CN216436908U - 一种高压自启动永磁电机冲片 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于永磁电机领域，具体涉及一种高压自启动永磁电机冲片，包括外缘圆周等距布设有鼠笼条孔的转子冲片，所述转子冲片设有磁钢槽，所述磁钢槽的端部位于两个相邻鼠笼条孔之间，所述磁钢槽的两个端部与转子冲片外缘之间设置有隔磁桥，所述转子冲片内孔的直径为三百六十毫米；还包括转子铁芯，所述转子铁芯设有通风道；其通过将磁钢槽端部设置在两个相邻鼠笼条孔之间，从而起到了既提高了防磁效果、节约了成本，又达到改善电机转矩脉动、振动与噪音的目的。

Description

一种高压自启动永磁电机冲片

技术领域

本实用新型属于永磁电机领域，具体涉及一种高压自启动永磁电机冲片。

背景技术

目前高压自启动永磁电动机替代高压异步电机的应用越来越多，但各公司生产的高压永磁电机性能与成本差异较大。主要原因在于此类大功率高压自启动永磁电动机，存在诸多技术难点：(1)由于转子永磁体结构，气隙磁密较高，气隙磁密波形设计不好，容易引发整机的振动、噪音问题。(2)转子需嵌入永磁体，相对于异步电机，结构复杂，强度较差，需综合考虑漏磁与结构强度问题。(3)由于高压自启动永磁电动机的特殊性，启动及牵入性能很难达到高压异步电机标准。(4)通风散热设计与高压异步电机存在差异，限制了功率密度的提高。

而且现有的永磁电机转子冲片的设计，如图3所示，大多是圆形结构，圆周等距布设有鼠笼条孔，转子冲片上开设有磁钢槽。为了防止漏磁，部分磁钢槽设置为双V形状，且磁钢槽的端部与鼠笼条孔相近。V形的磁钢槽与其两端的鼠笼条孔配合，与冲片外圆形成一个相对闭合的空间。在永磁电机中，为了不使磁钢的漏磁系数过大而导致磁钢的利用率过低，采取的隔磁措施：在两个磁钢之间设置隔磁桥。而现有的转子冲片的布置方式，使得磁钢槽与鼠笼条孔之间的空隙，需要设置一个隔磁桥，且鼠笼条孔与冲片外圆之间的空隙处，又需要设置一个隔磁桥。也就是说磁钢槽的一个端部设置了两个隔磁桥，增加了漏磁的风险，也导致成本的增加。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种高压自启动永磁电机冲片，其通过将磁钢槽端部设置在两个相邻鼠笼条孔之间，从而起到了既提高了防磁效果、节约了成本，又达到改善电机转矩脉动、振动与噪音的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种高压自启动永磁电机冲片，包括外缘圆周等距布设有鼠笼条孔的转子冲片，所述转子冲片设有磁钢槽，所述磁钢槽的端部位于两个相邻鼠笼条孔之间，所述磁钢槽的两个端部与转子冲片外缘之间设置有隔磁桥，所述转子冲片内孔的直径为三百六十毫米；

还包括转子铁芯，所述转子铁芯设有通风道。

优选的，所述磁钢槽两个端部之间的鼠笼条孔的个数为偶数。

优选的，所述磁钢槽包括两个L形的第一磁钢槽，两个所述第一磁钢槽的长边端部之间设有隔磁桥，且两个所述第一磁钢槽对称设置形成“一”字形槽组，且两个所述第一磁钢槽的短边端部位于两个鼠笼条孔之间。

优选的，还包括第二磁钢槽，两个所述第二磁钢槽首尾相接形成“一”字形结构，两个“一”字形结构对称设置形成“V”字形槽组，所述第一磁钢槽位于“V”字形槽组的开口内，且“一”字形槽组的对称轴与“V”字形槽组的对称轴重合。

优选的，所述“一”字形槽组和“V”字形槽组组合设置为“V+一”形结构的磁极槽，所述转子冲片设有六个磁极槽，六个磁极槽沿圆周等距布设在转子冲片上，N、S极交叉均布。

优选的，所述第一磁钢槽靠近转子冲片外缘的一侧设有定位止口。

优选的，所述转子冲片结构为整圆结构，且其外部均布有六十个鼠笼条孔，六十个所述鼠笼条孔均沿圆周等距布设在冲片边缘。

优选的，还包括与转子冲片相适配的定子冲片，所述定子冲片为整圆结构，所述定子冲片沿圆周等距布设有七十二个开口槽；

还包括定子铁芯，所述定子铁芯设有通风道。

优选的，所述开口槽的槽口设有槽契卡槽。

一种使用高压自启动永磁电机冲片的电机。

本实用新型的有益效果在于：

1)其开设有V+一形状的磁钢槽，克服了技术偏见，没有将磁钢槽的端部与鼠笼条孔相对应，而是将磁钢槽的端部，设置在两个鼠笼条孔之间，磁钢槽与冲片外圆直接形成一个相对封闭的空间，从而防止漏磁，磁钢槽的端部与冲片外圆之间的空隙设置有一个隔磁桥，也就是说本实用新型的转子冲片，其磁钢槽的一个端部只设置有一个隔磁桥，既提高了防磁效果，又节约了成本，而且由于不需要跟鼠笼条孔相对应，隔磁桥位置有一定的变化空间，方便于微调气隙磁密波形，进而优化电磁力分析中的谐波含量，达到改善电机转矩脉动、振动与噪音的目的。

2)转子冲片设置有六个磁极槽，在有限空间内通过合理设计磁钢槽的形状及布局，结合定、转子冲片其它部分的磁路设计，优化了空载反电势波形，减少了谐波空载反电势中的谐波含量，从而改善了电机的转矩脉动、振动与噪音。

3)转子鼠笼条孔的数目取六十，与定子槽数七十二为优选配合。该七十二与六十的槽配合，再加上鼠笼条孔形状的设计，配合电机整体设计，在严格控制启动电流的前提下，提高了电机的起动转矩及牵入转矩，从而提高了电机的起动及牵入同步转速的能力。

4)磁钢槽形经过磁路优化设计，在V形夹角的上部设磁钢定位止口，在一字形磁钢的上部设磁钢定位止口，该止口的磁路设计，有效地疏导反向去磁磁场的走向，有效地保护了反向去磁磁场对磁钢尖角处的退磁作用，进而提高了磁钢局部抗去磁能力。

附图说明

图1为转子冲片结构示意图；

图2为转子冲片单极磁钢的结构示意图；

图3为现有的转子冲片示意图；

图4为定子冲片结构示意图；

图5为图4中A的放大示意图。

图6为本申请的空载反电势波形图；

图7为空载反电势会傅里叶分析图；

图8、图9为电磁力仿真计算图；

图10、图11为电磁力谐波分析图；

图12、图13为起动转矩倍数图；

图14为额定负载牵入转动惯量倍数图；

图15为去磁磁场走向图；

图16为定子铁芯通风道示意图；

图17为转子铁芯通风道示意图。

本实用新型各标号与部件名称的实际对应关系如下：

10、鼠笼条孔；20、第一磁钢槽；21、定位止口；30、第二磁钢槽；40、隔磁桥；50、开口槽；51、槽契卡槽；60、通风道。

具体实施方式

为便于理解，此处结合图1-15，对本实用新型的具体结构及工作方式作以下进一步描述：

本实用新型的具体结构如图1-5所示，其主要结构包括定子冲片和转子冲片，该定子冲片采用整圆结构，共七十二个开口槽50，采用硬线圈绕组。定子冲片开口槽50为矩形，在槽口附近有槽契卡槽51，所述槽契卡槽51用来卡定子槽契。

转子冲片设置有六个磁极槽，每个磁极槽由“V+一型”磁钢槽组成，外围均布矩形的鼠笼条孔10。在有限空间内通过合理设计磁钢槽的形状及布局，结合定、转子冲片其它部分的磁路设计，优化了空载反电势波形如图6所示，减少了谐波空载反电势中的谐波含量如图7所示，从而改善了电机的转矩脉动、振动与噪音。

为减少漏磁与优化电机电磁力谐波，与常规自启动转子冲片不同，第一磁钢槽20，外圆边隔磁桥不在鼠笼条孔20下，而在冲片外圆边上。在保证转子结构强度的同时减少了隔磁桥40的数量，从而减少了转子漏磁，降低了电机设计成本；同时，第一磁钢槽20的隔磁桥40处在两个鼠笼条孔10之间，隔磁桥40位置有一定的变化空间，方便于微调气隙磁密波形，进而优化电磁力分析中的谐波含量，达到改善电机转矩脉动、振动与噪音的目的。径向与切向电磁力分析如图8-11所示。

作为优选，每极磁极槽采用“V+一型”磁钢槽，两个第一磁钢槽20的长边端部之间设有隔磁桥40，且两个第一磁钢槽20对称设置形成“一”字形槽组，两个第二磁钢槽30首尾相接形成“一”字形结构，两个“一”字形结构对称设置形成“V”字形槽组，“一”字形槽组和“V”字形槽组组合设置为“V+一”形结构的磁极槽，N、S极交叉均布。

作为优选，转子鼠笼条孔10的数目取六十，与定子槽数七十二为优选配合。该七十二与六十的槽配合，再加上鼠笼条孔10形状的设计，配合电机整体设计，在严格控制启动电流的前提下，提高了电机的起动转矩及牵入转矩，从而提高了电机的起动及牵入同步转速的能力。起动转矩及起动电流仿真数据如图12、图13所示，牵入能力仿真如图14所示。

为提高磁钢抗去磁能力，磁钢槽形经过磁路优化设计，在V形夹角的上部设磁钢定位止口21，在一字形磁钢的上部设磁钢定位止口21。该止口的磁路设计，有效地疏导反向去磁磁场的走向如图15所示，有效地保护了反向去磁磁场对磁钢尖角处的退磁作用，进而提高了磁钢局部抗去磁能力。

为解决转子铁芯的叠压问题，在转子冲片中间位置节圆均布十二个圆孔，作为转子铁芯叠压时的坚固螺栓。

本实用新型为解决电机的散热问题，电机采用空空冷却结构，定、转子铁芯均带通风道。

再进一步，在综合转子冲片整体布局在基础上，尽量放大转子内孔直径，增大转子内孔通风面积，本实用新型中转子冲片内孔较大，取直径360mm。

本实用新型为解决电机转子冲片在转子辐板轴圆周方向的固定及扭矩的传递，在转子内孔上设有键槽孔。

为了解决散热问题，定子铁芯和转子铁芯均带有通风道60。

当然，对于本领域技术人员而言，本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

本实用新型未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (9)

1.一种高压自启动永磁电机冲片，其特征在于：包括外缘圆周等距布设有鼠笼条孔(10)的转子冲片，所述转子冲片设有磁钢槽，所述磁钢槽的端部位于两个相邻鼠笼条孔(10)之间，所述磁钢槽的两个端部与转子冲片外缘之间设置有隔磁桥(40)，所述转子冲片内孔的直径为三百六十毫米；

还包括转子铁芯，所述转子铁芯设有通风道(60)。

2.根据权利要求1所述的高压自启动永磁电机冲片，所述磁钢槽两个端部之间的鼠笼条孔(10)的个数为偶数。

3.根据权利要求1所述的高压自启动永磁电机冲片，其特征在于，所述磁钢槽包括两个L形的第一磁钢槽(20)，两个所述第一磁钢槽(20)的长边端部之间设有隔磁桥(40)，且两个所述第一磁钢槽(20)对称设置形成“一”字形槽组，且两个所述第一磁钢槽(20)的短边端部位于两个鼠笼条孔(10)之间。

4.根据权利要求3所述的高压自启动永磁电机冲片，其特征在于，还包括第二磁钢槽(30)，两个所述第二磁钢槽(30)首尾相接形成“一”字形结构，两个“一”字形结构对称设置形成“V”字形槽组，所述第一磁钢槽(20)位于“V”字形槽组的开口内，且“一”字形槽组的对称轴与“V”字形槽组的对称轴重合。

5.根据权利要求4所述的高压自启动永磁电机冲片，其特征在于，所述“一”字形槽组和“V”字形槽组组合设置为“V+一”形结构的磁极槽，所述转子冲片设有六个磁极槽，六个磁极槽沿圆周等距布设在转子冲片上，N、S极交叉均布。

6.根据权利要求3所述的高压自启动永磁电机冲片，所述第一磁钢槽(20)靠近转子冲片外缘的一侧设有定位止口(21)。

7.根据权利要求1所述的高压自启动永磁电机冲片，其特征在于，所述转子冲片结构为整圆结构，且其外部均布有六十个鼠笼条孔(10)，六十个所述鼠笼条孔(10)均沿圆周等距布设在冲片边缘。

8.根据权利要求1所述的高压自启动永磁电机冲片，其特征在于，还包括与转子冲片相适配的定子冲片，所述定子冲片为整圆结构，所述定子冲片沿圆周等距布设有七十二个开口槽(50)；

还包括定子铁芯，所述定子铁芯设有通风道(60)。

9.根据权利要求8所述的高压自启动永磁电机冲片，其特征在于，所述开口槽(50)的槽口设有槽契卡槽(51)。

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