CN218771493U - 一种转子结构及感应电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转子结构，包括转子铁心、铜线和固定件，铜线贯穿开设与转子铁心轭部的槽孔，固定件用于对超出所述槽孔部分的铜线进行固定。本实用新型通过使用铜线与固定件的结合形成鼠笼结构，因铜线良好的延展性，有利于转子设计较大的斜极角度；同时，单根铜线横截面积小，可有效减小工作时的趋肤效应，减少涡流和损耗，提高电机的性能；另外，铜线与定子绕组所使用的铜线同款，铜线与固定件焊接使用的设备与定子绕组焊接使用的设备同款，无需单独准备原材料和焊接设备，实现已有原材料和设备的充分利用，生产更灵活，最终有利于降低制造成本；铜线与槽孔匹配化设计，提高了槽孔的槽满率，有利于电机性能的提高。

Description

一种转子结构及感应电机

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，特别涉及一种转子结构及感应电机。

背景技术

电机是新能源电动车的核心零部件之一，常用的电机类型为永磁同步电机，其制备时必须用到稀土材料，但稀土材料为不可再生资源，随着稀土资源存量逐渐减少，其价格也不断攀升，使得永磁同步电机的制造成本也逐渐增加，且还会继续增加，从而增加了电动车的整体成本；另外，永磁同步电机还存在退磁风险。

感应电机(又称异步电机)无永磁体，因此，其制造价格不受稀土材料的影响，且无退磁风险，因此，感应电机日渐成为新能源电动车的电机首选；感应电机通常采用导条形成的鼠笼转子。但导条鼠笼转子也存在一些缺点，例如，受限于导条的横截面积大、材质脆性大等因素，其能设计的斜极角度有限，对电机工作噪音优化效果有限；再如，导条的横截面积大，其在高转速工作时，趋肤效应明显，导条在高转速工作时，转子里会流过交流电，导条沿长度方向感应出变化的漏磁场，带来感应电压，进而造成导条顶端的电压高于底端电压，形成涡流，再与原有转子感应电流加在一起，进一步导致电流分别不均匀，导条顶端的电流密度高于底端，而涡流大小和感应电流频率成正比，因此，当导条的转差频率不断提高时，顶端和底端电流相差会越来越悬殊，就如同电流就会不断被挤到导体棒顶端，这就导致有效的导体棒高度不断减少，因此转子电阻增大；再如，有的使用铸铝工艺在铁心内的槽铸造铝导条及铝条耦合的端环；也有的将定制导条插入对应的转子槽中，通过端部与端环焊接熔合成一体，但均需要昂贵的压铸设备或焊接设备，或者根据不同的项目、需求定制导条模具、生产设备，加工、焊接均不够灵活，生产成本高。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种转子结构及感应电机，能实现灵活化生产，提高设备使用兼容性，降低生产成本；同时，有利于实现较大斜极角度的设计。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的转子结构，包括：

转子铁心，其轭部沿轴向开设有贯通的槽孔；

铜线，贯穿所述槽孔，所述铜线的两端均延伸超出所述槽孔；

固定件，用于对超出所述槽孔部分的铜线进行固定。

较佳地，所述铜线为扁铜线；

多根所述铜线沿其厚度方向堆叠于所述槽孔内。

较佳地，所述固定件形成为圆环状，所述固定件的外缘形成为齿状；

所述铜线超出所述槽孔的端部固定于所述固定件的齿槽内。

较佳地，堆叠于所述槽孔内的多根铜线的总厚度值小于所述齿槽的深度值。

较佳地，所述转子铁心的端部安装有紧固件，所述紧固件周向套设于所述固定件的齿顶面；

所述紧固件与所述固定件过盈配合。

较佳地，所述铜线的长度大于所述槽孔的深度。

较佳地，所述铜线超出所述槽孔的端部与所述固定件焊接于一体。

较佳地，所述转子铁心周向开设多层槽孔。

为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种感应电机，其包括前述转子结构。

本实用新型通过使用铜线与固定件的结合形成鼠笼结构，因铜线良好的延展性，有利于转子设计较大的斜极角度；同时，单根铜线横截面积小，可有效减小工作时的趋肤效应，减少涡流和损耗，提高电机的性能；另外，铜线与定子绕组所使用的铜线同款，铜线与固定件焊接使用的设备与定子绕组焊接使用的设备同款，无需单独准备原材料和焊接设备，实现已有原材料和设备的充分利用，生产更灵活，最终有利于降低制造成本；铜线与槽孔匹配化设计，提高了槽孔的槽满率，有利于电机性能的提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面对本实用新型所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的转子结构一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型的转子结构一实施例的铜线与固定件形成的鼠笼结构；

图3是本实用新型的转子结构一实施例的铜线贯穿槽孔的示意图；

图4是本实用新型的转子结构一实施例的固定件示意图；

图5是本实用新型的转子结构一实施例的铁心示意图；

图6是本实用新型的转子结构一实施例的紧固件示意图；

图7是本实用新型的转子结构一实施例的铜线示意图；

图8是本实用新型的转子结构一实施例的开口槽孔设计的示意图；

图9是本实用新型的转子结构一实施例的双层槽孔设计的示意图。

图中，1-转子铁心；2-铜线；3-固定件；4-紧固件；11-槽孔；31-齿槽。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参考图1-图7，示出了本实用新型提供的转子结构，包括：

转子铁心1，其轭部沿轴向开设有贯通的槽孔11；

铜线2，贯穿所述槽孔11，所述铜线2的两端均延伸超出所述槽孔11；

固定件3，用于对超出所述槽孔11部分的铜线2进行固定。

本实用新型实施例中，如图2示出，铜线2和固定件3组成鼠笼结构，铜线2代替现有技术中的导条，槽孔11沿转子铁心1的周向均匀分布(如图5示出)；铜线2可以采用与定子绕组同款的铜线，节省了原料成本；对于采用斜极角度方案的设计，由于铜线2的材质延展性好，插入转子后能实现大角度的弯折，因此，便于设计更大的斜极角度，进而更便于优化电机工作噪音；另外，由于单根铜线2的截面积远小于常规设计的整根的导条，因此，可以有效减小工作时的趋肤效应，减少涡流和损耗，提高电机的性能。

该具体实施例中，槽孔11通常沿转子铁心1的轭部周向均匀分布，槽孔11可以是开口结构(如图8示出)，也可以是闭口结构；槽孔11可以是单层分布，还可以是多层分布(如图9示出)，具体可以根据电机性能和设计需求而定。

在一种具体的实施方式中，所述铜线2为扁铜线；多根所述铜线2沿其厚度方向堆叠于所述槽孔11内。

该实施例中，铜线2为扁铜线，槽孔11的宽度可以根据铜线2的宽度设计，目的是铜线2以期宽度方向刚好能插入槽孔11宽度方向为佳，考虑到实际工程操作，铜线2的宽度一般略小于槽孔11的宽度，但无限接近于槽孔11的宽度，两者的宽度值相差越小，越有利于提高槽满率；槽孔11的长度根据所需堆叠的铜线2的总厚度设计，这样可以最大限度地提高槽满率，提高空间利用率，该具体实施方式的槽满率能达到90％以上，充分利用的槽孔11的开孔空间。需要说明的是，该具体实施方式中的多根铜的意思是根据设计需求合理选择所堆叠的铜线数量，比如可以是1根、2根、5根、10根等。

在一种具体的实施方式中，所述固定件3形成为圆环状，如图4示出，所述固定件3的外缘形成为齿状；所述铜线2超出所述槽孔11的端部固定于所述固定件3的齿槽31内，所述齿槽31的宽度略大于所述铜线2的宽度，但无限接近于铜线2的宽度(如图2示出)。

该具体实施方式中，固定件3用于对铜线2超出槽孔11的那部分端部进行固定，因此，齿槽31的宽度最佳设计为与扁铜线的宽度相同；齿槽31的排布方式与槽孔11向匹配以保证从槽孔11伸出的铜线2能刚好被齿槽31所固定。优选地，堆叠于所述槽孔11内的多根铜线2的总厚度值小于所述齿槽31的深度值，即，铜线2位于齿槽31内，铜线2不超出齿顶圆的边界且位于齿顶圆的边界之内。需要说明的是，固定件3主要作用是对铜线2端部进行固定，同时对转动平衡起到重要作用，因此，该具体实施方式中的固定件3并非本实用新型唯一可使用的固定件3，固定件3还可以采用销等结构方式。

在一种具体的实施方式中，所述转子铁心1的端部安装有紧固件4，如图1示出，其中，紧固件4示意图如图6示出，所述紧固件4周向套设于所述固定件3的齿顶面；

所述紧固件4与所述固定件3过盈配合。

该具体实施方式中，为了对转子两个端面的铜线2和固定件3进行保护，在转子的端部设置紧固件4，紧固件4套设于固定件3的齿顶面并与其过盈配合以防止紧固件4脱落而无法起到保护作用。

在一种具体的实施方式中，所述铜线2的长度大于所述槽孔11的深度。可理解地，即，便于铜线2的两端能够自槽孔11的端部伸出。

在一种具体的实施方式中，所述铜线2超出所述槽孔11的端部与所述固定件3焊接于一体。该具体实施方式中，铜线2与固定件3的焊接可以使用定子扁铜线绕组同款的焊接设备，无需额外增加焊接设备，大大提升了设备兼容性，生产更灵活，有利于提高生产节拍，最终有利于降低制造成本。需要说明的是，本实用新型提供的转子，铜线2采用与定子绕组同款的铜线，无需特别准备原材料，固定件3与铜线2端部的焊接方式亦采用与定子绕组同款的焊接设备，无需单独准备焊接设备，实现已有原材料和设备的充分利用，进而降低制造成本。

本实用新型还提供了一种感应电机，该感应电机包括前述实施例中的转子结构，因此，至少具备前述实施例中的技术方案所带来的所有有益效果。

本实用新型通过使用铜线与固定件的结合形成鼠笼结构，因铜线良好的延展性，有利于转子设计较大的斜极角度；同时，单根铜线横截面积小，可有效减小工作时的趋肤效应，减少涡流和损耗，提高电机的性能；另外，铜线与定子绕组所使用的铜线同款，铜线与固定件焊接使用的设备与定子绕组焊接使用的设备同款，无需单独准备原材料和焊接设备，实现已有原材料和设备的充分利用，生产更灵活，最终有利于降低制造成本；铜线与槽孔匹配化设计，提高了槽孔的槽满率，有利于电机性能的提高。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种转子结构，其特征在于，包括：

转子铁心，其轭部沿轴向开设有贯通的槽孔；

铜线，贯穿所述槽孔，所述铜线的两端均延伸超出所述槽孔；

固定件，用于对超出所述槽孔部分的铜线进行固定。

2.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述铜线为扁铜线；

多根所述铜线沿其厚度方向堆叠于所述槽孔内。

3.如权利要求2所述的转子结构，其特征在于，所述固定件形成为圆环状，所述固定件的外缘形成为齿状；

所述铜线超出所述槽孔的端部固定于所述固定件的齿槽内。

4.如权利要求3所述的转子结构，其特征在于，堆叠于所述槽孔内的多根铜线的总厚度值小于所述齿槽的深度值。

5.如权利要求4所述的转子结构，其特征在于，所述转子铁心的端部安装有紧固件，所述紧固件周向套设于所述固定件的齿顶面；

所述紧固件与所述固定件过盈配合。

6.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述铜线的长度大于所述槽孔的深度。

7.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述铜线超出所述槽孔的端部与所述固定件焊接于一体。

8.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述转子铁心开设多层槽孔。

9.一种感应电机，其特征在于，所述感应电机包括权利要求1-8任一项所述的转子结构。

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