转子及永磁电机制造技术

技术编号:19265943 阅读:51 留言:0更新日期:2018-10-27 03:46
本发明专利技术提供了一种转子及永磁电机,所述转子包括转子铁芯,所述转子铁芯包括多个周向分布的磁极,且每一磁极包括第一磁钢槽;所述第一磁钢槽以中心线为对称轴且所述中心线沿所述转子铁芯的径向分布;所述第一磁钢槽包括外壁面、内壁面以及两个侧壁面,其中:所述外壁面和内壁面分别为平面并分别垂直于所述中心线;两个所述侧壁面分别位于所述第一磁钢槽的两端,并分别连接所述外壁面和内壁面;每一所述侧壁面上具有凸向所述转子铁芯外周面的峰形凸起,且所述第一磁钢的端部位于所述峰形凸起的内侧。本发明专利技术通过在第一磁钢槽的两端增加峰形凸起,在减小转子铁芯漏磁的同时,可减小转子在高速运行时第一磁钢槽两端的机械应力。

【技术实现步骤摘要】
转子及永磁电机
本专利技术涉及电机领域,更具体地说,涉及一种转子及永磁电机。
技术介绍
环境污染和能源危机促使新能源汽车行业,尤其是电动汽车行业蓬勃发展,车用驱动电机作为电动汽车的关键执行部件之一,其性能对于整车的性能至关重要。由于具有较高的功率密度和较高的效率等优点,永磁电机已被广泛应用于车用驱动电机领域。为了提升驱动系统的功率密度,通常采用永磁电机和减速器配合的方式来给电动汽车提供驱动力。由于电动汽车特殊的运行工况,通常需要永磁电机具备较高的功率密度,因此电机的最高转速通常较高。而较高的转速,也导致永磁电机转子的离心力较大,因此转子的机械强度对电机的稳定运行至关重要。如图1所示,为传统转子的结构示意图,该转子的转子铁芯1上具有多个磁钢槽11,且每一磁钢槽11内具有磁钢2。由于在电机高速旋转时,转子铁芯1上的磁钢2以及磁桥12所受到的离心力增大,会导致较薄的磁桥断裂,从而使磁钢2及磁桥12飞散。为了提升转子铁芯的机械强度,通常采用强度较高的硅钢片来降低转子高速运行时的变形,提升转子的机械强度。另外也可以采用较厚的磁桥12来提升关键部位的机械强度,同时使用较大的倒角来降低受力,尤其是距离转子表面较近且拐角较大的磁钢槽11的两端位置处。然而,上述转子中,高强度的硅钢片虽然可以提升转子的机械强度和减小转子的变形,但高强度的硅钢片的价格相对较高,将大大增加永磁电机整体的成本。并且,较厚的磁桥12在增加机械强度的同时,也会增加永磁电机的漏磁,降低永磁电机的出力能力,通过牺牲转矩性能来提升转子的机械强度不利于实现磁钢的最大利用率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于,针对上述永磁电机转子成本较高、不利于实现磁钢最大利用率的问题,提供一种转子及永磁电机。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是,提供一种转子,包括转子铁芯,所述转子铁芯包括多个周向分布的磁极,且每一磁极包括用于安装第一磁钢的第一磁钢槽;所述第一磁钢槽以中心线为对称轴且所述中心线沿所述转子铁芯的径向分布;所述第一磁钢槽包括外壁面、内壁面以及两个侧壁面,其中:所述外壁面和内壁面分别为平面并分别垂直于所述中心线;两个所述侧壁面分别位于所述第一磁钢槽的两端,并分别连接所述外壁面和内壁面;每一所述侧壁面上具有凸向所述转子铁芯外周面的峰形凸起,且所述第一磁钢的端部位于所述峰形凸起的内侧。在本专利技术所述的转子中,每一所述侧壁面包括外侧壁面、内侧壁面以及连接壁面,且所述外侧壁面的第一端连接到所述外壁面、所述内侧壁面的第一端连接到所述内壁面、所述连接壁面的两端分别连接到所述外侧壁面的第二端和所述内侧壁面的第二端;所述峰形凸起位于所述外侧壁面。在本专利技术所述的转子中,所述外侧壁面包括连接到所述外壁面的第一曲面、连接到所述连接壁面的第二曲面以及位于所述第一曲面和第二曲面之间的连接平面,且所述连接平面分别与所述第一曲面、第二曲面相切。在本专利技术所述的转子中,所述第一曲面的截面由第一二次曲线构成,且所述第一二次曲线的中心位于所述第一磁钢槽的外侧;所述第二曲面的截面由第二二次曲线构成,且所述第二二次曲线的中心位于所述第一磁钢槽的内侧。在本专利技术所述的转子中,所述第一二次曲线由第一椭圆的圆弧构成,且所述第一椭圆的长轴的长度是短轴的长度的1.5~1.7倍、所述第一椭圆的长轴与所述第一磁钢槽的中心线之间的夹角为20°~25°;所述第二二次曲线由第二椭圆的圆弧构成,且所述第二椭圆的长轴的长度是短轴的长度的4~6倍、所述第二椭圆的长轴与所述第一磁钢槽的中心线之间的夹角为60°~65°。在本专利技术所述的转子中,所述内侧壁面由平面构成,且所述内侧壁面上与所述内壁面相接处具有凸棱,并通过所述凸棱固定第一磁钢的端部;所述连接壁面分别与所述外侧壁面和内侧壁面相切,且所述连接壁面的截面由第三椭圆的圆弧构成;所述第三椭圆的中心位于所述第一磁钢槽内,且所述第三椭圆的长轴的长度是短轴的长度的1.3~1.6倍、所述第三椭圆的长轴与所述第一磁钢槽的中心线之间的夹角为50°~55°。在本专利技术所述的转子中,每一所述磁极包括位于所述转子铁芯外周的至少两个辅助槽,所述至少两个辅助槽沿所述中心线对称分布,且每一所述辅助槽的深度为0.5~1mm。在本专利技术所述的转子中,所述辅助槽包括中心轴分别平行于所述转子铁芯中心轴的第一圆弧面、第二圆弧面以及第三圆弧面,所述第二圆弧面连接在所述第一圆弧面和第三圆弧面之间,且所述第一圆弧面和第三圆弧面的另一侧分别连接到转子铁芯的外周;所述第一圆弧面和第三圆弧面的中心轴位于所述转子铁芯内、所述第二圆弧面的中心轴位于所述转子铁芯外;所述第一圆弧面、第二圆弧面以及第三圆弧面的半径为0.8~1.2mm。在本专利技术所述的转子中,每一所述磁极包括两个分别用于安装第二磁钢的第二磁钢槽,且所述两个第二磁钢槽在所述中心线两侧呈V形对称分布;所述第一磁钢槽与所述转子铁芯的外周之间形成第一磁桥,所述第二磁钢槽与所述转子铁芯的外周之间形成第二磁桥,所述辅助槽位于所述第一磁桥与第二磁桥之间。在本专利技术所述的转子中,所述第二磁钢槽包括第一V形侧壁面、第二V形侧壁面、外端壁面以及内端壁面;所述第一V形侧壁面和第二V形侧壁面为平面,所述外端壁面和内端壁面将第一V形侧壁面、第二V形侧壁面相连接,使得所述第二磁钢槽成为一个封闭的空孔。在本专利技术所述的转子中,所述外端壁面包含槽上壁面、槽侧第一壁面和槽侧第二壁面,所述槽上壁面与所述转子铁芯的切向的夹角小于5°,所述槽侧第一壁面连接在所述槽上壁面与第一V形侧壁面之间、所述槽侧第二壁面连接在所述槽上壁面与第二V形侧壁面之间。在本专利技术所述的转子中,所述槽上壁面的两侧采用双椭圆外相切的倒角方式分别连接到所述槽侧第一壁面和槽侧第二壁面。在本专利技术所述的转子中,所述槽上壁面包括第四圆弧面,且所述第四圆弧面的截面与所述转子铁芯的外周的截面构成同心圆弧。本专利技术还提供一种永磁电机,包括如上所述的转子。本专利技术转子及永磁电机,通过在第一磁钢槽的两端增加峰形凸起,在减小转子铁芯漏磁的同时,可减小转子在高速运行时第一磁钢槽两端的机械应力。本专利技术还通过排布为V形的第二磁钢和排布为I型的第一磁钢,实现了较好的聚磁效应,有利于提升磁钢的抗退磁能力,并能够有效减小直轴电感,从而增加磁阻转矩。并且,由于排布为V形的第二磁钢槽在靠近转子铁芯表面处采用双椭圆反向相切结构,有利于提升该处的机械强度,并有利于该处磁桥厚度的减小,降低漏磁,提升转矩。附图说明图1是现有永磁电机转子铁芯的示意图;图2是本专利技术转子实施例的示意图;图3是本专利技术转子的一个磁极的实施例的示意图;图4是图3中A处的局部放大示意图;图5是图3中B处的局部放大示意图;图6是本专利技术转子在第一磁钢槽端部及第二磁钢槽端部的结构应力示意图;图7是现有转子在I型磁钢槽端部的结构应力示意图;图8是本专利技术转子在第一磁钢槽端部的磁场分布示意图;图9是现有转子在I型磁钢槽端部的磁场分布示意图;图10是本专利技术转子与现有转子的线电压谐波对比示意图;图11是图3中C处的局部放大示意图;图12是本专利技术转子在第二磁钢槽端部的磁场分布示意图;图13是现有转子在V型磁钢槽端部的磁场分布示意图;图14是现有转子在V型磁钢槽端部的结构应力示意图;图15是本专利技术永磁电机中的定子示意图。具体实施方式为了使本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转子,包括转子铁芯,所述转子铁芯包括多个周向分布的磁极,且每一磁极包括用于安装第一磁钢的第一磁钢槽;所述第一磁钢槽以中心线为对称轴且所述中心线沿所述转子铁芯的径向分布;其特征在于,所述第一磁钢槽包括外壁面、内壁面以及两个侧壁面,其中:所述外壁面和内壁面分别为平面并分别垂直于所述中心线;两个所述侧壁面分别位于所述第一磁钢槽的两端,并分别连接所述外壁面和内壁面;每一所述侧壁面上具有凸向所述转子铁芯外周面的峰形凸起,且所述第一磁钢的端部位于所述峰形凸起的内侧。

【技术特征摘要】
1.一种转子,包括转子铁芯,所述转子铁芯包括多个周向分布的磁极,且每一磁极包括用于安装第一磁钢的第一磁钢槽;所述第一磁钢槽以中心线为对称轴且所述中心线沿所述转子铁芯的径向分布;其特征在于,所述第一磁钢槽包括外壁面、内壁面以及两个侧壁面,其中:所述外壁面和内壁面分别为平面并分别垂直于所述中心线;两个所述侧壁面分别位于所述第一磁钢槽的两端,并分别连接所述外壁面和内壁面;每一所述侧壁面上具有凸向所述转子铁芯外周面的峰形凸起,且所述第一磁钢的端部位于所述峰形凸起的内侧。2.根据权利要求1所述的转子,其特征在于,每一所述侧壁面包括外侧壁面、内侧壁面以及连接壁面,且所述外侧壁面的第一端连接到所述外壁面、所述内侧壁面的第一端连接到所述内壁面、所述连接壁面的两端分别连接到所述外侧壁面的第二端和所述内侧壁面的第二端;所述峰形凸起位于所述外侧壁面。3.根据权利要求2所述的转子,其特征在于,所述外侧壁面包括连接到所述外壁面的第一曲面、连接到所述连接壁面的第二曲面以及位于所述第一曲面和第二曲面之间的连接平面,且所述连接平面分别与所述第一曲面、第二曲面相切。4.根据权利要求3所述的转子,其特征在于,所述第一曲面的截面由第一二次曲线构成,且所述第一二次曲线的中心位于所述第一磁钢槽的外侧;所述第二曲面的截面由第二二次曲线构成,且所述第二二次曲线的中心位于所述第一磁钢槽的内侧。5.根据权利要求4所述的转子,其特征在于,所述第一二次曲线由第一椭圆的圆弧构成,且所述第一椭圆的长轴的长度是短轴的长度的1.5~1.7倍、所述第一椭圆的长轴与所述第一磁钢槽的中心线之间的夹角为20°~25°;所述第二二次曲线由第二椭圆的圆弧构成,且所述第二椭圆的长轴的长度是短轴的长度的4~6倍、所述第二椭圆的长轴与所述第一磁钢槽的中心线之间的夹角为60°~65°。6.根据权利要求5所述的转子,其特征在于,所述内侧壁面由平面构成,且所述内侧壁面上与所述内壁面相接处具有凸棱,并通过所述凸棱固定第一磁钢的端部;所述连接壁面分别与所述外侧壁面和内侧壁面相切,且所述连接壁面的截面由第三椭圆的圆弧构成;所述第三椭圆的中心位于所述第一磁钢槽内,且所述第三椭圆的长轴的长度是短轴...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨深蒋奎褚文强李寰纹张杰章正昌李庆旭蔡瑞环
申请(专利权)人:苏州汇川联合动力系统有限公司
类型:发明
国别省市:江苏,32

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