CN218276228U - 一种非对称磁极的永磁电机转子冲片结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，包括转子冲片本体和设于转子冲片本体中心的轴孔，转子冲片本体分为若干个单元磁极，在单元磁极上设有关于d轴中心线对称布设的第一V型磁钢槽和第二V型磁钢槽，第一V型磁钢槽设在第二V型磁钢槽的内侧，在第一V型磁钢槽和第二V型磁钢槽两端分别设有第一隔磁孔和第二隔磁孔，第一隔磁孔和第二隔磁孔均关于d轴中心线对称布设；相邻两个单元磁极上的第二隔磁孔的形状不一致。在单元磁极的两端设有不同形状的第二隔磁孔，使得转子上的磁极成非对称排布，可以使气隙磁密波形接近正弦分布，减小谐波分量，改善电机气隙磁场波形，减小电机齿槽转矩，改善电机转矩脉动和NVH性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种非对称磁极的永磁电机转子冲片结构。
背景技术
中国专利CN213754133U公开了一种新能源汽车用永磁电机转子冲片，该专利中提出了一种两层方形永磁体槽结构的冲片案例，由一个位于上层的方形永磁体槽和两个位于下层的方形永磁体槽构成品字形结构，如下图1所示。虽然上述专利提出的上下两层永磁体槽和V形隔磁孔的设计，在一定程度上能够提高永磁体利用率和转子凸极率，结构工艺简单，但永磁体的聚磁效果不佳，不利于磁阻转矩的进一步提高。且其两层平行永磁体槽的结构不能灵活的进行磁路结构的调整，使得电机的性能输出有了一定的局限性。
实用新型内容
针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，可以使气隙磁密波形接近正弦分布，减小谐波分量，改善电机气隙磁场波形，减小电机齿槽转矩，改善电机转矩脉动和NVH性能。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，包括转子冲片本体和设于转子冲片本体中心的轴孔，转子冲片本体分为若干个单元磁极，其特征在于：在单元磁极上设有关于d轴中心线对称布设的第一V型磁钢槽和第二V型磁钢槽，第一V型磁钢槽设在第二V型磁钢槽的内侧，在第一V型磁钢槽和第二V型磁钢槽两端分别设有第一隔磁孔和第二隔磁孔，第一隔磁孔和第二隔磁孔均关于d轴中心线对称布设；相邻两个单元磁极上的第二隔磁孔的形状不一致。
按上述技术方案，第一磁钢槽包括相互对称布设的第一边和第二边，第一边和第二边之间的夹角α1的取值范围是140°～160°，在第一边和第二边之间设有等宽的第一隔磁桥，第一隔磁桥的宽度H1的取值范围是1.2mm～1.6mm；第二V型磁钢槽包括相互对称布设的第三边和第四边，第三边和第四边之间的夹角β1的取值范围是145°～165°，在第三边和第四边之间设有等宽的第四隔磁桥，第四隔磁桥的宽度H4的取值范围是1.2mm～1.6mm，第三边和第四边的外侧短边线与外侧长边线的夹角β2的取值范围是125°～140°。
按上述技术方案，在第三边和第四边靠近转子冲片外圆的外侧长边线上设有第二导磁凸起，第二导磁凸起设在第三边和第四边的非相邻端；第二导磁凸起的边线采用直线的形式，第二导磁凸起边线的起始位置位于磁钢的长边线上。
按上述技术方案，第二导磁凸起边线的起始位置距离磁钢外侧短边线的距离L3的取值范围是0.8mm～1.2mm，导磁凸起边线和磁钢长边线延长线的夹角β3的取值范围是10°～15°。
按上述技术方案，在某一单元磁极上的第二隔磁孔采用类三角形结构；类三角形第二隔磁孔的外边线与转子冲片外圆边线之间的间隔宽度H2的取值范围是1.0mm～1.4mm；类三角形第二隔磁孔的内边线与第二V型磁钢槽的外部短边线平行布设，且二者之间的间隔距离H5的取值范围是0.6mm～1.0mm；类三角形第二隔磁孔的侧边线与第一隔磁孔的内侧边线平行，且二者之间的平行距离W3的取值范围是4.5mm～5.0mm；类三角形第二隔磁孔的三个角的倒角R6的取值范围是0.5mm～0.8mm；
与上述单元磁极相邻的单元磁极上的第二隔磁孔采用类四边形结构，类四边形第二隔磁孔的外边线与转子冲片外圆边线之间的间隔宽度H2的取值范围是1.0mm～1.4mm；类四边形第二隔磁孔的内边线与第二V型磁钢槽的外部短边线平行布设，且二者之间的间隔距离H5的取值范围是0.6mm～1.0mm；类四边形第二隔磁孔的内侧边线位于导磁凸起边线的延长线上；类四边形第二隔磁孔的外侧边线位于第二V型磁钢槽单边磁钢槽的中线的延长线上；类四边形第二隔磁孔的四个角的倒角R7的取值范围是0.5mm～0.8mm。
按上述技术方案，第一隔磁孔采用类四边形结构；第一隔磁孔的外边线和第二隔磁孔的外边线与转子冲片外圆边线之间的间隔宽度相同，间隔宽度H2的取值范围是1.0mm～1.4mm；第一隔磁孔的内边线与第一V型磁钢槽的外部短边线平行布设，且二者之间的间隔距离H3的取值范围是0.6mm～1.0mm；第一隔磁孔的外侧边线与q轴中心线平行，且二者之间的平行距离W1的取值范围是3.0mm～4.0mm；第一隔磁孔的外侧边线与第一隔磁孔的内侧边线平行，且二者之间的宽度W2的取值范围是3.0mm～4.0mm；第一隔磁孔的四个角的倒角R4的取值范围是0.5mm～1.0mm。
按上述技术方案，在第一边和第二边靠近转子冲片外圆的外侧长边线上设有第一导磁凸起，第一导磁凸起设在第一边和第二边的非相邻端；第一导磁凸起的边线采用直线的形式，第一导磁凸起边线的起始位置位于磁钢的长边线的延长线上。
按上述技术方案，第一导磁凸起边线的起始位置距离磁钢外侧短边线的距离L1的取值范围是0.8mm～1.0mm，第一导磁凸起边线和磁钢长边线的夹角α2的取值范围是120°～130°；第一V型磁钢槽的外侧短边线和第一V型磁钢槽内的磁钢的外侧短边线之间的最大距离L2的取值范围是2.5mm～3.5mm；第一V型磁钢槽的外侧短边线与第一V型磁钢槽的内侧长边线之间的夹角α3的取值范围是65°～80°；第一导磁凸起边线与磁钢的长边线相连处的倒角R1的取值范围是0.5mm～0.8mm，第一导磁凸起边线与磁钢槽的外侧短边线相连处的倒角R3的取值范围是0.5mm～0.8mm，磁钢槽的外侧短边线与第一V型磁钢槽的磁钢限位的边线相连处的倒角R2的取值范围是0.8mm～1.0mm。
按上述技术方案，包括铆钉孔和五边形的减重孔，铆钉孔和减重孔的数量与单元磁极的数量一致，铆钉孔关于d轴中心线对称布设，减重孔关于q轴中心线对称布设；铆钉孔和减重孔均设在磁钢槽组的内侧。
按上述技术方案，在轴孔上设有带偏移角度的键槽和标记槽。
本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型采用双层V型拓扑结构，聚磁效果较佳，磁路结构调整灵活；在单元磁极的两端设有不同形状的第二隔磁孔，使得转子上的磁极成非对称排布，可以使气隙磁密波形接近正弦分布，减小谐波分量，改善电机气隙磁场波形，减小电机齿槽转矩，改善电机转矩脉动和NVH性能。
2、双层磁钢槽两端隔磁孔的增设，叠加增加了较多数量的隔磁桥，改善转子高速运行时的机械性能，利于电机高速化，也提高了电机的凸极率和弱磁扩速能力，有利于增加电机的磁阻转矩，提高电机的转矩密度。
3、磁钢槽上的导磁凸起，可以引导磁力线的走向。
4、铆钉孔方便转子冲片的叠制，能够减小转子的转动惯量，利于电机减重，满足电机装载需求。
5、键槽和标记槽的设计利于电机的分段轴向斜极，改善电机的扭矩脉动和NVH性能。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图；
图2是本实用新型提供实施例的结构示意图；
图3是本实用新型提供实施例的局部的结构示意图；
图4是本实用新型提供实施例的单元磁极的结构示意图；
图5是本实用新型提供实施例的标注图一；
图6是本实用新型提供实施例的标注图二；
图7是本实用新型提供实施例的标注图三；
图8是本实用新型提供实施例的标注图四；
图中，1、冲片本体；2、轴孔；3、第一V型磁钢槽；3-1、第一边；3-2、第二边；3-3、第一隔磁桥；3-4、第一导磁凸起；4、第二V型磁钢槽；4-1、第三边；4-2、第四边；4-3、第四隔磁桥；4-4、第二导磁凸起；5、第一隔磁孔；6、第二隔磁孔；6-1、类三角形第二隔磁孔；6-2、类四边形第二隔磁孔；7、磁钢；8、铆钉孔；9、减重孔；10、键槽；11、标记槽；A、d轴中心线；B、q轴中心线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明。
参照图1～图2所示，本实用新型提供的一种非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，包括转子冲片本体1和设于转子冲片本体中心的轴孔2，转子冲片本体分为若干个单元磁极。在单元磁极上设有关于d轴中心线A对称布设的第一V型磁钢槽3和第二V型磁钢槽4，第一V型磁钢槽设在第二V型磁钢槽的内侧(即第一V型磁钢槽为靠近转子轴孔内部的磁钢槽)，在第一V型磁钢槽和第二V型磁钢槽两端分别设有第一隔磁孔5和第二隔磁孔6，第一隔磁孔和第二隔磁孔均关于d轴中心线对称布设；相邻两个单元磁极上的第二隔磁孔的形状不一致。
本实施方式采用双层V型拓扑结构，聚磁效果较佳，磁路结构调整灵活；在单元磁极的两端设有不同形状的第二隔磁孔，使得转子上的磁极成非对称排布，可以使气隙磁密波形接近正弦分布，减小谐波分量，改善电机气隙磁场波形，减小电机齿槽转矩，改善电机转矩脉动和NVH性能。另外，双层磁钢槽两端隔磁孔的增设，叠加增加了较多数量的隔磁桥，改善转子高速运行时的机械性能，利于电机高速化，也提高了电机的凸极率和弱磁扩速能力，有利于增加电机的磁阻转矩，提高电机的转矩密度。
按上述技术方案，第一磁钢槽包括相互对称布设的第一边3-1和第二边3-2，第一边和第二边之间的夹角α1的取值范围是140°～160°，在第一边和第二边之间设有等宽的第一隔磁桥3-3，第一隔磁桥的宽度H1的取值范围是1.2mm～1.6mm；第二V型磁钢槽包括相互对称布设的第三边4-1和第四边4-2，第三边和第四边之间的夹角β1的取值范围是145°～165°，在第三边和第四边之间设有等宽的第四隔磁桥4-3，第四隔磁桥的宽度H4的取值范围是1.2mm～1.6mm，第三边和第四边的外侧短边线与外侧长边线的夹角β2的取值范围是125°～140°。
按上述技术方案，在第三边和第四边靠近转子冲片外圆的外侧长边线上设有第二导磁凸起4-4，第二导磁凸起设在第三边和第四边的非相邻端；第二导磁凸起的边线采用直线的形式，第二导磁凸起边线的起始位置位于磁钢7的长边线上。
按上述技术方案，第二导磁凸起边线的起始位置距离磁钢外侧短边线的距离L3的取值范围是0.8mm～1.2mm，导磁凸起边线和磁钢长边线延长线的夹角β3的取值范围是10°～15°。
按上述技术方案，在某一单元磁极上的第二隔磁孔采用类三角形结构；类三角形第二隔磁孔6-1的外边线与转子冲片外圆边线之间的间隔宽度H2的取值范围是1.0mm～1.4mm；类三角形第二隔磁孔的内边线与第二V型磁钢槽的外部短边线平行布设，且二者之间的间隔距离H5的取值范围是0.6mm～1.0mm；类三角形第二隔磁孔的侧边线与第一隔磁孔的内侧边线平行，且二者之间的平行距离W3的取值范围是4.5mm～5.0mm；类三角形第二隔磁孔的三个角的倒角R6的取值范围是0.5mm～0.8mm；
与上述单元磁极相邻的单元磁极上的第二隔磁孔采用类四边形结构，类四边形第二隔磁孔6-2的外边线与转子冲片外圆边线之间的间隔宽度H2的取值范围是1.0mm～1.4mm；类四边形第二隔磁孔的内边线与第二V型磁钢槽的外部短边线平行布设，且二者之间的间隔距离H5的取值范围是0.6mm～1.0mm；类四边形第二隔磁孔的内侧边线位于导磁凸起边线的延长线上；类四边形第二隔磁孔的外侧边线位于第二V型磁钢槽单边磁钢槽的中线的延长线上；类四边形第二隔磁孔的四个角的倒角R7的取值范围是0.5mm～0.8mm。
按上述技术方案，第一隔磁孔采用类四边形结构；第一隔磁孔的外边线和第二隔磁孔的外边线与转子冲片外圆边线之间的间隔宽度相同，间隔宽度H2的取值范围是1.0mm～1.4mm；第一隔磁孔的内边线与第一V型磁钢槽的外部短边线平行布设，且二者之间的间隔距离H3的取值范围是0.6mm～1.0mm；第一隔磁孔的外侧边线与q轴中心线平行，且二者之间的平行距离W1的取值范围是3.0mm～4.0mm；第一隔磁孔的外侧边线与第一隔磁孔的内侧边线平行，且二者之间的宽度W2的取值范围是3.0mm～4.0mm；第一隔磁孔的四个角的倒角R4的取值范围是0.5mm～1.0mm。
按上述技术方案，在第一边和第二边靠近转子冲片外圆的外侧长边线上设有第一导磁凸起3-4，第一导磁凸起设在第一边和第二边的非相邻端；第一导磁凸起的边线采用直线的形式，第一导磁凸起边线的起始位置位于磁钢的长边线的延长线上。
按上述技术方案，第一导磁凸起边线的起始位置距离磁钢外侧短边线的距离L1的取值范围是0.8mm～1.0mm，第一导磁凸起边线和磁钢长边线的夹角α2的取值范围是120°～130°；第一V型磁钢槽的外侧短边线和第一V型磁钢槽内的磁钢的外侧短边线之间的最大距离L2的取值范围是2.5mm～3.5mm；第一V型磁钢槽的外侧短边线与第一V型磁钢槽的内侧长边线之间的夹角α3的取值范围是65°～80°；第一导磁凸起边线与磁钢的长边线相连处的倒角R1的取值范围是0.5mm～0.8mm，第一导磁凸起边线与磁钢槽的外侧短边线相连处的倒角R3的取值范围是0.5mm～0.8mm，磁钢槽的外侧短边线与第一V型磁钢槽的磁钢限位的边线相连处的倒角R2的取值范围是0.8mm～1.0mm。
按上述技术方案，包括铆钉孔8和五边形的减重孔9，铆钉孔和减重孔的数量与单元磁极的数量一致，铆钉孔关于d轴中心线对称布设，减重孔关于q轴中心线B对称布设；铆钉孔和减重孔均设在磁钢槽组的内侧。铆钉孔方便转子冲片的叠制，能够减小转子的转动惯量，利于电机减重，满足电机装载需求。
按上述技术方案，在轴孔上设有带偏移角度的键槽10和标记槽11，键槽和标记槽的设计利于电机的分段轴向斜极，改善电机的扭矩脉动和NVH性能。
本实用新型具有如下效果
1、本实用新型采用双层V型拓扑结构，聚磁效果较佳，磁路结构调整灵活；在单元磁极的两端设有不同形状的第二隔磁孔，使得转子上的磁极成非对称排布，可以使气隙磁密波形接近正弦分布，减小谐波分量，改善电机气隙磁场波形，减小电机齿槽转矩，改善电机转矩脉动和NVH性能。
2、双层磁钢槽两端隔磁孔的增设，叠加增加了较多数量的隔磁桥，改善转子高速运行时的机械性能，利于电机高速化，也提高了电机的凸极率和弱磁扩速能力，有利于增加电机的磁阻转矩，提高电机的转矩密度。
3、磁钢槽上的导磁凸起，可以引导磁力线的走向。
4、铆钉孔方便转子冲片的叠制，能够减小转子的转动惯量，利于电机减重，满足电机装载需求。
5、键槽和标记槽的设计利于电机的分段轴向斜极，改善电机的扭矩脉动和NVH性能。
以上的仅为本实用新型的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等效变化，仍属本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，包括转子冲片本体和设于转子冲片本体中心的轴孔，转子冲片本体分为若干个单元磁极，其特征在于：在单元磁极上设有关于d轴中心线对称布设的第一V型磁钢槽和第二V型磁钢槽，第一V型磁钢槽设在第二V型磁钢槽的内侧，在第一V型磁钢槽和第二V型磁钢槽两端分别设有第一隔磁孔和第二隔磁孔，第一隔磁孔和第二隔磁孔均关于d轴中心线对称布设；相邻两个单元磁极上的第二隔磁孔的形状不一致。
2.根据权利要求1所述的非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，其特征在于：第一磁钢槽包括相互对称布设的第一边和第二边，第一边和第二边之间的夹角α1的取值范围是140°～160°，在第一边和第二边之间设有等宽的第一隔磁桥，第一隔磁桥的宽度H1的取值范围是1.2mm～1.6mm；第二V型磁钢槽包括相互对称布设的第三边和第四边，第三边和第四边之间的夹角β1的取值范围是145°～165°，在第三边和第四边之间设有等宽的第四隔磁桥，第四隔磁桥的宽度H4的取值范围是1.2mm～1.6mm，第三边和第四边的外侧短边线与外侧长边线的夹角β2的取值范围是125°～140°。
3.根据权利要求2所述的非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，其特征在于：在第三边和第四边靠近转子冲片外圆的外侧长边线上设有第二导磁凸起，第二导磁凸起设在第三边和第四边的非相邻端；第二导磁凸起的边线采用直线的形式，第二导磁凸起边线的起始位置位于磁钢的长边线上。
4.根据权利要求3所述的非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，其特征在于：第二导磁凸起边线的起始位置距离磁钢外侧短边线的距离L3的取值范围是0.8mm～1.2mm，导磁凸起边线和磁钢长边线延长线的夹角β3的取值范围是10°～15°。
5.根据权利要求3或4所述的非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，其特征在于：在某一单元磁极上的第二隔磁孔采用类三角形结构；类三角形第二隔磁孔的外边线与转子冲片外圆边线之间的间隔宽度H2的取值范围是1.0mm～1.4mm；类三角形第二隔磁孔的内边线与第二V型磁钢槽的外部短边线平行布设，且二者之间的间隔距离H5的取值范围是0.6mm～1.0mm；类三角形第二隔磁孔的侧边线与第一隔磁孔的内侧边线平行，且二者之间的平行距离W3的取值范围是4.5mm～5.0mm；类三角形第二隔磁孔的三个角的倒角R6的取值范围是0.5mm～0.8mm；
与上述单元磁极相邻的单元磁极上的第二隔磁孔采用类四边形结构，类四边形第二隔磁孔的外边线与转子冲片外圆边线之间的间隔宽度H2的取值范围是1.0mm～1.4mm；类四边形第二隔磁孔的内边线与第二V型磁钢槽的外部短边线平行布设，且二者之间的间隔距离H5的取值范围是0.6mm～1.0mm；类四边形第二隔磁孔的内侧边线位于导磁凸起边线的延长线上；类四边形第二隔磁孔的外侧边线位于第二V型磁钢槽单边磁钢槽的中线的延长线上；类四边形第二隔磁孔的四个角的倒角R7的取值范围是0.5mm～0.8mm。
6.根据权利要求5所述的非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，其特征在于：第一隔磁孔采用类四边形结构；第一隔磁孔的外边线和第二隔磁孔的外边线与转子冲片外圆边线之间的间隔宽度相同，间隔宽度H2的取值范围是1.0mm～1.4mm；第一隔磁孔的内边线与第一V型磁钢槽的外部短边线平行布设，且二者之间的间隔距离H3的取值范围是0.6mm～1.0mm；第一隔磁孔的外侧边线与q轴中心线平行，且二者之间的平行距离W1的取值范围是3.0mm～4.0mm；第一隔磁孔的外侧边线与第一隔磁孔的内侧边线平行，且二者之间的宽度W2的取值范围是3.0mm～4.0mm；第一隔磁孔的四个角的倒角R4的取值范围是0.5mm～1.0mm。
7.根据权利要求2所述的非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，其特征在于：在第一边和第二边靠近转子冲片外圆的外侧长边线上设有第一导磁凸起，第一导磁凸起设在第一边和第二边的非相邻端；第一导磁凸起的边线采用直线的形式，第一导磁凸起边线的起始位置位于磁钢的长边线的延长线上。
8.根据权利要求7所述的非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，其特征在于：第一导磁凸起边线的起始位置距离磁钢外侧短边线的距离L1的取值范围是0.8mm～1.0mm，第一导磁凸起边线和磁钢长边线的夹角α2的取值范围是120°～130°；第一V型磁钢槽的外侧短边线和第一V型磁钢槽内的磁钢的外侧短边线之间的最大距离L2的取值范围是2.5mm～3.5mm；第一V型磁钢槽的外侧短边线与第一V型磁钢槽的内侧长边线之间的夹角α3的取值范围是65°～80°；第一导磁凸起边线与磁钢的长边线相连处的倒角R1的取值范围是0.5mm～0.8mm，第一导磁凸起边线与磁钢槽的外侧短边线相连处的倒角R3的取值范围是0.5mm～0.8mm，磁钢槽的外侧短边线与第一V型磁钢槽的磁钢限位的边线相连处的倒角R2的取值范围是0.8mm～1.0mm。
9.根据权利要求1所述的非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，其特征在于：包括铆钉孔和五边形的减重孔，铆钉孔和减重孔的数量与单元磁极的数量一致，铆钉孔关于d轴中心线对称布设，减重孔关于q轴中心线对称布设；铆钉孔和减重孔均设在磁钢槽组的内侧。
10.根据权利要求1所述的非对称磁极的永磁电机转子冲片结构，其特征在于：在轴孔上设有带偏移角度的键槽和标记槽。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN118249545A (zh) * | 2024-05-21 | 2024-06-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种转子冲片、转子和电机 |
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2022
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118249545A (zh) * | 2024-05-21 | 2024-06-25 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种转子冲片、转子和电机 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |