提高电机NVH性能的转子结构及其斜级初始角度计算方法技术

本发明专利技术涉及新能源电机转子技术领域，公开了一种提高电机NVH性能的转子结构，包括转轴和套置在转轴上的铁芯，铁芯与转轴之间通过平键连接，转轴在铁芯的两端分别套置有前隔磁板和后隔磁板，后隔磁板通过设在转轴上的轴肩约束，前隔磁板通过套置在转轴上的钢圈压板约束，铁芯由若干个叠片堆叠形成，叠片斜级的初始角度呈M形分布排列。本发明专利技术还公开了一种提高电机NVH性能的转子结构的斜级初始角度计算方法。本发明专利技术提高电机NVH性能的转子结构及其斜级初始角度计算方法，使转子在电机切向电磁力激励下的扭转模态不易被激励起来，从而改善电机NVH性能。电机NVH性能。电机NVH性能。

【技术实现步骤摘要】
提高电机NVH性能的转子结构及其斜级初始角度计算方法


[0001]本专利技术涉及新能源电机转子
，具体涉及一种提高电机NVH性能的转子结构及其斜级初始角度计算方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的发展，对电机NVH性能有了更高的要求。常见改善电机总成NVH的方法主要为加强壳体结构、减小壳体件向外辐射噪音以及优化电磁力大小，降低电磁力激励。
[0003]中国专利CN113241885A公开了一种提高电机NVH性能的接线盒盖板结构及电机接线盒，设计出一种多筋板拓扑结构的接线盒盖板，通过提高盖板面刚度来改善电机壳体的共振噪音。
[0004]中国专利CN112994383A公开了一种降低电机NVH的方法和新能源汽车电机，从工艺角度出发，通过增加转子铁芯片间的粘接，减小转子铁芯片间的间隙来提高转子铁芯的弯曲刚度，降低转子弯曲共振时产生的噪音。
[0005]对于电机转子而言，除了频率接近或相同之外，还需要考虑转子的电磁切向力波某阶次与转子某一阶模态振型相近或相同。即当转子的电磁力波某一阶次与转子的模态振型相同，且电磁力波的频率与转子这一阶模态频率接近或相等时，转子即会发生共振，同时因电机转轴上的每叠铁芯产生的切向力矩不同，铁芯之间会产生相对的扭转力波，从而容易激发电机转子的扭转模态，导致明显的转子NVH问题。因此，电磁力波需要从振型上和频率上与电机转子的模态阶次避开。但以上改善方案均没有考虑转子受切向转矩引发的扭转模态共振及从铁芯与转轴传递路径上优化的NVH问题。

技术实现思路
/>[0006]本专利技术的目的就是针对上述技术的不足，提供一种提高电机NVH性能的转子结构及其斜级初始角度计算方法，使转轴在电机切向电磁力激励下的扭转模态不易被激励起来，从而改善电机NVH性能。
[0007]为实现上述目的，本专利技术所设计的提高电机NVH性能的转子结构，包括转轴和套置在所述转轴上的铁芯，所述铁芯与所述转轴之间通过平键连接，所述转轴在所述铁芯的两端分别套置有前隔磁板和后隔磁板，所述后隔磁板通过设在所述转轴上的轴肩约束，所述前隔磁板通过套置在所述转轴上的钢圈压板约束，所述铁芯由若干个叠片堆叠形成，所述叠片斜级的初始角度呈M形分布排列，可有效消除铁芯低阶(第1阶和第2阶)的扭转电磁力波。
[0008]优选地，所述叠片的数量为2n，所述叠片斜级的初始角度以竖向的中心线对称分布，且第2个所述叠片斜级的初始角度最小，然后依次增大直至第n个所述叠片斜级的初始角度达到最大值，第一个所述叠片斜级的初始角度大于第n
‑
1个所述叠片斜级的初始角度，小于第n个所述叠片斜级的初始角度。
[0009]优选地，所述叠片的数量为8，电机上定子槽的个数为m个，所述定子槽的角度为360
°
/m，所述叠片斜级的初始角度的平均值为所述定子槽的角度的一半，第二个所述叠片斜级的初始角度比第一个所述叠片斜级的初始角度小二分之一个所述定子槽的角度，第三个所述叠片斜级的初始角度比第二个所述叠片斜级的初始角度大四分之一个所述定子槽的角度，第四个所述叠片斜级的初始角度比第三个所述叠片斜级的初始角度大二分之一个所述定子槽的角度。
[0010]优选地，所述叠片的数量为8，电机上定子槽的个数为48个，所述定子槽的角度为360
°
/48＝7.5
°
，所述叠片斜级的初始角度的平均值为所述定子槽的角度的一半为3.75
°
，8个所述叠片的斜级的初始角度依次为4.6875
°
、0.9375
°
、2.8125
°
、6.5625
°
、6.5625
°
、2.8125
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、0.9375
°
和4.6875
°
。
[0011]优选地，所述铁芯的内圈面与所述转轴之间为间隙配合，所述转轴的外圈喷涂有阻尼层，通过阻尼层可有效耗散所述铁芯传递到转轴的切向力波，另外所述转轴外圈和所述铁芯内圈面之间的相对运动也会降低所述转轴的扭转力波特征。
[0012]优选地，所述转轴上开有容置所述平键的槽，所述槽与所述平键间隙配合，所述槽内喷涂有阻尼层，可以从能量传递上起到消减定子对转子的切向力波特征。
[0013]优选地，所述钢圈压板与所述转轴之间过盈配合，所述钢圈压板的内圈喷涂有摩擦层，实现增加与所述转轴配合面的摩擦系数，对所述铁芯进行轴向约束，提高所述铁芯的整体刚度，降低所述铁芯压装后的反弹，抑制轴向窜动。
[0014]优选地，所述阻尼层的材质为环氧树脂。
[0015]优选地，所述摩擦层的材质为碳化钨或镍硌合金。
[0016]优选地，所述叠片的数量为8，电机上定子槽的个数为m个，所述定子槽的角度为360
°
/m，所述叠片斜级的初始角度的平均值为所述定子槽的角度的一半，第二个所述叠片斜级的初始角度比第一个所述叠片斜级的初始角度大二分之一个所述定子槽的角度，第三个所述叠片斜级的初始角度比第二个所述叠片斜级的初始角度大四分之一个所述定子槽的角度，第四个所述叠片斜级的初始角度比第三个所述叠片斜级的初始角度大二分之一个所述定子槽的角度。
[0017]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0018]1、优化了转子磁极分布改变转子的切向扭转电磁力波振型；
[0019]2、优化了叠片与转轴的安装方式，优化了叠片的轴向压紧力；
[0020]3、转轴在电机切向电磁力激励下的扭转模态不易被激励起来，改善了电机NVH性能。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提高电机NVH性能的转子结构的结构示意图；
[0022]图2为图1中单个叠片的安装结构示意图；
[0023]图3为转子发生扭转的原理图；
[0024]图4为转子发生扭转时的仿真云图；
[0025]图5为转子M斜级顺序示意图；
[0026]图6为转子M斜级的转矩谐波示意图；
[0027]图7为电机近场测试数据对比图。
[0028]图中各部件标号如下：
[0029]转轴1、铁芯2、平键3、前隔磁板4、后隔磁板5、轴肩6、钢圈压板7、叠片8、槽9。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0031]如图1及图2所示，一种提高电机NVH性能的转子结构，包括转轴1和套置在转轴1上的铁芯2，铁芯2与转轴1之间通过平键3连接，转轴1在铁芯2的两端分别套置有前隔磁板4和后隔磁板5，后隔磁板5通过设在转轴1上的轴肩6约束，前隔磁板4通过套置在转轴1上的钢圈压板7约束，铁芯2由若干个叠片8堆叠形成，即包含若干段斜级，多段斜级排列可有效降低电机的齿槽转矩脉动，提升电机NVH性能，因斜级为对称分布，当左侧一半斜级的电磁力分布呈现反向力时，就会产生图3及图4的扭转力，从而激发电机扭转模态，故从电磁角度需要改变图3及图4所示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高电机NVH性能的转子结构，包括转轴(1)和套置在所述转轴(1)上的铁芯(2)，所述铁芯(2)与所述转轴(1)之间通过平键(3)连接，所述转轴(1)在所述铁芯(2)的两端分别套置有前隔磁板(4)和后隔磁板(5)，所述后隔磁板(5)通过设在所述转轴(1)上的轴肩(6)约束，所述前隔磁板(4)通过套置在所述转轴(1)上的钢圈压板(7)约束，其特征在于：所述铁芯(2)由若干个叠片(8)堆叠形成，所述叠片(8)斜级的初始角度呈M形分布排列。2.根据权利要求1所述提高电机NVH性能的转子结构，其特征在于：所述叠片(8)的数量为2n，所述叠片(8)斜级的初始角度以竖向的中心线对称分布，且第2个所述叠片(8)斜级的初始角度最小，然后依次增大直至第n个所述叠片(8)斜级的初始角度达到最大值，第一个所述叠片(8)斜级的初始角度大于第n
‑
1个所述叠片(8)斜级的初始角度，小于第n个所述叠片(8)斜级的初始角度。3.根据权利要求2所述提高电机NVH性能的转子结构，其特征在于：所述叠片(8)的数量为8，电机上定子槽的个数为m个，所述定子槽的角度为360
°
/m，所述叠片(8)斜级的初始角度的平均值为所述定子槽的角度的一半，第二个所述叠片(8)斜级的初始角度比第一个所述叠片(8)斜级的初始角度小二分之一个所述定子槽的角度，第三个所述叠片(8)斜级的初始角度比第二个所述叠片(8)斜级的初始角度大四分之一个所述定子槽的角度，第四个所述叠片(8)斜级的初始角度比第三个所述叠片(8)斜级的初始角度大二分之一个所述定子槽的角度。4.根据权利要求3所述提高电机NVH性能的转子结构，其特征在于：所述叠片(8)的数量为8，电机上定子槽的个数为48个，所述定子槽的角度为360
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/48＝7.5
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，所述叠片(8)斜级的初始角度的平均值为所述定子槽的角度的一半为3.75

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，刘光华，
申请(专利权)人：智新科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：