CN213151735U - 一种新型转子铁芯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型转子铁芯结构，涉及电机领域。现有IPM转子铁芯为整圆结构，磁瓦槽常采用一字和V字结构，气隙磁场正弦性差、漏磁严重等现象，这就造成了电机齿槽脉动大和磁材料的利用率降低问题。本实用新型铁芯由第一冲片、第二冲片和第三冲片共三种冲片叠压而成，三种冲片的径向外侧按冲片中心环绕均布有V型磁瓦槽，第一冲片设于铁芯的上下两端，第一冲片的磁瓦槽内设有磁瓦定位片，第一冲片和第二冲片通过T形桥连接槽外轭部和冲片主体部，第三冲片槽外轭部与冲片主体部断开，第二冲片叠合体与第三冲片叠合体交替叠压且第三冲片数量远多于第二冲片，三种冲片上均设有轴向定位凸起和定位通孔。可有效降低磁瓦漏磁，提升转子安全系数。

Description

一种新型转子铁芯结构

技术领域

本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种新型转子铁芯结构。

背景技术

目前，IPM转子结构在伺服电机的应用逐渐增多，IPM结构伺服电机具有功率密度高，结构可靠，利用弱磁控制可提升过载能力等特性，现有IPM转子铁芯为整圆结构，磁瓦放置结构常采用一字和V字结构，但存在自身的结构缺陷，如气隙磁场正弦性差、漏磁严重等现象，这就造成了电机齿槽脉动大和磁材料的利用率降低问题；伺服厂家常用的处理方法是尽可能小的设计冲片桥链；此方法改善漏磁的空间有限，且造成转子铁芯结构强度变差，无法实现电机的低转矩脉动和最大功率密度。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种新型转子铁芯结构，以提升转子安全性，降低磁瓦漏磁，提升磁材料利用率和电机功率密度为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。

一种新型转子铁芯结构，所述的铁芯由铁芯冲片叠压而成，所述的铁芯冲片包括第一冲片、第二冲片和第三冲片，所述的第一冲片、第二冲片和第三冲片的径向外侧按冲片中心环绕均布有形状相同的磁瓦槽，所述的第一冲片、第二冲片和第三冲片在磁瓦槽的径向外侧部分为槽外轭部，在磁瓦槽的径向内侧部分为冲片主体部，所述的第一冲片的磁瓦槽内设有磁瓦定位片，所述的第一冲片和第二冲片的槽外轭部和冲片主体部之间均通过T形桥连接，所述的第三冲片的槽外轭部与冲片主体部之间断开且相邻磁瓦槽外侧的槽外轭部断开，使槽外轭部分割为环绕均布的槽外冲片单体，所述的第一冲片设于铁芯的顶部和底部，多个第二冲片设于顶部第一冲片的下方或设于底部第一冲片的上面，形成铁芯上端冲片叠合体和铁芯下端冲片叠合体，多个第三冲片相叠成第三冲片叠合体，多个第二冲片相叠成第二冲片叠合体，第三冲片叠合体和第二冲片叠合体在铁芯上端冲片叠合体和铁芯下端冲片叠合体之间沿铁芯轴向交替叠压。

通过在铁芯的上下两端的第一冲片的磁瓦槽内设置磁瓦定位片，在磁瓦放入转子铁芯时，磁瓦定位片可限定磁瓦放入位置，保证磁瓦定位尺寸，可有效防止磁瓦不会沿铁芯轴向脱离，提升了转子安全性，第一冲片和第二冲片的槽外轭部和冲片主体部之间通过T形桥连接，可有效降低磁瓦漏磁，保证了电机高速旋转时结构强度，提升转子安全系数，通过第三冲片断开的槽外轭部，可有效避免磁瓦漏磁，提升磁材料利用率和电机功率密度；转子铁芯结构简单，叠压生产方便，由于不同冲片的结构共性，可以采用同一套高冲模一次叠装成型，工序简单、可靠，生产效率高。

作为优选技术手段：所述的磁瓦槽为V型槽，V型槽的槽底位于冲片的径向内侧。磁瓦槽为V型槽结构，可提升q轴电感值和电机凸极比，提升电机功率密度。

作为优选技术手段：所述的磁瓦槽的槽底设有朝向铁芯径向外侧的齿凸，把V型槽分为左右相连且对称的左槽和右槽，所述的左槽和右槽中各设有一块所述的磁瓦定位片。通过齿凸断开V型槽底，可更好地降低漏磁。

作为优选技术手段：所述的槽外轭部的外周由多个环绕均布的极弧组成，所述的极弧数量与磁瓦槽数量相同，位置位于磁瓦槽的径向外侧，所述的极弧的半径小于铁芯冲片外周半径，且铁芯冲片的径向线穿过极弧的圆心。提升电机气隙磁场正弦性，降低电机噪音。

作为优选技术手段：所述的第一冲片、第二冲片和第三冲片的槽外轭部均设有位置相同的轴向定位凸起，定位凸起的数量与极弧数量相同，轴向相邻的铁芯冲片的槽外轭部通过定位凸起进行定位叠压。可方便地通过定位凸起实现轴向的冲片定位叠压。

作为优选技术手段：所述的第一冲片、第二冲片和第三冲片的冲片主体部均环绕均布有形状尺寸相同、径向和周向位置相同的相同数量定位冲孔。可更好地通过定位冲孔实现轴向的冲片定位叠压，定位更精确。

作为优选技术手段：所述的定位凸起和定位冲孔均位于磁瓦槽的对称中心线上，该中心线为铁芯冲片的径向线。对称性好，保证动平衡的均衡性。

作为优选技术手段：所述的铁芯中第三冲片叠合体的厚度大于第二冲片叠合体的5倍，铁芯上端冲片叠合体和铁芯下端冲片叠合体的冲片数量与第二冲片叠合体的冲片数量相同。通过大量采用槽外轭部断开的第三冲片，可以更好地降低漏磁，提升提升磁材料利用率和电机功率密度。

作为优选技术手段：所述的第二冲片叠合体的冲片数量为3-5片。数量合理，在保证结构强度的前提下，降低漏磁。

有益效果：

1、有效降低了磁瓦漏磁，提升磁材料利用率和电机功率密度，提升了电机气隙磁场正弦性，降低了电机齿槽脉动和电磁噪音，提升电机可控性。

2、通过在铁芯的上下两端的第一冲片的磁瓦槽内设置磁瓦定位片，在磁瓦放入转子铁芯时，磁瓦定位片可限定磁瓦放入位置，保证磁瓦定位尺寸，可有效防止磁瓦不会沿铁芯轴向脱离，提升了转子安全性，有效的解决了磁瓦因粘结胶水失效而导致的飞脱问题；第一冲片和第二冲片的T形桥结构，保证了电机高速旋转时结构强度，提升转子安全系数。

3、转子铁芯结构简单，叠压生产方便，由于不同冲片的结构共性，可以采用同一套高冲模一次叠装成型，工序简单、可靠，生产效率高。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型第一冲片示意图。

图3是本实用新型第二冲片示意图。

图4是本实用新型第三冲片示意图。

图5是本实用新型极弧半径与冲片外周半径关系示意图。

图6是本实用新型图4中A-A剖面示意图。

图中：1-第一冲片；2-第二冲片；3-第三冲片；4-磁瓦；5-磁瓦槽；6-冲片主体部；7-槽外轭部；8-定位冲孔；9-定位凸起；10-极弧；11-冲片外周；12-T形桥；13-齿凸；101-磁瓦定位片。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

如图1-6所示，一种新型转子铁芯结构，铁芯由铁芯冲片叠压而成，铁芯冲片包括第一冲片1、第二冲片2和第三冲片3，第一冲片1、第二冲片2和第三冲片3的径向外侧按冲片中心环绕均布有形状相同的磁瓦槽5，第一冲片1、第二冲片2和第三冲片3在磁瓦槽5的径向外侧部分为槽外轭部7，在磁瓦槽5的径向内侧部分为冲片主体部6，第一冲片1的磁瓦槽5内设有磁瓦定位片101，第一冲片1和第二冲片2的槽外轭部7和冲片主体部6之间均通过T形桥12连接，第三冲片3的槽外轭部7与冲片主体部6之间断开且相邻磁瓦槽5外侧的槽外轭部7断开，使槽外轭部7分割为环绕均布的槽外冲片单体，第一冲片1设于铁芯的顶部和底部，多个第二冲片2设于顶部第一冲片1的下方或设于底部第一冲片1的上面，形成铁芯上端冲片叠合体和铁芯下端冲片叠合体，多个第三冲片3相叠成第三冲片3叠合体，多个第二冲片2相叠成第二冲片2叠合体，第三冲片3叠合体和第二冲片2叠合体在铁芯上端冲片叠合体和铁芯下端冲片叠合体之间沿铁芯轴向交替叠压。

为了提升电机功率密度，磁瓦槽5为V型槽，V型槽的槽底位于冲片的径向内侧。磁瓦槽5为V型槽结构，可提升q轴电感值和电机凸极比，提升电机功率密度。

为了更好地降低漏磁，磁瓦槽5的槽底设有朝向铁芯径向外侧的齿凸13，把V型槽分为左右相连且对称的左槽和右槽，左槽和右槽中各设有一块磁瓦定位片101。通过齿凸13断开V型槽底，可更好地降低漏磁。

为了提升电机气隙磁场正弦性，槽外轭部7的外周由10个环绕均布的极弧10组成，极弧10数量与磁瓦槽5数量相同，位置位于磁瓦槽5的径向外侧，极弧10的半径R2小于铁芯冲片外周11半径R1，且铁芯冲片的径向线穿过极弧10的圆心。提升电机气隙磁场正弦性，降低电机噪音。

为了便于冲片定位叠压，第一冲片1、第二冲片2和第三冲片3的槽外轭部7均设有位置相同的轴向定位凸起9，定位凸起9的数量与极弧10数量相同，轴向相邻的铁芯冲片的槽外轭部7通过定位凸起9进行定位叠压。可方便地通过定位凸起9实现轴向的冲片定位叠压。

为了更好地实现冲片定位叠压，第一冲片1、第二冲片2和第三冲片3的冲片主体部6均环绕均布有形状尺寸相同、径向和周向位置相同的相同数量定位冲孔8。可更好地通过定位冲孔8实现轴向的冲片定位叠压，定位更精确。

为了保证动平衡效果，定位凸起9和定位冲孔8均位于磁瓦槽5的对称中心线上，该中心线为铁芯冲片的径向线。对称性好，保证动平衡的均衡性。

为了更好地降低漏磁，本实例中，第二冲片2叠合体的冲片数量为3片，每层铁芯中第三冲片3叠合体的冲片数量为20片，铁芯上端冲片叠合体和铁芯下端冲片叠合体的冲片数量均为3片。通过大量采用槽外轭部7断开的第三冲片3，可以更好地降低漏磁，提升提升磁材料利用率和电机功率密度。

本实例的铁芯从下往上依次为铁芯下端冲片叠合体、第三冲片3叠合体、第二冲片2叠合体、第三冲片3叠合体和铁芯上端冲片叠合体。

本实例的转子铁芯的制造过程如下：

1：高速冲模将第一冲片1冲裁完成；

2：高速冲模将第二冲片2冲裁完成，并通过扣点实现冲片叠压；

3：高速冲模将第三冲片3冲裁完成，同时通过扣点实现冲片叠压；

4：高速冲模依次完成第二冲片2和第三冲片3的冲裁叠压，并以第二冲片2的冲裁叠压收尾；

5：磁瓦4插入V型槽内，用胶水紧固，在铁芯轴向两端叠压第一冲片1，完成转子装配。

通过在铁芯的上下两端的第一冲片1的磁瓦槽5内设置磁瓦定位片101，在磁瓦4放入转子铁芯时，磁瓦定位片101可限定磁瓦4放入位置，保证磁瓦4定位尺寸，可有效防止磁瓦4不会沿铁芯轴向脱离，提升了转子安全性，第一冲片1和第二冲片2的槽外轭部7和冲片主体部6之间通过T形桥12连接，可有效降低磁瓦4漏磁，保证了电机高速旋转时结构强度，提升转子安全系数，通过第三冲片3断开的槽外轭部7，可有效避免磁瓦4漏磁，提升磁材料利用率和电机功率密度；转子铁芯结构简单，叠压生产方便，由于不同冲片的结构共性，可以采用同一套高冲模一次叠装成型，工序简单、可靠，生产效率高。

以上图1-6所示的一种新型转子铁芯结构是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。

Claims (9)

1.一种新型转子铁芯结构，所述的铁芯由铁芯冲片叠压而成，其特征在于：所述的铁芯冲片包括第一冲片（1）、第二冲片（2）和第三冲片（3），所述的第一冲片（1）、第二冲片（2）和第三冲片（3）的径向外侧按冲片中心环绕均布有形状相同的磁瓦槽（5），所述的第一冲片（1）、第二冲片（2）和第三冲片（3）在磁瓦槽（5）的径向外侧部分为槽外轭部（7），在磁瓦槽（5）的径向内侧部分为冲片主体部（6），所述的第一冲片（1）的磁瓦槽（5）内设有磁瓦定位片（101），所述的第一冲片（1）和第二冲片（2）的槽外轭部（7）和冲片主体部（6）之间均通过T形桥（12）连接，所述的第三冲片（3）的槽外轭部（7）与冲片主体部（6）之间断开且相邻磁瓦槽（5）外侧的槽外轭部（7）断开，使槽外轭部（7）分割为环绕均布的槽外冲片单体，所述的第一冲片（1）设于铁芯的顶部和底部，多个第二冲片（2）设于顶部第一冲片（1）的下方或设于底部第一冲片（1）的上面，形成铁芯上端冲片叠合体和铁芯下端冲片叠合体，多个第三冲片（3）相叠成第三冲片（3）叠合体，多个第二冲片（2）相叠成第二冲片（2）叠合体，第三冲片（3）叠合体和第二冲片（2）叠合体在铁芯上端冲片叠合体和铁芯下端冲片叠合体之间沿铁芯轴向交替叠压。

2.根据权利要求1所述的一种新型转子铁芯结构，其特征在于：所述的磁瓦槽（5）为V型槽，V型槽的槽底位于冲片的径向内侧。

3.根据权利要求2所述的一种新型转子铁芯结构，其特征在于：所述的磁瓦槽（5）的槽底设有朝向铁芯径向外侧的齿凸（13），把V型槽分为左右相连且对称的左槽和右槽，所述的左槽和右槽中各设有一块所述的磁瓦定位片（101）。

4.根据权利要求3所述的一种新型转子铁芯结构，其特征在于： 所述的槽外轭部（7）的外周由多个环绕均布的极弧（10）组成，所述的极弧（10）数量与磁瓦槽（5）数量相同，位置位于磁瓦槽（5）的径向外侧，所述的极弧（10）的半径小于铁芯冲片外周（11）半径，且铁芯冲片的径向线穿过极弧（10）的圆心。

5.根据权利要求4所述的一种新型转子铁芯结构，其特征在于：所述的第一冲片（1）、第二冲片（2）和第三冲片（3）的槽外轭部（7）均设有位置相同的轴向定位凸起（9），定位凸起（9）的数量与极弧（10）数量相同，轴向相邻的铁芯冲片的槽外轭部（7）通过定位凸起（9）进行定位叠压。

6.根据权利要求5所述的一种新型转子铁芯结构，其特征在于：所述的第一冲片（1）、第二冲片（2）和第三冲片（3）的冲片主体部（6）均环绕均布有形状尺寸相同、径向和周向位置相同的相同数量定位冲孔（8）。

7.根据权利要求6所述的一种新型转子铁芯结构，其特征在于：所述的定位凸起（9）和定位冲孔（8）均位于磁瓦槽（5）的对称中心线上，该中心线为铁芯冲片的径向线。

8.根据权利要求1所述的一种新型转子铁芯结构，其特征在于： 所述的铁芯中第三冲片（3）叠合体的厚度大于第二冲片（2）叠合体的5倍，铁芯上端冲片叠合体和铁芯下端冲片叠合体的冲片数量与第二冲片（2）叠合体的冲片数量相同。

9.根据权利要求8所述的一种新型转子铁芯结构，其特征在于：所述的第二冲片（2）叠合体的冲片数量为3-5片。

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