CN206389196U - 调速永磁同步电动机的新型转子 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了调速永磁同步电动机的新型转子,它包括电机轴、转子挡板、若干段转子冲片、止退螺母、止退垫片、磁钢;若干段转子冲片均套在电机轴上,通过其内孔中间的凸出部与电机轴上的对称键槽相配合;若干段转子冲片左右紧密贴合,最左段的转子冲片通过其左端的转子挡板并紧,最右段的转子冲片通过其右端的转子挡板、止推螺母、止推垫片并紧;转子冲片的磁钢槽中装有磁钢。本新型转子可以有效防止转子和电机轴之间的打滑现象的发生;同时,可以有效地减弱齿槽转矩,制造装配简单、适合批量生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动机领域,尤其涉及电动机中调速永磁同步电动机的新型转子。
背景技术
一般调速永磁同步电动机,转子冲片轴孔是光滑的,转子冲片和轴为过盈配合,转子冲片在装配的过程中,用压机把转子冲片压到电机轴上,为了保证压装时不损害转子冲片,转子冲片和轴的过盈量很小。但是,在调速永磁同步电动机运行在峰值状态时,采用这种过盈配合方式的转子,容易造成转子冲片和轴打滑,从而影响电机的输出。
一般永磁电机都有齿槽转矩,齿槽转矩是永磁电机绕组不通电时永磁体和铁心之间相互作用产生的转矩,是由永磁体与电机定子齿间相互作用力切向分量的波动引起的。当定转子存在相对运动时,处于永磁体极弧部分的电枢齿与永磁体间的磁导基本不变,因此这些电枢齿周围的磁场也基本不变,而与永磁体两侧面对应的由一个或两个电枢齿所构成的一小段区域内,磁导变化大,引起磁场储能变化,从而产生齿槽转矩。齿槽转矩会使电机转矩波动,产生振动和噪声,还会使电机出现转速波动,使电机不能平稳运行,影响调速永磁同步电动机的控制精度。在调速永磁同步电动机调速过程中,当转矩脉动频率与定子或转子的机械共振频率一致时,齿槽转矩产生的振动和噪声将被放大。
为了减小齿槽转矩,目前在实际生产调速永磁同步电动机过程中采用定子斜槽或转子斜极的方法:定子斜槽能够有效抑制齿槽转矩,但是定子铁心叠装难度大,定子铁心嵌线困难,此外还增加漆包线的用量;转子斜极通常做成连续斜极,转子斜极抑制齿槽转矩的效果和定子斜极差不多,但是将钕铁硼磁钢做成斜片增加了成本,钕铁硼做成斜片,需要将钕铁硼做成一块大片,然后再采用线切割的方式割成我们需要尺寸的斜片。因此,上述转子斜极和定子斜槽都不适合批量生产。
发明内容
本实用新型所要解决的问题是提供调速永磁同步电动机的新型转子,其可以有效防止转子和电机轴之间的打滑现象的发生。另外,本新型中的转子通过转子冲片分段式斜极,既可以有效地减弱齿槽转矩,且制造装配简单、适合批量生产。
本实用新型调速永磁同步电动机的新型转子,它包括电机轴、转子挡板、若干段转子冲片、止退螺母、止退垫片、磁钢;若干段转子冲片均套在电机轴上,通过其内孔中间的凸出部与电机轴上的对称键槽相配合;若干段转子冲片左右紧密贴合,最左段的转子冲片通过其左端的转子挡板并紧,最右段的转子冲片通过其右端的转子挡板、止推螺母、止推垫片并紧;转子冲片的磁钢槽中装有磁钢。
进一步地,每段转子冲片最上部的磁钢中心线相对于电机轴的对称键槽的中心线均旋转一定角度,最左段转子冲片和最右段转子冲片两者最上部的磁钢中心线之间形成角度N,N=360°/Z,Z为永磁电机的定子槽数。
进一步地,转子冲片左右相邻两段之间的角度n=N/(L-1),L为转子冲片的的段数。
进一步地,转子冲片的段数优选为3-6段。
进一步地,当转子冲片为四段时,从左往右分别为左边的转子冲片Ⅰ、左边的转子冲片Ⅱ、右边的转子冲片Ⅱ、右边的转子冲片Ⅰ,其中,左边的转子冲片Ⅰ最上部的磁钢中心线与电机轴上的对称键槽的中心线沿顺时针方向成N/2度,左边的转子冲片Ⅱ最上部的磁钢中心线与电机轴1上的对称键槽的中心线沿顺时针方向成N/6度,右边的转子冲片Ⅱ最上部的磁钢中心线与电机轴上对称键槽的中心线沿逆时针方向成N/6度,右边的转子冲片Ⅰ最上部的磁钢中心线与电机轴上的对称键槽7的中心线沿逆时针方向成N/2度;即左边的转子冲片Ⅰ的磁钢中心线和左边的转子冲片Ⅱ的磁钢中心线沿顺时针方向成N/3度,左边的转子冲片Ⅱ的磁钢中心线和右边的转子冲片Ⅱ的磁钢中心线沿顺时针方向成N/3度,右边的转子冲片Ⅱ的磁钢中心线和右边的转子冲片Ⅰ的磁钢中心线沿顺时针方向成N/3,即四段转子冲片每段之间差N/3度角,最左和最右的冲片之间形成N度角。
进一步地,当电机的定子槽数Z为48时,N=360°/48=7.5°,此时左边的转子冲片Ⅰ最上面的磁钢中心线与电机轴上的对称键槽的中心线沿顺时针方向成旋转3.75°,左边的转子冲片Ⅱ最上面的磁钢中心线与电机轴上的对称键槽的中心线沿顺时针方向旋转1.25°,右边的转子冲片Ⅱ最上面的磁钢中心线与电机轴上的对称键槽的中心线沿逆时针方向旋转1.25°,右边的转子冲片Ⅰ最上面的磁钢中心线与电机轴上的对称键槽的中心线沿逆时针方向旋转3.75°。
本新型中,转子冲片通过其内孔中间的凸出部与电机轴上的对称键槽实现转子冲片与电机轴的连接,从而防止了转子冲片和电机轴之间发生打滑,从而保证了电机的有效输出;同时,本新型的转子冲片进行分段设计,每段上倾斜一定的角度,使其加工方便,适合于批量生产;转子分段斜极形成角度后,可以有效地减弱齿槽转矩,降低振动噪声,提高电机控制精度。
附图说明
图1是本新型调速永磁同步电动机的新型转子的结构示意图;
图2是沿图1中A-A线的剖视图;
图3是沿图1中B-B线的剖视图;
图4是沿图1中C-C线的剖视图;
图5是沿图1中D-D线的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
实施例1
本新型调速永磁同步电动机的新型转子,它包括电机轴1、转子挡板2、若干段转子冲片、止退螺母6、止退垫片5、磁钢8;若干段转子冲片均套在电机轴1上,通过其内孔中间的凸出部与电机轴1上的对称键槽7相配合;若干段转子冲片左右紧密贴合,最左段的转子冲片通过其左端的转子挡板2并紧,最右段的转子冲片通过其右端的转子挡板2、止推螺母6、止推垫片5并紧;转子冲片的磁钢槽9中装有磁钢8。
其中,磁钢8为钕铁硼磁钢,它插在转子冲片的磁钢槽9里,转子挡板2和电机轴1是间隙配合,止退垫片5和止退螺母6配合,将转子冲片、钕铁硼磁钢8以及转子挡板2牢牢锁在电机轴1上。
本实用新型中,转子冲片通过其轴孔中间的凸出部与电机轴1上的对称键槽7,实现了转子冲片与电机轴1的连接,从而防止了转子冲片和电机轴1之间发生打滑,从而保证了电机的有效输出。
实施例2
每段转子冲片最上部的磁钢8中心线相对于电机轴1的对称键槽7的中心线均旋转一定角度,最左段转子冲片和最右段转子冲片两者最上部的磁钢8中心线之间形成角度N,N=360°/Z,Z为永磁电机的定子槽数。
当永磁电机的定子槽数为Z时,最左段和最右段转子冲片的磁钢中心线之间形成角度N,N=360°/Z。转子形成此角度后,可以有效地减弱齿槽转矩,降低振动噪声,提高电机控制精度;同时,本新型的转子冲片进行分段设计,每段上倾斜一定的角度,使其加工方便,适合于批量生产。
实施例3
转子冲片左右相邻两段之间的角度n=N/(L-1),L为转子冲片的的段数。其中,转子冲片的段数优选为3-6段。
综合考虑减弱电机齿槽转矩的效果和生产成本,本新型中转子冲片的段数优选为3-6段。
实施例4
下面就转子冲片为四段时,进行详细的说明:
当转子冲片为四段时,从左往右分别为左边的转子冲片Ⅰ3、左边的转子冲片Ⅱ4、右边的转子冲片Ⅱ4、右边的转子冲片Ⅰ3,其中,左边的转子冲片Ⅰ3最上部的磁钢8中心线与电机轴1上的对称键槽7的中心线沿顺时针方向成N/2度(如图2所示),左边的转子冲片Ⅱ4最上部的磁钢8中心线与电机轴1上的对称键槽7的中心线沿顺时针方向成N/6度(如图3所示),右边的转子冲片Ⅱ4最上部的磁钢8中心线与电机轴1上对称键槽7的中心线沿逆时针方向成N/6度(如图4所示),右边的转子冲片Ⅰ3最上部的磁钢8中心线与电机轴1上的对称键槽7的中心线沿逆时针方向成N/2度(如图5所示);即左边的转子冲片Ⅰ3的磁钢中心线和左边的转子冲片Ⅱ4的磁钢中心线沿顺时针方向成N/3度,左边的转子冲片Ⅱ4的磁钢中心线和右边的转子冲片Ⅱ4的磁钢中心线沿顺时针方向成N/3度,右边的转子冲片Ⅱ4的磁钢中心线和右边的转子冲片Ⅰ3的磁钢中心线沿顺时针方向成N/3,即四段转子冲片每段之间差N/3度角,最左和最右的冲片之间形成N度角。
上面的实施例中一共有两种转子冲片:转子冲片Ⅰ3、转子冲片Ⅱ4,由于转子冲片Ⅰ3和转子冲片Ⅱ4与电机轴1装配方式的不同,形成了四个不同的角度。此种方式既节省了模具的成本(只要开两种转子冲片模具),又保证了减弱电机齿槽转矩的效果。上述实施例是转子冲片之间相对角的一种优选方式,转子冲片之间的角度并不局限于上述方式,只要满足以下条件即可:转子冲片左右相邻两段之间的角度n=N/(L-1),最左段转子冲片和最右段转子冲片两者最上部的磁钢8中心线之间形成角度N,N=360°/Z。
实施例5
当电机的定子槽数Z为48时,N=360°/48=7.5°,此时左边的转子冲片Ⅰ3最上面的磁钢中心线与电机轴1上的对称键槽7的中心线沿顺时针方向成旋转3.75°,左边的转子冲片Ⅱ4最上面的磁钢中心线与电机轴1上的对称键槽7的中心线沿顺时针方向旋转1.25°,右边的转子冲片Ⅱ4最上面的磁钢中心线与电机轴1上的对称键槽7的中心线沿逆时针方向旋转1.25°,右边的转子冲片Ⅰ3最上面的磁钢中心线与电机轴1上的对称键槽7的中心线沿逆时针方向旋转3.75°。
这样,左边的转子冲片Ⅰ3的磁钢中心线和左边的转子冲片Ⅱ4的磁钢中心线沿顺时针方向成2.5度角,左边的转子冲片Ⅱ4的磁钢中心线和右边的转子冲片Ⅱ4的磁钢中心线沿顺时针反向成2.5度角,右边的转子冲片Ⅱ4的磁钢中心线和右边的转子冲片Ⅰ3的磁钢中心线沿顺时针反向成2.5度角,这样转子上四段转子冲片每段之间差2.5度角,便形成一种斜7.5度角的转子斜极结构,从而可以有效地减弱齿槽转矩,降低振动噪声,提高电机控制精度。
Claims (6)
1.调速永磁同步电动机的新型转子,其特征是:它包括电机轴(1)、转子挡板(2)、若干段转子冲片、止退螺母(6)、止退垫片(5)、磁钢(8);若干段转子冲片均套在电机轴(1)上,通过其内孔中间的凸出部与电机轴(1)上的对称键槽(7)相配合;若干段转子冲片左右紧密贴合,最左段的转子冲片通过其左端的转子挡板(2)并紧,最右段的转子冲片通过其右端的转子挡板(2)、止推螺母(6)、止推垫片(5)并紧;转子冲片的磁钢槽(9)中装有磁钢(8)。
2.根据权利要求1所述的调速永磁同步电动机的新型转子,其特征是:每段转子冲片最上部的磁钢(8)中心线相对于电机轴(1)的对称键槽(7)的中心线均旋转一定角度,最左段转子冲片和最右段转子冲片两者最上部的磁钢(8)中心线之间形成角度N,N=360°/Z,Z为永磁电机的定子槽数。
3.根据权利要求2所述的调速永磁同步电动机的新型转子,其特征是:转子冲片左右相邻两段之间的角度n=N/(L-1),L为转子冲片的段数。
4.根据权利要求2所述的调速永磁同步电动机的新型转子,其特征是:转子冲片的段数优选为3-6段。
5.根据权利要求4所述的调速永磁同步电动机的新型转子,其特征是:当转子冲片为四段时,从左往右分别为左边的转子冲片Ⅰ(3)、左边的转子冲片Ⅱ(4)、右边的转子冲片Ⅱ(4)、右边的转子冲片Ⅰ(3),其中,左边的转子冲片Ⅰ(3)最上部的磁钢(8)中心线与电机轴(1)上的对称键槽(7)的中心线沿顺时针方向成N/2度,左边的转子冲片Ⅱ(4)最上部的磁钢(8)中心线与电机轴(1)上的对称键槽(7)的中心线沿顺时针方向成N/6度,右边的转子冲片Ⅱ(4)最上部的磁钢(8)中心线与电机轴(1)上对称键槽(7)的中心线沿逆时针方向成N/6度,右边的转子冲片Ⅰ(3)最上部的磁钢(8)中心线与电机轴(1)上的对称键槽(7)的中心线沿逆时针方向成N/2度;即左边的转子冲片Ⅰ(3)的磁钢中心线和左边的转子冲片Ⅱ(4)的磁钢中心线沿顺时针方向成N/3度,左边的转子冲片Ⅱ(4)的磁钢中心线和右边的转子冲片Ⅱ(4)的磁钢中心线沿顺时针方向成N/3度,右边的转子冲片Ⅱ(4)的磁钢中心线和右边的转子冲片Ⅰ(3)的磁钢中心线沿顺时针方向成N/3,即四段转子冲片每段之间差N/3度角,最左和最右的冲片之间形成N度角。
6.根据权利要求4或5所述的调速永磁同步电动机的新型转子,其特征是:当电机的定子槽数Z为48时,N=360°/48=7.5°,此时左边的转子冲片Ⅰ(3)最上面的磁钢中心线与电机轴(1)上的对称键槽(7)的中心线沿顺时针方向成旋转3.75°,左边的转子冲片Ⅱ(4)最上面的磁钢中心线与电机轴(1)上的对称键槽(7)的中心线沿顺时针方向旋转1.25°,右边的转子冲片Ⅱ(4)最上面的磁钢中心线与电机轴(1)上的对称键槽(7)的中心线沿逆时针方向旋转1.25°,右边的转子冲片Ⅰ(3)最上面的磁钢中心线与电机轴(1)上的对称键槽(7)的中心线沿逆时针方向旋转3.75°。
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CN109361280A (zh) * | 2018-04-18 | 2019-02-19 | 东风汽车电气有限公司 | 一种永磁同步电机转子 |
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