CN217642913U - 一种高速永磁同步电机转子冲片及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种高速永磁同步电机转子冲片及电机，高速永磁同步电机转子冲片包括转子冲片，转子冲片上开设有多组周向均布的永磁体槽组、以及数个减重孔，数个减重孔包括分布在各永磁体槽组中心线上的第一减重孔、以及分布在相邻两组永磁体槽组之间中心线上的减重孔组，每组减重孔组都包括沿转子冲片的径向从内而外依次分布的第二减重孔、第三减重孔和第四减重孔，第二减重孔和第四减重孔都小于第三减重孔。本申请能够有效降低各永磁体槽组中隔磁桥的应力，很好地平衡了各永磁体槽组多个部分的应力分布，使得各部分的最大应力基本一致，进一步提高转子冲片的极限转速的限制，从而在保证电磁性能的前提下实现了高转速的目标。

Description

一种高速永磁同步电机转子冲片及电机

技术领域

本实用新型涉及车用电机技术领域，特别是涉及一种高速永磁同步电机转子冲片及电机。

背景技术

驱动电机是电动汽车的核心部件，永磁同步电机具有高功率密度、高效率和控制特性良好等优点，已经成为电动汽车驱动电机的重要解决方案。车用永磁同步电机转子冲片的设计对电机各项性能指标具有重要影响。

目前，车用永磁同步电机正逐步趋向高功率密度、高速化发展。在高功率密度的基础上，永磁体的增加能有效提高车用永磁同步电机的性能。然而，永磁体的增加势必会导致永磁体重量的增加，在高转速下，极容易导致普通转子冲片变形。因此，高速化对电机转子的强度提出更高的要求。

现有技术中也提出了一些解决方案，比如在转子冲片上设置多组V型永磁体槽和多个减重孔，比如申请公布号为CN111416455A的发明专利申请所公开的一种车用高速永磁同步电机转子冲片。但是，其无法达到更高的转速，对于车用驱动电机，转速达到20000rpm以上，其要求是指数倍增加，提出了更高的挑战，比如如何更好地平衡转子冲片上各部分的应力分布。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种高速永磁同步电机转子冲片，在保证电磁性能的前提下，优化转子冲片上的机械应力分布情况。

为实现上述目的，本实用新型提供一种高速永磁同步电机转子冲片，包括转子冲片，所述转子冲片上开设有多组周向均布的永磁体槽组、以及数个减重孔，所述数个减重孔包括分布在各永磁体槽组中心线上的第一减重孔、以及分布在相邻两组永磁体槽组之间中心线上的减重孔组，每组减重孔组都包括沿转子冲片的径向从内而外依次分布的第二减重孔、第三减重孔和第四减重孔，所述第二减重孔和第四减重孔对称分布在第三减重孔的内外两侧，所述第二减重孔和第四减重孔都小于第三减重孔。

进一步地，所述第一减重孔中心与第三减重孔中心到转子冲片圆心的距离比为0.8-0.9。

进一步地，所述数个减重孔的面积与转子冲片的面积比为5％-6％。

进一步地，所述转子冲片的外周处开设有至少一个分布在每组永磁体槽组外侧的降噪孔。

进一步地，分布在每组永磁体槽组外侧的降噪孔有两个，所述转子冲片在两个降噪孔间的圆心角为5°-7°。

进一步地，每组永磁体槽组都为双V型槽，所述双V型槽包括两个形成第一V角的第一永磁体槽、以及两个形成第二V角的第二永磁体槽，所述第一永磁体槽沿转子冲片的径向分布在第二永磁体槽的外侧，两个第一永磁体槽在第一V角的尖端处具有第一隔磁桥，两个第一永磁体槽与转子冲片的外周之间具有第二隔磁桥，两个第二永磁体槽在第二V角的尖端处具有第三隔磁桥，两个第二永磁体槽与转子冲片的外周之间具有第四隔磁桥。

进一步地，所述第一V角与第二V角的角度比为1.15-1.35。

进一步地，所述第一永磁体槽与第二永磁体槽放置永磁体区域的面积比为0.33-0.34。

进一步地，所述第一隔磁桥与第三隔磁桥的宽度比为0.4-0.45，所述第二隔磁桥与第四隔磁桥的宽度比为0.5-0.6。

本实用新型还提供一种电机，所述电机中包含有如上所述的高速永磁同步电机转子冲片。

如上所述，本实用新型涉及的高速永磁同步电机转子冲片及电机，具有以下有益效果：

本申请中，通过各永磁体槽组内侧四个减重孔的分布，能够有效降低各永磁体槽组中隔磁桥的应力，很好地平衡了各永磁体槽组多个部分的应力分布，使得各部分的最大应力基本一致，进一步提高转子冲片的极限转速的限制，从而在保证电磁性能的前提下实现了高转速的目标。

附图说明

图1为本实用新型中高速永磁同步电机转子冲片的结构示意图。

图2为图1的A圈放大图。

元件标号说明

100 转子冲片

200 永磁体槽组

10 第一减重孔

20 第二减重孔

30 第三减重孔

40 第四减重孔

50 降噪孔

60 第一永磁体槽

61 第一隔磁桥

62 第二隔磁桥

70 第二永磁体槽

71 第三隔磁桥

72 第四隔磁桥

80 轴孔

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型提供一种高速永磁同步电机转子冲片、以及包含有该高速永磁同步电机转子冲片的电机，该高速永磁同步电机转子冲片和具有该高速永磁同步电机转子冲片的电机用于新能源车；转子冲片100为硅钢片，多片转子冲片100叠铆后构成电机的转子铁芯。

如图1和图2所示，转子冲片100上开设有八组周向均布的永磁体槽组200、数个减重孔、以及一个位于中心位置处的轴孔80。每组永磁体槽组200都为双V型槽，双V型槽包括两个形成第一V角的第一永磁体槽60、以及两个形成第二V角的第二永磁体槽70，第一永磁体槽60沿转子冲片100的径向分布在第二永磁体槽70的外侧，则第一永磁体槽60相对于第二永磁体槽70而言更加靠近转子冲片100的外周。两个第一永磁体槽60在第一V角的尖端处具有第一隔磁桥61，两个第一永磁体槽60与转子冲片100的外周之间具有第二隔磁桥62，两个第二永磁体槽70在第二V角的尖端处具有第三隔磁桥71，两个第二永磁体槽70与转子冲片100的外周之间具有第四隔磁桥72。第一永磁体槽60和第二永磁体槽70都用于容置永磁体，由此提高电磁性能，进而提高电机性能。

如图1和图2所示，数个减重孔错落分布在永磁体槽组200和轴孔80之间。特别地，数个减重孔包括分布在各永磁体槽组200中心线L1上的第一减重孔10、以及分布在相邻两组永磁体槽组200之间中心线L2上的减重孔组，永磁体槽组200的中心线L1也是第一V角和第二V角的中心线，相邻两组永磁体槽组200之间的中心线L2也是磁极的中心线。其中，每组减重孔组都具有三个减重孔，三个减重孔分别为沿转子冲片100的径向从内而外依次分布的第二减重孔20、第三减重孔30和第四减重孔40，第二减重孔20和第四减重孔40对称分布在第三减重孔30的内外两侧，第二减重孔20和第四减重孔40都小于第三减重孔30，则第二减重孔20和第四减重孔40都为小孔，第三减重孔30为大孔，且每组永磁体槽组200对应四个减重孔。

优选地，第一减重孔10与减重孔组中的三个减重孔在转子冲片100的周向上错落设计；第一减重孔10与减重孔组中的第三减重孔30在转子冲片100的径向上错落设计，本实施例中，第一减重孔10中心与第三减重孔30中心到转子冲片100圆心的距离比为0.8-0.9。如此，对转子冲片100进行拓扑设计后，一方面通过设置八组用于容置永磁体的双V型槽，有效提升了电磁性能和电机性能；另一方面通过设置多个错落分布的减重孔，能有效降低各永磁体槽组200中隔磁桥的应力，很好地平衡了各永磁体槽组200对应的四个隔磁桥部分的应力分布，使得各部分的最大应力基本一致，进一步提高转子冲片100的极限转速的限制，从而在保证电磁性能的前提下实现了高转速的目标。

进一步地，本实施例中，第一隔磁桥61与第三隔磁桥71的宽度比为0.4-0.45，第二隔磁桥62与第四隔磁桥72的宽度比为0.5-0.6，结合多个减重孔的错落设计，能进一步平衡应力分布，实现高转速。第一V角与第二V角的角度比为1.15-1.35，有效地提高磁阻转矩，保证其性能，从而实现高效率目标；第一V角的角度是指两个第一永磁体槽60间的V形角度，第二V角的角度是指两个第二永磁体槽70间的V形角度。第一永磁体槽60与第二永磁体槽70放置永磁体区域的面积比为0.33-0.34。所有减重孔的面积与转子冲片100的面积比为5％-6％。第一减重孔10和第三减重孔30都为腰形孔，都沿转子冲片100的圆周方向延伸。

进一步地，如图1和图2所示，转子冲片100的外周处开设有两个分布在每组永磁体槽组200外侧的降噪孔50，两个降噪孔50同时也分布在两个第一永磁体槽60之间，通过开设降噪孔50，有效降低转矩波动，同时还降低了空间0阶时间48阶的电磁力密度，降低电磁力对电机NVH的影响，缓解了转子磁桥的局部应力集中。优选地，转子冲片100在两个降噪孔50间的圆心角为5°-7°，也即为两个降噪孔50中心到转子冲片100圆心的两根中心连线间的角度为5°-7°。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种高速永磁同步电机转子冲片，包括转子冲片(100)，所述转子冲片(100)上开设有多组周向均布的永磁体槽组(200)、以及数个减重孔，其特征在于：所述数个减重孔包括分布在各永磁体槽组(200)中心线上的第一减重孔(10)、以及分布在相邻两组永磁体槽组(200)之间中心线上的减重孔组，每组减重孔组都包括沿转子冲片(100)的径向从内而外依次分布的第二减重孔(20)、第三减重孔(30)和第四减重孔(40)，所述第二减重孔(20)和第四减重孔(40)对称分布在第三减重孔(30)的内外两侧，所述第二减重孔(20)和第四减重孔(40)都小于第三减重孔(30)。

2.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述第一减重孔(10)中心与第三减重孔(30)中心到转子冲片(100)圆心的距离比为0.8-0.9。

3.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述数个减重孔的面积与转子冲片(100)的面积比为5％-6％。

4.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述转子冲片(100)的外周处开设有至少一个分布在每组永磁体槽组(200)外侧的降噪孔(50)。

5.根据权利要求4所述的高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于：分布在每组永磁体槽组(200)外侧的降噪孔(50)有两个，所述转子冲片(100)在两个降噪孔(50)间的圆心角为5°-7°。

6.根据权利要求1所述的高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于：每组永磁体槽组(200)都为双V型槽，所述双V型槽包括两个形成第一V角的第一永磁体槽(60)、以及两个形成第二V角的第二永磁体槽(70)，所述第一永磁体槽(60)沿转子冲片(100)的径向分布在第二永磁体槽(70)的外侧，两个第一永磁体槽(60)在第一V角的尖端处具有第一隔磁桥(61)，两个第一永磁体槽(60)与转子冲片(100)的外周之间具有第二隔磁桥(62)，两个第二永磁体槽(70)在第二V角的尖端处具有第三隔磁桥(71)，两个第二永磁体槽(70)与转子冲片(100)的外周之间具有第四隔磁桥(72)。

7.根据权利要求6所述的高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述第一V角与第二V角的角度比为1.15-1.35。

8.根据权利要求6所述的高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述第一永磁体槽(60)与第二永磁体槽(70)放置永磁体区域的面积比为0.33-0.34。

9.根据权利要求6所述的高速永磁同步电机转子冲片，其特征在于：所述第一隔磁桥(61)与第三隔磁桥(71)的宽度比为0.4-0.45，所述第二隔磁桥(62)与第四隔磁桥(72)的宽度比为0.5-0.6。

10.一种电机，其特征在于：所述电机中包含有权利要求1-9任一项所述的高速永磁同步电机转子冲片。

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