CN218386992U - 一种转子冲片、转子和电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种转子冲片，转子冲片的外轮廓在d轴处为直线段，直线段自身关于d轴呈轴对称布置；转子冲片的外轮廓在q轴处设置有缺口槽，缺口槽自身关于q轴呈轴对称布置，转子冲片在q轴处为直径最小点。本实用新型还公开一种转子和电机。本实用新型对转子冲片的外轮廓进行修形设计，将转子冲片在d轴处的外轮廓设置为直线段，增加直轴气隙长度，优化齿部磁路，减小齿槽转矩，增大磁阻转矩，提高电机的出力能力；在q轴处设置缺口槽，使得q轴处半径减小，优化气隙磁场，削弱高次谐波含量，降低电机本身的损耗，改善电机转矩脉动问题和温升问题。

Description

一种转子冲片、转子和电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种转子冲片、转子和电机。

背景技术

现有技术的电机中，由于磁极的励磁磁动势在气隙中产生的磁场并非是正弦波，因此在定子绕组内感应的电动势也并非正弦波，磁场在气隙中并不是正弦分布，绕组的感应电动势除基波电动势外还存在一系列谐波电动势，高次谐波的存在，会导致电机本身损耗增加，减小电机出力能力；同时，产生转矩脉动问题和温升问题。因此，需要对转子冲片进行改进，以改善前述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种转子冲片，提高电机出力能力，改善转矩脉动问题和温升问题。

本实用新型的另一目的是提供一种转子，提高电机出力能力，改善转矩脉动问题和温升问题。

本实用新型的另一目的是提供一种电机，提高电机出力能力，改善转矩脉动问题和温升问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种转子冲片，所述转子冲片的外轮廓在d轴处为直线段，所述直线段自身关于所述d轴呈轴对称布置；所述转子冲片的外轮廓在q轴处设置有缺口槽，所述缺口槽自身关于所述q轴呈轴对称布置，所述转子冲片在所述q轴处为直径最小点。

本实用新型对转子冲片的外轮廓进行修形设计，首先，将转子冲片在d轴处的外轮廓设置为直线段，从而增加直轴气隙长度，优化齿部磁路，减小齿槽转矩，同时，增大磁阻转矩，有效提高电机的出力能力；其次，在q轴处设置缺口槽，使得q轴处半径减小，从而优化气隙磁场，削弱谐波含量，特别是高次谐波含量，尽可能降低电机本身的损耗，改善电机转矩脉动问题和温升问题，提高电机运转稳定性，进而降低电机噪声，延长电机使用寿命。

可选地，所述直线段的端点与所述转子冲片的圆心之间的连接线为第一连接线，所述第一连接线与所述d轴之间的夹角为5°

可选地，所述缺口槽的端点与所述转子冲片的圆心之间的连接线为第二连接线，所述第二连接线与所述q轴之间的夹角为5°。

可选地，所述转子冲片在轴孔的外侧设置有减重孔。

可选地，所述转子冲片在轴孔的外侧设置有多个第一减重孔，多个所述第一减重孔沿周向分布，每一个所述第一减重孔自身关于一个q轴呈轴对称设置。

可选地，相邻两个所述第一减重孔之间还设置有第二减重孔，所述第二减重孔自身关于对应的所述d轴呈轴对称设置，所述第一减重孔的尺寸大于所述第二减重孔的尺寸。

可选地，所述第二减重孔包括第一孔部和第二孔部，所述第一孔部和所述第二孔部沿径向分布，相互独立。

可选地，所述第一孔部和所述第二孔部中，一者为圆形孔，另一者为长条形孔。

本实用新型还提供一种转子，包括多个前述转子冲片，多个所述转子冲片通过叠压形成转子。

本实用新型转子，包括前述转子冲片，因此具有与前述转子冲片相同的技术效果，在此不再赘述。

本实用新型还提供一种电机，包括定子和前述转子，所述定子和所述转子之间存在气隙。

本实用新型电机，包括前述转子，因此具有与前述转子相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

图1为本实用新型所提供转子冲片一种具体实施例的结构示意图；

图2为图1转子冲片在d轴处的局部放大图；

图3为图1转子冲片在q轴处的局部放大图；

图4为图1转子冲片在峰值转速下，转矩波动的前后优化对比图；

图5为图1转子冲片在峰值扭矩下，转矩波动的前后优化对比图；

其中，图1-图3中的附图标记说明如下：

1-转子冲片；

1a-第一减重孔；

1b-第二减重孔；

1b1-第一孔部；

1b2-第二孔部；

d-直线段；

a-第一连接线；

b-缺口槽；

c-第二连接线；

O-轴孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构和/或功能相同或者相类似的两个以上的结构或者部件，并不表示对于顺序和/或重要性的某种特殊限定。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。

请参考图1-图3，图1为本实用新型所提供转子冲片一种具体实施例的结构示意图；图2为图1转子冲片在d轴处的局部放大图；图3为图1转子冲片在q轴处的局部放大图。

本实用新型提供一种转子冲片，转子冲片1的外轮廓在d轴处为直线段d，直线段d自身关于d轴呈轴对称布置；转子冲片1的外轮廓在q轴处设置有缺口槽b，缺口槽b自身关于q轴呈轴对称布置，转子冲片1在q轴处为直径最小点。

其中，需要说明的是，转子冲片1关于圆心呈中心对称设置若干个磁极区域，d轴即为各磁极区域的中心轴，q轴即为相邻两个磁极区域之间的对称轴。

本实用新型对转子冲片1的外轮廓进行修形设计，首先，将转子冲片1在d轴处的外轮廓设置为直线段d，从而增加直轴气隙长度，优化齿部磁路，减小齿槽转矩，同时，增大磁阻转矩，有效提高电机的出力能力；其次，在q轴处设置缺口槽b，使得q轴处半径减小，从而优化气隙磁场，削弱谐波含量，特别是高次谐波含量，尽可能降低电机本身的损耗，改善电机转矩脉动问题和温升问题，提高电机运转稳定性，进而降低电机噪声，延长电机使用寿命。

其中，定义直线段d的端点与转子冲片1的圆心之间的连接线为第一连接线a，第一连接线a与d轴之间的夹角为α，α＝5°；定义缺口槽b的端点与转子冲片1的圆心之间的连接线为第二连接线c，第二连接线c与q轴之间的夹角为β，β＝5°。

经有限元仿真模拟验证，如图4所示的仿真结果中，横坐标为时间，纵坐标为电机的转矩，转子冲片1的外轮廓经前述修形设计后，在峰值转速下，转矩波动减小9％；如图5所示的仿真结果中，横坐标为时间，纵坐标为电机的转矩，转子冲片1的外轮廓经前述修形设计后，在峰值扭矩下，转矩波动减小9.5％，有效改善转矩脉动问题和温升问题，提高电机的运转稳定性，降低电机噪声，延长电机使用寿命。

其中，由图3可以看出，本实施例中，缺口槽b为弧形槽，且弧形槽的半径为2mm。实际应用中，缺口槽b的具体尺寸不做限制，可以根据仿真验证结果不断调整，以确定最优尺寸。

本实施例中，直线段d的长度为8mm。同样地，实际应用中，直线段d的具体尺寸不做限制，可以根据仿真验证结果不断调整，以确定最优尺寸。

请继续参考图1，转子冲片1在轴孔O的外端设置有减重孔。

减重孔的设置，能够有效减轻转子冲片1的重量，进而减轻转子冲片1所占整个电机的比重，使转子实现轻量化，提高电机工作效率，节约材料成本，且有利于电机的散热。

其中，减重孔包括多个第一减重孔1a和多个第二减重孔1b，多个第一减重孔1a沿周向分布，每一个第一减重孔1a关于一个q轴呈轴对称设置，第二减重孔1b位于相邻两个第一减重孔1a之间，第二减重孔1b关于对应的d轴呈轴对称设置，第一减重孔1a的尺寸大于第二减重孔1b的尺寸。

实际应用中，若第一减重孔1a延伸至第二减重孔1b所在位置，虽然可以进一步减轻转子冲片1的重量，但可能会导致转子冲片1的强度降低，影响转子冲片1的抗拉强度。基于此，本实施例减小第一减重孔1a的尺寸，在相邻两个第一减重孔1a之间设置第二减重孔1b，在尽可能降低转子冲片1重量的基础上，保证转子冲片1的抗拉强度符合要求，保证转子冲片1正常工作。

当然，实际应用中，只设置第一减重孔1a也是可行的，同样可以起到减轻转子冲片1重量的作用。

由图1可以看出，第一减重孔1a的尺寸大于第二减重孔1b的尺寸，同样是为了避开磁钢的安装位置，一方面，保证转子冲片1的结构强度；另一方面，避免对磁力线走向产生影响。

进一步地，第二减重孔1b包括第一孔部1b1和第二孔部1b2，第一孔部1b1和第二孔部1b2沿径向分布，相互独立。

同样地，若第二减重孔1b仅包括第二孔部1b2，第二孔部1b2沿径向延伸至第一孔部1b1所在位置，虽然可以进一步减轻转子冲片1的重量，但可能会导致转子冲片1的强度降低，影响转子冲片1的抗拉强度。基于此，本实施例减小第二孔部1b2的尺寸，在第二孔部1b2的径向外端设置第一孔部1b1，二者相互独立，在尽可能降低转子冲片1重量的基础上，保证转子冲片1的抗拉强度符合要求，保证转子冲片1正常工作。

其中，第二孔部1b2为长条形孔，第一孔部1b1为圆形孔，实际应用中，第一孔部1b1为长条形孔，第二孔部1b2为圆形孔；第一孔部1b1和第二孔部1b2均为条形孔；第一孔部1b1和第二孔部1b2均为圆形孔都是可行的。

此外，第二减重孔1b包括孔部的数量不做限制，如第二减重孔1b还可以包括三个孔部，三个孔部沿径向分布，相互独立，三个孔部均可为圆形孔。

本实用新型还提供一种转子，包括多个前述转子冲片1，多个所述转子冲片1通过叠压形成转子。

本实用新型转子，包括前述转子冲片1，因此具有与前述转子冲片1相同的技术效果，在此不再赘述。

本实用新型还提供一种电机，包括定子和前述转子，所述定子和所述转子之间存在气隙。

本实用新型电机，包括前述转子，因此具有与前述转子相同的技术效果，在此不再赘述。

以上对本实用新型所提供的一种转子冲片、转子和电机进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转子冲片，其特征在于，所述转子冲片(1)的外轮廓在d轴处为直线段(d)，所述直线段(d)自身关于所述d轴呈轴对称布置；所述转子冲片(1)的外轮廓在q轴处设置有缺口槽(b)，所述缺口槽(b)自身关于所述q轴呈轴对称布置，所述转子冲片(1)在所述q轴处为直径最小点。

2.根据权利要求1所述转子冲片，其特征在于，所述直线段(d)的端点与所述转子冲片(1)的圆心之间的连接线为第一连接线(a)，所述第一连接线(a)与所述d轴之间的夹角为5°。

3.根据权利要求1所述转子冲片，其特征在于，所述缺口槽(b)的端点与所述转子冲片(1)的圆心之间的连接线为第二连接线(c)，所述第二连接线(c)与所述q轴之间的夹角为5°。

4.根据权利要求1-3任一项所述转子冲片，其特征在于，所述转子冲片(1)在轴孔(O)的外端设置有减重孔。

5.根据权利要求4所述转子冲片，其特征在于，所述减重孔包括多个第一减重孔(1a)，多个所述第一减重孔(1a)沿周向分布，每一个所述第一减重孔(1a)自身关于一个q轴呈轴对称设置。

6.根据权利要求5所述转子冲片，其特征在于，相邻两个所述第一减重孔(1a)之间还设置有第二减重孔(1b)，所述第二减重孔(1b)自身关于对应的所述d轴呈轴对称设置，所述第一减重孔(1a)的尺寸大于所述第二减重孔(1b)的尺寸。

7.根据权利要求6所述转子冲片，其特征在于，所述第二减重孔(1b)包括第一孔部(1b1)和第二孔部(1b2)，所述第一孔部(1b1)和所述第二孔部(1b2)沿径向分布，相互独立。

8.根据权利要求7所述转子冲片，其特征在于，所述第一孔部(1b1)和所述第二孔部(1b2)中，一者为圆形孔，另一者为长条形孔。

9.一种转子，其特征在于，包括多个权利要求1-8任一项所述转子冲片，多个所述转子冲片(1)通过叠压形成转子。

10.一种电机，其特征在于，包括定子和权利要求9所述转子，所述定子和所述转子之间存在气隙。

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