CN219420394U - 一种定转子冲片及水泵电动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定转子冲片及水泵电动机，包括定子冲片和转子冲片，定子冲片沿圆周方向均匀分布有凸齿，相邻凸齿之间形成槽口，凸齿两端的齿部外侧有切边；转子冲片的中心设有转轴孔，转子冲片上沿圆周方向均匀设置磁钢槽，相邻磁钢槽处的转子冲片外圆平行削平，定子冲片与转子冲片配合形成气隙，气隙为非均匀气隙。减小电机的转矩脉动，还能使其产生的驱动电流为近似的正弦波，降低了电流中的谐波含量，从而使得谐波导致的损耗降低明显。这在大大降低了电机的噪音振动的同时，还有效提高了电机的效率及输出转矩的稳定性。

Description

一种定转子冲片及水泵电动机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别是涉及一种定转子冲片及水泵电动机。

背景技术

水泵电机长期以来，使用的大部分都是感应电动机，随着节能减排，电动机能效的要求越来越高，正逐步改用永磁电机来替代。中小功率水泵使用的永磁电机，大部分的电流波形不正弦，甚至是方波，其波形存在较大的谐波，使得电机存在损耗大，转矩波形大，导致电机效率低，振动噪音大的问题。

实用新型内容

为克服上述缺点，本实用新型的目的在于提供一种定转子冲片及水泵电动机。

为了达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种定转子冲片包括定子冲片和转子冲片，定子冲片沿圆周方向均匀分布有凸齿，相邻凸齿之间形成槽口，凸齿两端的齿部外侧有切边；转子冲片的中心设有转轴孔，转子冲片上沿圆周方向均匀设置磁钢槽，相邻磁钢槽处的转子冲片外圆平行削平，定子冲片与转子冲片配合形成气隙，气隙为非均匀气隙。减小电机的转矩脉动，还能使其产生的驱动电流为近似的正弦波，降低了电流中的谐波含量，从而使得谐波导致的损耗降低明显。在大大降低了电机的噪音振动的同时，还有效提高了电机的效率及输出转矩的稳定性。

更进一步地，气隙大小范围为0.52-1.22mm，隙大小的不同改变了磁场的磁通密度分布，得到近似正弦波的反电动势。

更进一步地，切边高度为0.7-0.9mm，切边与齿身夹角为93°-95°，此尺寸下定转子间的气隙在不同位置产生的反电动势，更接近正弦的反电动势波。

更进一步地，磁钢槽为一字形，在转子冲片上沿圆周方向均匀设置，磁钢槽可以减小磁漏，增大气隙磁密。

更进一步地，相邻的磁钢槽之间隔磁桥厚度为0.6-0.8mm。

更进一步地，转子冲片外圆两边平行削平处理，单边切削宽度0.6-1.0mm。

更进一步地，转子冲片上沿圆周方向均匀设置方形孔，方形孔在磁钢槽和转子冲片外缘之间，且位于磁钢槽中线上。

更进一步地，方形孔的长0.8mm和宽0.6mm。

采用的技术方案还包括一种水泵电动机，包括上述任一项的定转子冲片，水泵电机的定子铁芯和转子铁芯分别由定子冲片和转子冲片叠压而成，本实施方式通过优化定转子冲片的结构，使得水泵电动机能使其产生的驱动电流为近似的正弦波，降低了电流中的谐波含量，从而使得谐波导致的损耗降低明显。

更进一步地，还包括转轴、前端盖、控制盒底座、控制盒盖、电路板、机壳、后端盖、风扇、风扇罩和轴承。

本实用新型的有益效果是：1.通过综合优化定子冲片齿部修形，转子冲片外圆切边处理，修改了定转子间的气隙在不同位置间隙大小不同，使得电机得到接近正弦的反电动势波，不仅能减小电机的转矩脉动，还能使其产生的驱动电流为近似的正弦波，降低了电流中的谐波含量，从而使得谐波导致的损耗降低明显。这在大大降低了电机的噪音振动的同时，还有效提高了电机的效率及输出转矩的稳定性。

2.通过在磁钢槽和转子冲片外缘之间设置有方形孔，方形孔的设置使得该处易导致磁场饱和，隔绝磁力线通过，屏蔽了交轴和直轴磁链的耦合效应，从而降低转矩波动的情况发生。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的电动机的结构组成示意图；

图2为本实用新型一实施例的定子冲片的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的转子冲片的结构示意图。

图4为本实用新型一实施例的常规的均匀气隙水泵电动机的线反电动势波形图。

图5为本实用新型一实施例的优化的非均匀气隙线反电动势波形图。

图6为本实用新型一实施例的优化和常规水泵电动机的反电动势谐波曲线对比图。

图7为本实用新型一实施例的优化和常规水泵电动机的负载转矩曲线对比图。

图8为本实用新型一实施例的优化和常规水泵电动机的齿槽转矩曲线对比图；

图9为本实用新型一实施例的水泵电动机的剖视图。

图中：1、定子冲片；2、转子冲片；3、槽口；4、凸齿；5、方形孔；6、磁钢槽；7、隔磁桥；101、转轴；102、前端盖；103、控制盒底座；104、控制盒盖；105、电路板；106、机壳；107、后端盖；1081、风扇；1082、风扇罩；109、后轴承；110、定子；111、转子；112、前轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参见附图1所示，本实施例中的一种定转子冲片2包括定子冲片1和转子冲片2，定子冲片1沿圆周方向均匀分布有凸齿4，相邻凸齿4之间形成槽口3，凸齿4两端的齿部外侧有切边；转子冲片2的中心设有转轴101孔，转子冲片2上沿圆周方向均匀设置磁钢槽6，相邻磁钢槽6处的转子冲片2外圆平行削平，定子冲片1与转子冲片2配合形成气隙，气隙为非均匀气隙。减小电机的转矩脉动，还能使其产生的驱动电流为近似的正弦波，降低了电流中的谐波含量，从而使得谐波导致的损耗降低明显。这在大大降低了电机的噪音振动的同时，还有效提高了电机的效率及输出转矩的稳定性。

在一些实施方式中，气隙大小范围为0.52-1.22mm，最大气隙d2与最小气隙d1的比值范围约在2.0-2.4之间，气隙大小的不同改变了磁场的磁通密度分布，得到近似正弦波的反电动势，进而使得电流波形正弦化能减小电机的转矩脉动，降低了电机的噪声，提高了电机输出的稳定性。

参见附图1，在一些实施方式中，定子冲片1为均匀分布9个槽口3，对应的转子111磁槽钢为6件，槽口3的切边高度为0.7-0.9mm，切边与齿身夹角为93°-95°，此尺寸下定转子111间的气隙在不同位置产生的反电动势，更接近正弦的反电动势波。

在一些实施方式中，磁钢槽6为“一”字形，在转子冲片2上沿圆周方向均匀设置，磁钢槽6可以减小磁漏，增大气隙磁密。

在一些实施方式中，相邻的磁钢槽6之间隔磁桥7厚度为0.6-0.8mm，隔磁桥7正对着转子冲片2上削平的直线部分。

在一些实施方式中，转子冲片2外圆两边平行削平处理，单边切削宽度0.6-1.0mm。

在一些实施方式中，转子冲片2上沿圆周方向均匀设置方形孔5，方形孔5在磁钢槽6和转子冲片2外缘之间，且位于磁钢槽6中线上，方形孔5的设置有使得该处磁场易导致饱和，隔绝磁力线通过，屏蔽了交轴和直轴磁链的耦合效应，从而降低转矩波动的情况发生。

在一些实施方式中，方形孔5的长0.8mm和宽0.6mm，此尺寸的方形孔5形成隔磁桥7，阻碍磁场磁力线的通过，隔绝交轴磁场和直轴磁场的相互影响，也就是交直轴耦合反应。

将附图4和附图5对比发现，常规的均匀气隙定转子冲片2的反电动势波形近似三角波，不仅波顶尖锐，而且有2个凸台阶，故其谐波含量高，本申请的反电动势波形顶部圆润，且其整个波形近似正弦变化，没有明显的台阶，故其谐波含量明显降低。

参见附图6反电动势谐波柱状图比较可以看出，常规的均匀气隙定转子冲片25、7次谐波含量明显较高，11、13次谐波含量还较为明显；而优化冲片的5次谐波含量降低幅度达74％，7次谐波降低幅度也高达55％，11、13次谐波也降低明显，其值已接近为零。

参见附图7曲线对比图可以看出，常规的均匀气隙定转子冲片2的齿槽转矩波动为35.96％，而优化冲片的齿槽转矩波动为13.74％，电机转矩波动降低了约22％。

参见附图8曲线对比图可以看出，常规的均匀气隙定转子冲片2的齿槽转矩波动为0.30N.m，而本申请的齿槽转矩波动为0.074N.m，电机的齿槽转矩波动降低了约75％。同时，经过实验对比发现，常规的均匀气隙定转子冲片2的效率为84.5％，而优化冲片的效率为87.7％，提高了3.2％。除此之外，优化冲片的振动噪音也明显降低，常规的均匀气隙定转子冲片2的噪音分贝值为62dB，而优化冲片的噪音分贝值为53dB。

在一些实施方式中，采用的技术方案还包括一种水泵电动机，包括上述任一项的定转子冲片2，水泵电机的定子110铁芯和转子111铁芯分别由定子冲片1和转子冲片2叠压而成，本实施方式通过优化定转子冲片2的结构，使得水泵电动机能使其产生的驱动电流为近似的正弦波，降低了电流中的谐波含量，从而使得谐波导致的损耗降低明显。在大大降低了电机的噪音振动的同时，还有效提高了电机的效率及输出转矩的稳定性。

在一些实施方式中，还包括转轴101、前端盖102、控制盒底座103、控制盒盖104、电路板105、机壳106、后端盖107、风扇1081、风扇罩1082和轴承。

以上实施方式只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本实用新型的内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种定转子冲片，其特征在于，包括定子冲片和转子冲片，所述定子冲片沿圆周方向均匀分布有凸齿，相邻所述凸齿之间形成槽口，所述凸齿两端的齿部外侧有切边；所述转子冲片的中心设有转轴孔，所述转子冲片上沿圆周方向均匀设置磁钢槽，相邻所述磁钢槽处的所述转子冲片外圆平行削平，所述定子冲片与所述转子冲片配合形成气隙，所述气隙为非均匀气隙。

2.根据权利要求1所述的定转子冲片，其特征在于，所述气隙大小范围为0.52-1.22mm。

3.根据权利要求1所述的定转子冲片，其特征在于，所述切边高度为0.7-0.9mm，所述切边与齿身夹角为93°-95°。

4.根据权利要求1所述的定转子冲片，其特征在于，所述磁钢槽为一字形。

5.根据权利要求1所述的定转子冲片，其特征在于，相邻的所述磁钢槽之间隔磁桥厚度为0.6-0.8mm。

6.根据权利要求1所述的定转子冲片，其特征在于，所述转子冲片外圆两边平行削平处理，单边切削宽度0.6-1.0mm。

7.根据权利要求1所述的定转子冲片，其特征在于，所述转子冲片上沿圆周方向均匀设置方形孔，所述方形孔在所述磁钢槽和所述转子冲片外缘之间，且位于所述磁钢槽中线上。

8.根据权利要求7所述的定转子冲片，其特征在于，所述方形孔的长0.8mm和宽0.6mm。

9.一种水泵电动机，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的定转子冲片。

10.根据权利要求9所述的水泵电动机，其特征在于，还包括转轴、前端盖、控制盒底座、控制盒盖、电路板、机壳、后端盖、风扇、风扇罩和轴承。