一种小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片制造技术

本发明专利技术属于永磁电机领域，具体涉及一种小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片，包括外缘圆周等距布设有鼠笼条孔的转子冲片，所述转子冲片设有磁钢槽，所述磁钢槽的端部位于两个相邻鼠笼条孔之间，所述磁钢槽的两个端部与转子冲片外缘之间设置有隔磁桥；其通过将磁钢槽端部设置在两个相邻鼠笼条孔之间，从而起到了既提高了防磁效果、节约了成本，又达到改善电机转矩脉动、振动与噪音的目的。该冲片设计理念在小机座自启动永磁电机上具有更强的性能优势。势。势。

【技术实现步骤摘要】
一种小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片


[0001]本专利技术属于永磁电机领域，具体涉及一种小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片。

技术介绍

[0002]目前永磁电机行业的应用越来越多，小型自启动永磁同步电机替代原异步电机和伺服电机，高效节能无需控制器控制的方案成为小型电机应用行业节能改造的一大热点。
[0003]传统的电机冲片结构抗退磁能力较弱，磁钢槽之间设置的隔磁桥会产生漏磁，从而增加成本，特别是在小型自启动电机中，由于其体积较小，既需要保证电机的牵入能力，又需要防止退磁，工艺要求更高。
[0004]而且现有的永磁电机转子冲片的设计，如图2所示，大多是圆形结构，圆周等距布设有鼠笼条孔，转子冲片上开设有磁钢槽。为了防止漏磁，部分磁钢槽设置为双V形状，且磁钢槽的端部与鼠笼条孔相近。V形的磁钢槽与其两端的鼠笼条孔配合，与冲片外圆形成一个相对闭合的空间。在永磁电机中，为了不使磁钢的漏磁系数过大而导致磁钢的利用率过低，采取的隔磁措施：在两个磁钢之间设置隔磁桥。而现有的转子冲片的布置方式，使得磁钢槽与鼠笼条孔之间的空隙，需要设置一个隔磁桥，且鼠笼条孔与冲片外圆之间的空隙处，又需要设置一个隔磁桥。也就是说磁钢槽的一个端部设置了两个隔磁桥，增加了漏磁的风险，也导致成本的增加。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片，其通过将磁钢槽端部设置在两个相邻鼠笼条孔之间，从而起到了既提高了防磁效果、节约了成本，又达到改善电机转矩脉动、振动与噪音的目的；而且U形设计减少了磁钢槽之间的隔磁桥的数量。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]一种小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片，其特征在于：包括外缘圆周等距布设有鼠笼条孔的转子冲片，所述转子冲片设有磁钢槽，所述磁钢槽的端部位于两个相邻鼠笼条孔之间，所述磁钢槽的两个端部与转子冲片外缘之间设置有隔磁桥。
[0008]所述磁钢槽的结构为U型结构，且U型结构的开口朝向转子冲片的外缘。
[0009]优选的，所述磁钢槽两个端部之间的鼠笼条孔的个数为偶数。
[0010]优选的，所述磁钢槽设有两处对称的弯折，两处弯折形成钝角且两个钝角均朝向转子冲片的外缘以形成三段式的U型结构，每段槽内均设有永磁体。
[0011]优选的，所述转子冲片设有六个磁钢槽，六个所述磁钢槽以转子冲片轴线为圆心等距布设，六个磁钢槽中间段的永磁体整列排布组成六边形。
[0012]优选的，所述鼠笼条孔的横截面为向转子冲片轴线方向延伸的长条形以增大面积。
[0013]优选的，所述第一磁钢槽靠近转子冲片外缘的一侧设有定位止口。
[0014]一种使用小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片的电机。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016]1)其开设有V+一形状的磁钢槽，克服了技术偏见，没有将磁钢槽的端部与鼠笼条孔相对应，而是将磁钢槽的端部，设置在两个鼠笼条孔之间，磁钢槽与冲片外圆直接形成一个相对封闭的空间，从而防止漏磁，磁钢槽的端部与冲片外圆之间的空隙设置有一个隔磁桥，也就是说本专利技术的转子冲片，其磁钢槽的一个端部只设置有一个隔磁桥，既提高了防磁效果，又节约了成本，而且由于不需要跟鼠笼条孔相对应，隔磁桥位置有一定的变化空间，方便于微调气隙磁密波形，进而优化电磁力分析中的谐波含量，达到改善电机转矩脉动、振动与噪音的目的。
[0017]2)转子冲片设置有六个磁极槽，在有限空间内通过合理设计磁钢槽的形状及布局，结合定、转子冲片其它部分的磁路设计，优化了空载反电势波形，减少了谐波空载反电势中的谐波含量，从而改善了电机的转矩脉动、振动与噪音。
[0018]3)其设计了U型结构的磁钢槽，避免了中间设计隔磁桥的必要，从而减少漏磁，提供了更集中的磁场，既节约成本，又可以提高电机的功率密度。
[0019]4)采用了适配铸铝条的鼠笼条孔，在保证强度的条件下，增大了鼠笼条孔的横截面积，从而使得可以使用较为便宜的铝材质的铸铝条，节约了成本。
附图说明
[0020]图1为转子冲片结构示意图；
[0021]图2为现有的转子冲片示意图；
[0022]图3为本申请的空载反电势波形图；
[0023]图4为空载反电势会傅里叶分析图；
[0024]图5、图6为电磁力仿真计算图；
[0025]图7、图8为电磁力谐波分析图；
[0026]图9、图10、图11为起动转矩倍数图；
[0027]图12、图13为额定负载牵入转动惯量倍数图。
[0028]本专利技术各标号与部件名称的实际对应关系如下：
[0029]10、鼠笼条孔；20、磁钢槽；21、定位止口；30、永磁体；40、隔磁桥。
具体实施方式
[0030]为便于理解，此处结合图1
‑
13，对本专利技术的具体结构及工作方式作以下进一步描述：
[0031]本专利技术的具体结构如图1所示，包括转子冲片，由于本申请的冲片适用于小型自启动永磁电机，所述转子冲片外径为89.2mm。
[0032]转子冲片上设有六个磁钢槽20，六个磁钢槽20沿转子冲片圆周等距布设。磁钢槽20设有两处对称的弯折，两处弯折形成钝角且两个钝角均朝向转子冲片的外缘以形成三段式的U型结构。在三段槽内分别设置有三个永磁体30。六个磁钢槽20中间段整列排布组成六边形。该U型结构有效地疏导反向去磁磁场的走向，进而提高了磁钢局部抗去磁能力。在有
限空间内通过合理设计磁钢槽的形状及布局，结合定、转子冲片其它部分的磁路设计，优化了空载反电势波形如图3所示，减少了谐波空载反电势中的谐波含量如图4所示，从而改善了电机的转矩脉动、振动与噪音。
[0033]转子冲片圆周设置鼠笼条孔10，用于供铸铝条穿过。铸铝条的作用是提供电机的启动能力，永磁电机的牵入能力，常规材质是采用铜，而本申请采用铸铝材质，铝的成本比铜低，但是铝的电导率比铜小，所以相对来说截面积要大，因此鼠笼条孔10横截面为向转子冲片轴线方向延伸的长条形以增大面积。
[0034]该加上鼠笼条孔10形状的设计，配合电机整体设计，在严格控制启动电流的前提下，提高了电机的起动转矩及牵入转矩，从而提高了电机的起动及牵入同步转速的能力。起动转矩及起动电流仿真数据如图9
‑
11所示，额定负载牵入转动惯量倍数图如图12
‑
13所示。
[0035]为减少漏磁与优化电机电磁力谐波，与常规自启动转子冲片不同，磁钢槽20，外圆边隔磁桥40不在鼠笼条孔10下，而在冲片外圆边上。在保证转子结构强度的同时减少了隔磁桥40的数量，从而减少了转子漏磁，降低了电机设计成本；同时，第一磁钢槽20的隔磁桥40处在两个鼠笼条孔10之间，隔磁桥40位置有一定的变化空间，方便于微调气隙磁密波形，进而优化电磁力分析中的谐波含量，达到改善电机转矩脉动、振动与噪音的目的。径向与切向电磁力分析如图5
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片，其特征在于：包括外缘圆周等距布设有鼠笼条孔(10)的转子冲片，所述转子冲片设有磁钢槽(20)，所述磁钢槽的端部位于两个相邻鼠笼条孔(10)之间，所述磁钢槽(20)的两个端部与转子冲片外缘之间设置有隔磁桥(40)；所述磁钢槽(20)的结构为U型结构，且U型结构的开口朝向转子冲片的外缘。2.根据权利要求1所述的小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片，其特征在于，所述磁钢槽两个端部之间的鼠笼条孔(10)的个数为偶数。3.根据权利要求1所述的小型自启动铸铝转子永磁同步电机冲片，其特征在于，所述磁钢槽(20)设有两处对称的弯折，两处弯折形成钝角且两...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅谦，尚健，鲁方春，
申请(专利权)人：北京明诚环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：