CN208986707U - 转子冲片、电机转子和直流无刷电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种转子冲片、电机转子和直流无刷电机。其中，该转子冲片包括冲片本体，所述冲片本体的外周缘包括多个直线段和多个凸起段，所述直线段与所述凸起段交替排布并相接，其中，任一所述凸起段包括第一弧段，以及分别与所述第一弧段两端相接的两个第二弧段，两所述第二弧段的半径均小于所述第一弧段的半径，所述冲片本体上沿周向设有若干磁钢槽，所述凸起段的中心与所述磁钢槽的中心位于同一直线上。本实用新型的转子冲片结构简单，能够在高转速时保持稳定的扭矩输出，同时还能满足转矩波动小、运行平稳的性能要求。

Description

转子冲片、电机转子和直流无刷电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别是涉及一种转子冲片、电机转子和直流无刷电机。

背景技术

汽车工业对EPS(电子助力转向)系统的要求越来越高，因而对EPS直流无刷电机提出了更高的要求。目前，直流无刷电机主要有SPM和IPM两种结构，其中，SPM直流无刷电机的磁钢结构凸极效应不明显，无法进行弱磁扩速，且电机转速升高时无法保持所需的稳定的扭矩输出；传统的IPM直流无刷电机在相同的体积下较SPM直流无刷电机的转速更高，力矩更大，功率密度更大，但由于自身结构磁场的非正弦性，电机的齿槽效应较明显，扭矩波动较大，运行的平稳性较SPM直流无刷电机要差。因此，需要针对EPS直流无刷电机的结构进行优化，以使其在高转速时能够保持所需稳定的扭矩输出，同时还能满足转矩波动小、运行平稳的性能要求。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种转子冲片、电机转子和直流无刷电机，以使直流无刷电机在高转速时能够保持所需稳定的扭矩输出，同时还能满足转矩波动小、运行平稳的性能要求。

一种转子冲片包括冲片本体，所述冲片本体的外周缘包括多个直线段和多个凸起段，所述直线段与所述凸起段交替排布并相接，其中，任一所述凸起段包括第一弧段，以及分别与所述第一弧段两端相接的两个第二弧段，两所述第二弧段的半径均小于所述第一弧段的半径，所述冲片本体上沿周向设有若干磁钢槽，所述凸起段的中心与所述磁钢槽的中心位于同一直线上。

上述的转子冲片通过将冲片本体的外周缘设计成由直线段和凸起段交替相接的结构，并且凸起段为由第一弧段与第二弧段组成的面包型凸起结构，如此，可以扩大凸极效应、扩大电机弱磁调速的范围，使电机在高转速时仍可保持稳定的扭矩输出；同时由多段偏心圆弧组成的凸起段可以提高电机的扭矩输出，提高电机的功率密度，有利于电机的轻量化；此外，多段偏心圆弧组成的凸起段可起到使气隙内的磁密正弦化均匀过渡，降低反电势谐波总含量，降低扭矩波动，从而使得电机可保持平稳运行。本实用新型的转子冲片结构简单，能够在高转速时保持稳定的扭矩输出，同时还能满足转矩波动小、运行平稳的性能要求，当其应用于EPS直流无刷电机时，可有效改善EPS直流无刷电机在高速大载荷运转时的电磁噪音和振动，提高了电机的效率，从而可有效提升EPS系统的用户体验。

在其中一个实施例中，两所述第二弧段的半径及弧长均相同，两所述第二弧段相对所述第一弧段的中心线对称。

在其中一个实施例中，两所述第二弧段处于同一圆周上，所述第一弧段的半径为R，两所述第二弧段的半径均为R1，两所述第二弧段的圆心与所述第一弧段的圆心之间的直线距离为L1，其中，R＝R1+L1，L1＞0。

在其中一个实施例中，所述第一弧段的弧长占所述凸起段总长度的2/3，两所述第二弧段的总弧长占所述凸起段总长度的1/3。

在其中一个实施例中，所述磁钢槽包括主体部及位于所述主体部侧边的角部，所述主体部用于插置磁钢，任意相邻两所述磁钢槽的两个所述角部之间相互隔开。

在其中一个实施例中，所述角部与所述主体部的邻接处设有定位台阶。

在其中一个实施例中，所述冲片本体上还设有隔磁桥，所述隔磁桥位于相邻两所述磁钢槽之间。

在其中一个实施例中，多个所述凸起段沿所述冲片本体的外周缘间隔均匀分布。

一种电机转子，包括多个层叠排布的如上所述的转子冲片。

一种直流无刷电机，包括定子及如上所述的电机转子。

附图说明

图1为本实用新型一实施例所述的转子冲片的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图。

10、冲片本体，11、直线段，12、第一弧段，13、第二弧段，14、磁钢槽，15、定位台阶，16、隔磁桥。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”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。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本实用新型中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。

请参照图1及图2，一种转子冲片包括冲片本体10，冲片本体10的外周缘包括多个直线段11和多个凸起段，直线段11与凸起段交替排布并相接，其中，任一凸起段包括第一弧段12，以及分别与第一弧段12两端相接的两个第二弧段13，两第二弧段13的半径均小于第一弧段12的半径，冲片本体10上沿周向设有若干磁钢槽14，凸起段的中心与磁钢槽14的中心位于同一直线上。

该转子冲片可应用于EPS直流无刷电机，具体涉及IPM直流无刷电机的转子冲片。其中，冲片本体10呈环形设置，中部设有用于穿设转轴的轴孔；冲片本体10的外周缘由直线段11和多个偏心圆弧组成的面包型凸起段构成。关于直线段11与凸起段的具体数量可根据实际需求进行设置，例如，在本实施例中，8个直线段11与8个凸起段交替相接而形成转子冲片的外周轮廓线。每一凸起段对应设置有一用于插置磁钢片的磁钢槽14，且凸起段的中心与磁钢槽14的中心位于同一直线上。

上述的转子冲片通过将冲片本体10的外周缘设计成由直线段11和凸起段交替相接的结构，并且凸起段为由第一弧段12与第二弧段13组成的面包型凸起结构，如此，可以扩大凸极效应、扩大电机弱磁调速的范围，使电机在高转速时仍可保持稳定的扭矩输出；同时由多段偏心圆弧组成的凸起段可以提高电机的扭矩输出，提高电机的功率密度，有利于电机的轻量化；此外，多段偏心圆弧组成的凸起段可起到使气隙内的磁密正弦化均匀过渡，降低反电势谐波总含量，降低扭矩波动，从而使得电机可保持平稳运行。且传统的电机通常采用转子斜极来减少电机齿槽效应、降低扭矩波动，而转子斜极需要专门的工装，使得电机制造成本增加，采用上述转子冲片可在保证高性能的同时降低电机的制造成本。

本实用新型的转子冲片结构简单，能够在高转速时保持稳定的扭矩输出，同时还能满足转矩波动小、运行平稳的性能要求，当其应用于EPS直流无刷电机时，可有效改善EPS直流无刷电机在高速大载荷运转时的电磁噪音和振动，提高了电机的效率，从而可有效提升EPS系统的用户体验。

在其中一个实施例中，两第二弧段13的半径及弧长均相同，两第二弧段13相对第一弧段12的中心线对称。具体地，第二弧段13的一端与直线段11相接，另一端与第一弧段12相接，且两第二弧段13相对于第一弧段12的中心线对称排布，如此，使得直线段11、第二弧段13及第一弧段12之间形成平缓过渡，进一步保证了气隙内的磁密正弦化均匀过渡，从而可有效降低反电势谐波总含量，降低扭矩波动。

进一步地，两第二弧段13处于同一圆周上，第一弧段12的半径为R，两第二弧段13的半径均为R1，两第二弧段13的圆心与第一弧段12的圆心之间的直线距离为L1，其中，R＝R1+L1，L1＞0。

进一步地，第一弧段12的弧长占凸起段总长度的2/3，两第二弧段13的总弧长占凸起段总长度的1/3，以使得该转子冲片具有较强的凸极效应，在高转速时仍可保持稳定的扭矩输出，同时还能够保证较小的转矩波动和平稳运行。

进一步地，磁钢槽14包括主体部及位于主体部侧边的角部，主体部用于插置磁钢，任意相邻两磁钢槽14的两个角部之间相互隔开。具体地，主体部大体呈矩形设置以用于插置磁钢，角部呈三角形设置并位于主体部长度方向的相对两侧，相邻两磁钢槽14的两个角部之间通过冲片本体10隔开。

进一步地，角部与主体部的邻接处设有定位台阶15。通过设置定位台阶15可实现磁钢的快速准确安装。

进一步地，冲片本体10上还设有隔磁桥16，隔磁桥16位于相邻两磁钢槽14之间。通过多段圆弧组成的凸起段和隔磁桥16的共同作用可有效减少漏磁，并使气隙内的磁密正弦化均匀过渡，降低反电势谐波总含量，可降低扭矩波动至4.2％，降低电机损耗，有效改善了EPS直流无刷电机在高速大载荷运转时的电磁噪音和振动，提高了电机的效率。

进一步地，多个凸起段沿冲片本体10的外周缘间隔均匀分布。

本实用新型还提出一种电机转子，该电机转子包括多个层叠排布的转子冲片，转子冲片的具体实施结构可参照上述实施例，由于本电机转子采用了上述转子冲片的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本实用新型还提出一种直流无刷电机，该直流无刷电机包括定子及电机转子，该电机转子包括多个层叠排布的转子冲片，转子冲片的具体实施结构可参照上述实施例，由于本直流无刷电机采用了上述转子冲片的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

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实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种转子冲片，其特征在于，包括冲片本体，所述冲片本体的外周缘包括多个直线段和多个凸起段，所述直线段与所述凸起段交替排布并相接，其中，任一所述凸起段包括第一弧段，以及分别与所述第一弧段两端相接的两个第二弧段，两所述第二弧段的半径均小于所述第一弧段的半径，所述冲片本体上沿周向设有若干磁钢槽，所述凸起段的中心与所述磁钢槽的中心位于同一直线上。

2.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，两所述第二弧段的半径及弧长均相同，两所述第二弧段相对所述第一弧段的中心线对称。

3.根据权利要求2所述的转子冲片，其特征在于，两所述第二弧段处于同一圆周上，所述第一弧段的半径为R，两所述第二弧段的半径均为R1，两所述第二弧段的圆心与所述第一弧段的圆心之间的直线距离为L1，其中，R＝R1+L1，L1＞0。

4.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述第一弧段的弧长占所述凸起段总长度的2/3，两所述第二弧段的总弧长占所述凸起段总长度的1/3。

5.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述磁钢槽包括主体部及位于所述主体部侧边的角部，所述主体部用于插置磁钢，任意相邻两所述磁钢槽的两个所述角部之间相互隔开。

6.根据权利要求5所述的转子冲片，其特征在于，所述角部与所述主体部的邻接处设有定位台阶。

7.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述冲片本体上还设有隔磁桥，所述隔磁桥位于相邻两所述磁钢槽之间。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的转子冲片，其特征在于，多个所述凸起段沿所述冲片本体的外周缘间隔均匀分布。

9.一种电机转子，其特征在于，包括多个层叠排布的如权利要求1至8任意一项所述的转子冲片。

10.一种直流无刷电机，其特征在于，包括定子及如权利要求9所述的电机转子。