定子组件和设置在定子组件内的转子；定子组件包括壳体和定子，壳体以过盈配合方式固定在定子外侧；壳体包括内外设置的第一壳体和第二壳体，第一壳体和/或第二壳体内设置有冷却水道。本发明具有转子整体刚度大、椭圆模态频率高的特点，电机噪音和振动小。

Description

一种转子冲片、转子、电机和新能源电车
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种转子冲片、转子、电机和新能源电车。
背景技术
随着国家“碳中和”政策的提出，新能源汽车势必会成为现代交通领域发展的必然趋势。新能源汽车是通过动力电池为主要驱动能源，采用电机驱动，不需要消耗燃油，实现零污染物排放的汽车。虽然电动汽车没有了动力传统系统噪声，但是存在独特的驱动电机噪声和振动。目前新能源汽车面临着几大行业难题，噪声和振动就是其中两个重要且急需解决的问题。新能源汽车在运行时，永磁同步电机高速旋转，受自身齿槽转矩、电磁力等激励的影响激发电机转子和定子组件椭圆模态，会使电机产生噪声和振动；当永磁同步电机产生的电磁激励频率和电机转子以及定子组件(定子和壳体)的模态频率相同时，同时还会激发转子隔磁桥局部模态产生共振，使得电机噪声和振动被放大。当电机安装到汽车上时，永磁同步电机产生的振动和噪声会传递给与之相接触的汽车车架，或者通过传动轴和车桥，再传递到汽车车身和座椅上；在振动的传递过程中，由于共振的作用，导致传递给汽车车身和座椅上的振动和噪声更大，所以电机轻微的振动皆可能影响司机和乘客的体验，长期不利于身体健康。因此需要改善电机结构，对噪声振动进行降低，进而改善电机对整车噪声振动的影响，提升乘客的舒适感。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转子冲片、转子、电机和新能源电车，以解决现有技术中存在的电机噪音大的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种转子冲片，包括冲片本体、设置在所述冲片本体上的多组磁钢槽以及设置在所述冲片本体上的去重孔；所述磁钢槽与转子外圈之间为第一隔磁桥，所述第一隔磁桥的径向尺寸L1规格为2.6mm≤L1≤3mm。
作为本发明的进一步改进，每组所述磁钢槽均包括两个磁钢槽，分别为第一磁钢槽和第二磁钢槽，所述第一磁钢槽和所述第二磁钢槽之间为第二隔磁桥，所述第二隔磁桥的周向宽度L2规格为3.1mm≤L2≤3.5mm。
作为本发明的进一步改进，所述去重孔上还设置有加强筋。
作为本发明的进一步改进，所述加强筋沿所述冲片本体径向设置。
本发明提供的一种转子，包括多个所述转子冲片，所有的所述转子冲片层叠设置，还包括设置在所述磁钢槽内的磁钢。
本发明提供的一种电机，包括定子组件和设置在所述定子组件内的所述转子。
作为本发明的进一步改进，所述定子组件包括壳体和定子，所述壳体以过盈配合方式固定在所述定子外侧。
作为本发明的进一步改进，所述壳体包括内外设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和/或所述第二壳体内设置有冷却水道。
作为本发明的进一步改进，所述冷却水道为沿着所述壳体轴向延伸的螺旋形冷却水道。
作为本发明的进一步改进，所述第一壳体内和所述第二壳体内的所述冷却水道错位设置。
本发明提供的一种新能源电车，包括所述电机。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明提供的转子冲片，通过优化隔磁桥宽度，提高隔磁桥局部模态频率，避免电机在高速运行过程中转子隔磁桥局部模态被电机齿槽转矩激发引起共振，进而减小电机噪声振动；本发明提供的转子冲片的进一步改进方案中，通过优化去重孔形状，增加加强筋，提高转子整体刚度，提高转子椭圆模态频率，避免电机在高速运行过程中转子椭圆模态被电机齿槽转矩激发引起共振，进而减小电机噪声和振动。
本发明提供的电机，优化了定子组件(定子和壳体)结构，通过设置第一壳体和第二壳体，增加壳体厚度，提高定子组件椭圆模态频率，避免在电机高速运行过程中定子组件椭圆模态被电机齿槽转矩激发引起共振，进而再次减小电机噪声振动。
本发明提供的电机，通过对壳体进行优化，在两层壳体内设置双层水道，能对电机进行二次降温，使电机散热性更好，提升电机效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明电机的截面图；
图2是本发明转子冲片的结构示意图；
图3是图2中A局部放大图；
图4是电机转子冲片隔磁桥优化前仿真变形云图；
图5是本发明电机中转子冲片隔磁桥优化后仿真变形云图；
图6是本发明电机中定子组件的截面图；
图7是本发明电机中壳体的截面图；
图8是本发明电机中壳体的轴向截面图。
图中1、冲片本体；2、去重孔；3、转子；4、第一隔磁桥；5、第一磁钢槽；6、第二磁钢槽；7、第二隔磁桥；8、加强筋；9、壳体；91、第一壳体；92、第二壳体；10、定子；11、冷却水道；12、磁钢。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图2所示，本发明提供了一种转子冲片，包括冲片本体1、设置在冲片本体1上的多组磁钢槽以及设置在冲片本体1上的去重孔2；磁钢槽与转子3外圈之间为第一隔磁桥4，第一隔磁桥4的径向尺寸L1规格为2.6mm≤L1≤3mm。
如图3所示，进一步的，每组磁钢槽均包括两个磁钢槽，分别为第一磁钢槽5和第二磁钢槽6，第一磁钢槽5和第二磁钢槽6之间为第二隔磁桥7，第二隔磁桥7的周向宽度L2规格为3.1mm≤L2≤3.5mm。通过限制第一隔磁桥4和第二隔磁桥7的尺寸，不仅能提高隔磁桥局部模态，如图4所示，为隔磁桥优化前转子局部模态阵型，频率为3200Hz；如图5所示，隔磁桥优化后转子隔磁桥局部模态阵型，频率为5150Hz，模态频率提高了60％，有效的避免了高速时隔磁桥局部模态共振问题。同时转子3的质量并不会增加多少，而且电磁力的变化也不会太大。
作为本发明的一种可选实施方式，去重孔2上还设置有加强筋8。
如图2所示，在转子3内部设有去重孔2，由于去重孔2的原因导致转子椭圆模态相对较低，会导致电机在高速下，电机齿槽转矩会激发转子椭圆模态引起共振，因此在去重孔2上使用径向加强筋8，使转子3整体刚度增加，从而提高转子3椭圆模态固有频率，避免共振，进而降低电机噪声振动。
如图4所示，为优化前的转子冲片隔磁桥变形云图，通过图4可以看出，在现有技术中隔磁桥变形较为严重，故此造成转子椭圆模态，如图5所示，本发明提供的转子冲片，通过优化隔磁桥宽度，提高隔磁桥局部模态频率，避免电机在高速运行过程中转子隔磁桥局部模态被电机齿槽转矩激发引起共振，进而减小电机噪声振动；本发明提供的转子冲片的进一步改进方案中，通过优化去重孔形状，增加加强筋，提高转子整体刚度，提高转子椭圆模态频率，避免电机在高速运行过程中转子椭圆模态被电机齿槽转矩激发引起共振，进而减小电机噪声和振动。
更进一步的，在本发明的一种实施例中，加强筋8沿冲片本体1径向设置，且加强筋8位于去重孔2中间。
当然，加强筋8也可以设置成其他结构形式，设置数量也并非如附图中所示的一条，也可以设置多条。在此不做过多赘述，只要在去重孔2上设置加强筋8即可。
如图1所示，本发明提供了一种转子3，包括多个转子冲片，所有的转子冲片层叠设置，还包括设置在磁钢槽内的磁钢12。
具体的，磁钢槽分为多组设置，每组磁钢槽中过包括第一磁钢槽5和第二磁钢槽6。
如图1所示，本发明提供了一种电机，包括定子组件和设置在定子组件内的转子3。
如图6所示，具体的，定子组件包括壳体9和定子10，壳体9以过盈配合方式固定在定子10外侧。
如图7所示，更进一步的，壳体9包括内外设置的第一壳体91和第二壳体92，第一壳体91和/或第二壳体92内设置有冷却水道11。
如图8所示，作为本发明的一种可选实施方式，冷却水道11为沿着壳体9轴向延伸的螺旋形冷却水道。
本发明提供的电机，优化了定子组件(定子和壳体)结构，通过设置第一壳体和第二壳体，增加壳体厚度，提高定子组件椭圆模态频率，避免在电机高速运行过程中定子组件椭圆模态被电机齿槽转矩激发引起共振，进而再次减小电机噪声振动。
进一步的，第一壳体91内和第二壳体92内的冷却水道11错位设置。此处所指的错位设置就是两条冷却水道11从壳体9外向内看不重合。
本发明提供的电机，通过对壳体进行优化，在两层壳体内设置双层水道，能对电机进行二次降温，使电机散热性更好，提升电机效率。
具体的，第一壳体91和定子10过盈配合，固定住定子10，第一壳体91中有冷却水道11，第二壳体92在第一壳体91外侧，为第一壳体91的加厚部分，在第二壳体92内同样设置了冷却水道11，两层冷却水道11在结构上相互错开，第一壳体91可以整体上加强第一壳体91的刚度，提高定子组件椭圆模态频率，避免电机高速运行时，其齿槽转矩激发定子组件椭圆模态，引起共振，进行降低噪声振动。
本发明提供了一种新能源电车，包括上述的电机。
本发明通过设计一个低噪声振动永磁同步电机，其具有合适尺寸的隔磁桥，其隔磁桥尺寸增加，使隔磁桥局部刚度能够变大，提高隔磁桥局部模态固有频率，同时转子去重孔增加加强筋，使转子整体刚度变大，提高转子椭圆模态固有频率，即使电机在高速下运行时其齿槽转矩也不会激发转子椭圆模态以及隔磁桥局部模态产生共振，进而降低电机在高速下的噪声振动。同时通过加厚电机壳体厚度，在加厚的部分内部也设置冷却水道，这样既增加定子组件(定子和壳体)刚度，使定子组件(定子和壳体)的椭圆模态频率提高，降低电机的噪声振动。同时定子组件的整体质量也不会有非常大的变化，并且冷却水道可对电机进行二次冷却，使电机的散热性更好，提高电机的效率。
这里首先需要说明的是，“向内”是朝向容置空间中央的方向，“向外”是远离容置空间中央的方向。
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1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。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种转子冲片，其特征在于，包括冲片本体、设置在所述冲片本体上的多组磁钢槽以及设置在所述冲片本体上的去重孔；所述磁钢槽与转子外圈之间为第一隔磁桥，所述第一隔磁桥的径向尺寸L1规格为2.6mm≤L1≤3mm。
2.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，每组所述磁钢槽均包括两个磁钢槽，分别为第一磁钢槽和第二磁钢槽，所述第一磁钢槽和所述第二磁钢槽之间为第二隔磁桥，所述第二隔磁桥的周向宽度L2规格为3.1mm≤L2≤3.5mm。
3.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述去重孔上还设置有加强筋。
4.根据权利要求3所述的转子冲片，其特征在于，所述加强筋沿所述冲片本体径向设置。
5.一种转子，其特征在于，包括多个如权利要求1-4中任一所述的转子冲片，所有的所述转子冲片层叠设置，还包括设置在所述磁钢槽内的磁钢。
6.一种电机，其特征在于，包括定子组件和设置在所述定子组件内的如权利要求5所述的转子。
7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述定子组件包括壳体和定子，所述壳体以过盈配合方式固定在所述定子外侧。
8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，所述壳体包括内外设置的第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和/或所述第二壳体内设置有冷却水道。
9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于，所述冷却水道为沿着所述壳体轴向延伸的螺旋形冷却水道。
10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述第一壳体内和所述第二壳体内的所述冷却水道错位设置。
11.一种新能源电车，其特征在于，包括如权利要求6-10中任一所述的电机。
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