转子冲片、转子铁芯、转子、电机和车辆制造技术

技术编号:36649638 阅读:13 留言:0更新日期:2023-02-18 13:11
本实用新型专利技术提供了一种转子冲片、转子铁芯、转子、电机和车辆,其中,转子冲片,包括:冲片主体;轴孔,设于冲片主体上;多个槽组,设于冲片主体上,多个槽组绕轴孔间隔布置,每个槽组包括多个安装槽、多个第一辅助槽和第二辅助槽,每个安装槽包括两个槽体,每个槽体包括永磁体槽段,永磁体槽段远离轴孔的端部为配合部;多个安装槽沿冲片主体的径向间隔布置,多个安装槽中距离轴孔最近的安装槽为第一安装槽,多个安装槽中距离冲片主体的外周壁最近的安装槽为第二安装槽;第一辅助槽和第二辅助槽均设于冲片主体的外周壁;第一辅助槽与第二安装槽对应设置;冲片主体在相邻两个第一安装槽之间的部分与第二辅助槽对应设置。之间的部分与第二辅助槽对应设置。之间的部分与第二辅助槽对应设置。

【技术实现步骤摘要】
转子冲片、转子铁芯、转子、电机和车辆


[0001]本技术涉及电机
,具体而言,涉及一种转子冲片、一种转子铁芯、一种转子、一种电机和一种车辆。

技术介绍

[0002]随着全球变暖以及能源危机的不断加剧,新能源汽车替代现有的燃油汽车已经成为必然的趋势,内置式永磁同步电机由于高转矩密度、高功率密度、高效率等特点成为电动汽车驱动电机的首选。但,相关技术中,内置式永磁同步电机还普遍存振动噪声大等问题。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
[0004]为此,本技术的第一方面提出了一种转子冲片。
[0005]本技术的第二方面提出了一种转子冲片铁芯。
[0006]本技术的第三方面提出了一种转子。
[0007]本技术的第四方面提出了一种电机。
[0008]本技术的第五方面提出了一种车辆。
[0009]有鉴于此,本技术的第一方面提出了一种转子冲片,包括:冲片主体;轴孔,设于冲片主体上;多个槽组,设于冲片主体上,多个槽组绕轴孔间隔布置,每个槽组包括多个安装槽、多个第一辅助槽和第二辅助槽,每个安装槽包括两个槽体,每个槽体包括永磁体槽段,永磁体槽段远离轴孔的端部为配合部;多个安装槽沿冲片主体的径向间隔布置,多个安装槽中距离轴孔最近的安装槽为第一安装槽,多个安装槽中距离冲片主体的外周壁最近的安装槽为第二安装槽;多个第一辅助槽和第二辅助槽均设于冲片主体的外周壁;第一辅助槽与第二安装槽对应设置;冲片主体在相邻两个第一安装槽之间的部分与第二辅助槽对应设置;第一安装槽的两个槽体的配合部,与轴孔的中心之间的连线形成第一极弧角θ1,第二安装槽的两个槽体的配合部,与轴孔的中心之间的连线形成第二极弧角θ2;多个第一辅助槽沿冲片主体的周向间隔布置,多个第一辅助槽在冲片主体周向上的两端部的第一辅助槽的中心,与轴孔的中心的连线之间的夹角为α1,电机的极对数为p,其中,第二辅助槽在冲片主体周向上的两个端部与轴孔的中心的连线之间的夹角为α2,其中,
[0010]本技术提供的一种转子冲片包括冲片主体、轴孔和多个槽组,轴孔和多个槽组均设于冲片主体,也即,冲片主体作为轴孔和多个槽组的安装载体。
[0011]多个槽组绕轴孔间隔布置,每个槽组包括多个安装槽、多个第一辅助槽和第二辅助槽。并对多个安装槽进行划分,多个安装槽沿冲片主体的径向间隔布置,多个安装槽中距离轴孔最近的安装槽为第一安装槽,多个安装槽中距离冲片主体的外周壁最近的安装槽为
第二安装槽。也即,沿冲片主体的径向,第一安装槽为多个安装槽中的最内侧的安装槽,第二安装槽为多个安装槽中的最外侧的安装槽。
[0012]转子冲片应用于电机,电机的转矩脉动与非正弦波气隙磁场具有关联性。气隙磁场中的谐波含量越高,电机的输出转矩波形越差,脉动越大,NVH(Noise Vibration Harshness,噪声、振动与声振粗糙度)越大。
[0013]故而,通过合理设置第一安装槽、第二安装槽、第一辅助槽和第二辅助槽的配合结构,使得第一辅助槽与第二安装槽对应设置,冲片主体在相邻两个第一安装槽之间的部分与第二辅助槽对应设置。这样,能够有效降低气隙磁场中的谐波含量,从而提高气隙磁密波形的正弦度,改善电机的转矩脉动,降低谐波带来的径向力,降低电机的运行噪音,改善NVH性能,以提升产品的使用性能及市场竞争力。
[0014]具体地,电机的转矩脉动及空间电磁力是导致电机切向和径向振动噪声的主要来源,而车用永磁同步电机由于其运行转速范围宽,运行工况复杂,其全转速范围内的主要转矩脉动阶次和径向电磁力密度都需进行优化考量,但由于各运行工况下的电流及电流角差异较大。相关技术中,采用某个优化措施只能降低其特定工况下的电机NVH性能,而造成其他工况下的NVH性能恶化,且往往是以牺牲电机的转矩、功率、效率性能为代价。
[0015]而本申请通过合理设置第一安装槽、第二安装槽、第一辅助槽和第二辅助槽的配合结构,可有效避免上述情况。
[0016]其中,第一辅助槽所在磁路为d轴磁路,第二辅助槽所在磁路为q轴磁路,d轴上开设第一辅助槽,可有效降低电机在高扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。q轴上开设第二辅助槽,可有效降低电机低扭矩工况下的主要转矩脉动阶次及径向电磁力密度。且对电机的输出转矩大小影响较小。
[0017]而当电机的d轴和q轴同时开辅助槽时,也即,使得在冲片主体的外周壁上设置第一辅助槽和第二辅助槽时,电机的d轴和q轴电感同时下降,不仅不影响电机的凸极比(凸极比直接影响电机高速性能下的转矩输出),还会增加电机的峰值功率大小,降低电机电枢反应,且对电机的峰值转矩性能也影响较小。此外,电机的铁耗和退磁性能与电机的电枢反应直接相关,其电枢反应越小,电机铁耗越低,抗退磁能力越好,越有利于电机的输出性能。
[0018]因此,通过在冲片主体的外周壁上设置第一辅助槽和第二辅助槽,不仅可以有效改善电机的输出性能,还有利于降低电机成本。同时,设置第一辅助槽和第二辅助槽也能够对空载反电势波形和径向力进行部分调整,减小电机最大空载线反电势,降低控制器成本。在不改变电机平均气隙长度,保证电机输出转矩不降低的基础上,有效改善改善气隙磁场,使得气隙磁密及反电势波形正弦度提高,降低谐波占比,进而降低转矩脉动,显著降低了电机的振动噪声。
[0019]可以理解的是,多个第一辅助槽在冲片主体周向上的两端部的第一辅助槽指的是,沿冲片主体的周向处于端部的两个第一辅助槽。如,当第一辅助槽的数量为两个时,夹角α1为两个第一辅助槽的中心与轴孔的中心的连线之间的夹角;当第一辅助槽的数量为三个时,夹角α1为第一个第一辅助槽的中心、第三个第一辅助槽的中心与轴孔的中心的连线之间的夹角;当第一辅助槽的数量为四个时,夹角α1为第一个第一辅助槽的中心、第四个第一辅助槽的中心与轴孔的中心的连线之间的夹角等等,在此不一一列举。通过限定第二极
弧角θ2、电机的极对数p和夹角α1的关系,使之满足夹角α1的取值范围可以表征同一极弧区域内两个第一辅助槽的位置,具体表现为:夹角α1的取值越大,两个辅助槽越靠外,与相邻的隔磁桥之间的距离越小,夹角α1的取值越小,两个辅助槽越靠内,与相邻的隔磁桥之间的距离越大。本申请将夹角α1限定在该范围内,对电机高扭矩区域转矩脉动及电机电磁力有良好的改善效果,使得第一辅助槽尽可能优化电机d轴区域磁路,有效调整磁场分布,改善转矩脉动和电机径向电磁力。
[0020]通过限定第一极弧角θ1、电机的极对数p和夹角α2的关系,使之满足α2的取值范围则表征电机q轴磁路的优化区域范围,α2的取值越大,其对q轴磁路的影响越大,且会影响电机转子局部冲片强度,本申请将夹角α2限定在该范围内,可在保证电机转子冲片强度的基础上,有效优化电机低扭矩区域转矩脉动,改善电机性能。
[0021]具体地,沿垂直于轴孔的轴向对冲片主体进行截面,在截面中,第一辅助槽的轮廓线为轴对称图形。当第一辅助槽和第本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种转子冲片,其特征在于,包括:冲片主体;轴孔,设于所述冲片主体上;多个槽组,设于所述冲片主体上,所述多个槽组绕所述轴孔间隔布置,每个所述槽组包括多个安装槽、多个第一辅助槽和第二辅助槽,每个所述安装槽包括两个槽体,每个所述槽体包括永磁体槽段,所述永磁体槽段远离所述轴孔的端部为配合部;所述多个安装槽沿所述冲片主体的径向间隔布置,所述多个安装槽中距离所述轴孔最近的所述安装槽为第一安装槽,所述多个安装槽中距离所述冲片主体的外周壁最近的所述安装槽为第二安装槽;所述多个第一辅助槽和所述第二辅助槽均设于所述冲片主体的外周壁;所述第一辅助槽与所述第二安装槽对应设置;所述冲片主体在相邻两个所述第一安装槽之间的部分与所述第二辅助槽对应设置;所述第一安装槽的两个所述槽体的所述配合部,与所述轴孔的中心之间的连线形成第一极弧角θ1,所述第二安装槽的两个所述槽体的所述配合部,与所述轴孔的中心之间的连线形成第二极弧角θ2;所述多个第一辅助槽沿所述冲片主体的周向间隔布置,所述多个第一辅助槽在所述冲片主体周向上的两端部的所述第一辅助槽的中心,与所述轴孔的中心的连线之间的夹角为α1,电机的极对数为p,其中,所述第二辅助槽在所述冲片主体周向上的两个端部与所述轴孔的中心的连线之间的夹角为α2,其中,2.根据权利要求1所述的转子冲片,其特征在于,所述多个第一辅助槽沿所在磁极的中心线对称布置。3.根据权利要求1所述的转子冲片,其特征在于,所述第二辅助槽沿磁极平分线对称布置。4.根据权利要求1所述的转子冲片,其特征在于,所述第一辅助槽的数量为2p,所述第二辅助槽的数量为p。5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子冲片,其特征在于,所述第一辅助槽的槽深大于等于0.2mm,且小于等于1.2mm;所述第二辅助槽的槽深大于等于0.2mm,且小于等于1.2mm。6.根据权利要求1至4中任一项所述的转子冲片,其特征在于,每个所述槽体还包括第一端部和第二端部,所述永磁体槽段连接于所述第一端部和所述第二端部之间;每个所述安装槽的两个槽体的第一端部紧邻设置,每个所述安装槽的两个槽体的第二端部远离设置;所述第一安装槽的所述永磁体槽段的宽度为W1,所述第二安装槽的所述永磁体槽段的宽度为W2;其中,10
°
≤θ1

θ2≤22.5
°

7.根据权利要求6所述的转子冲片,其特征在于,所述第一极弧角θ1和所述电机的极对数p之间满足:所述第二极弧角θ2和所述电机的极对数p之间满足:所述第一安装槽的永磁体槽段的宽度W1大于等于2mm,且小于等于6mm;所述第二安装槽的永磁体槽段的宽度W2大于等于1mm,且小于等于5mm。8.根据权利要求6所述的转子冲片,其特征在于,所...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪盼王飞
申请(专利权)人:安徽威灵汽车部件有限公司
类型:新型
国别省市:

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