一种永磁同步电机转子冲片设计方法技术

本发明专利技术提供一种永磁同步电机转子冲片设计方法，涉及永磁同步电机技术领域。该方法包括：根据对称性，将电机转子冲片的一个极设计为一个扇形，该扇形的展开角度为180/p度，p为极对数；以扇形的中心轴线、边界直线以及电机定子内圆弧线为基准，采用几何作图法绘制空腔的边界位置，最终在扇形中绘制形成2个或3个空腔；每个空腔内部用于放置矩形永磁体，每个空腔内的永磁体规格相同，最后通过圆周阵列复制出其他剩余极的永磁体槽结构。本方法能够快速设计转子冲片，降低高次谐波，降低定子齿部和轭部磁密从而降低电机铁耗，降低空载齿槽力矩和负载转矩波动，降低转子加强筋应力，提高标准化和系列化水平，进而降低电机成本。进而降低电机成本。进而降低电机成本。

【技术实现步骤摘要】
一种永磁同步电机转子冲片设计方法


[0001]本专利技术涉及永磁同步电机
，具体涉及一种永磁同步电机转子冲片设计方法。

技术介绍

[0002]永磁同步电机转子采用永磁体插入式结构，提高了气隙磁密，从而提高了电机的功率密度，降低了励磁损耗。但是，由于定子铁心齿部和轭部磁密的提高使得定子铁心的损耗提高，特别是在大功率电机中，铁耗超过了铜耗，降低了电机的效率。另外，由于气隙磁密的提高以及高次谐波的存在，使得高频损耗增加，进一步降低了电机的损耗。均匀气隙的插入式转子结构，电机的空载齿槽力矩和负载转矩波动较大。并且，高转速或大功率电机，插入式结构的转子加强筋应力较大，限制了电机的转速和容量。
[0003]因此，需要提供一种高性能永磁同步电机转子冲片的设计方法，来改善电机的性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种永磁同步电机转子冲片设计方法，以解决高性能永磁同步电机转子冲片的快速设计问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供了一种永磁同步电机转子冲片设计方法，该方法包括以下步骤：
[0007]S1：根据对称性，将电机转子冲片的一个极设计为一个扇形，该扇形的展开角度为180/p度，p为极对数，并且一个极下的转子结构关于扇形的中心轴线X对称，扇形的左侧边界直线为Y，电机定子内圆与该一个极对应的部分为弧线L1，圆心为电机的转轴中心O，弧线L1的半径为R1，弧线L1向圆心方向偏移气隙长度g1得到电机转子外圆边界弧线L2，L2的半径为R2，弧线L2与中心轴线X的交点为S，电机转子内圆与该一个极对应的部分为弧线L5，L5的半径为R4；
[0008]S2：绘制出通过圆心且关于中心轴线X对称的1对射线，该1对射线之间的角度为a，中心轴线X和边界直线Y之间的射线与边界弧线L2的交点为P；
[0009]S3：在OP上给定点Q，使得线段PQ的长度为g2；
[0010]S4：经过定点Q和S点作出一条圆心在中心轴线X上的圆弧L3，圆弧L3的半径为R3，圆弧L3与边界直线Y接触处倒圆角R5；
[0011]S5：圆弧L3向圆心方向偏移距离g3，得到圆弧L4，圆弧L4交射线OP于A点；
[0012]S6：过A点作中心轴线X的垂直线，垂足为L点；
[0013]S7：直线AL向圆心方向偏移距离h，得到直线CM，且满足AC
⊥
AL，LM
⊥
AL；
[0014]S8：过C点作边界直线Y的平线线，并且交圆弧L4于B点；
[0015]S9：直线CM向离开圆心方向偏移距离c1，得到直线DF，DF交直线BC于D点，并且EF
⊥
CM，E点的定位满足如下条件：线段EM的长度大于或等于线段AL长度的80％并且小于或等于
线段AL长度的90％；
[0016]S10：在AL上作出点H，在CM上作出点G，使得HG
⊥
AL，|HL|＝|GM|＝0.5
×
c2，
[0017]或者，
[0018]在AL上作出点H、K，在CM上作出点G、J，使得HG
⊥
AL，JK
⊥
AL，|HK|＝|GJ|＝c2，
[0019]其中，c2的取值范围为：0至3mm；
[0020]S11：把中心轴线X靠近边界直线Y一侧的线段关于中心轴线X对称复制，形成2个或3个空腔；角点B、D处倒圆角R6；其余空腔的尖角倒圆角R7，每个空腔内部用于放置矩形永磁体，每个空腔内的永磁体规格相同，最后通过圆周阵列复制出其他剩余极的永磁体槽结构。
[0021]可选地，在S1中，极对数p为如下中的一者：2、3、4、5、6。
[0022]可选地，在S1中，外圆半径R1的取值范围为：75mm至1000mm。
[0023]可选地，在S2中，a的取值范围为：0.85
×
180/p度至0.95
×
180/p度。
[0024]可选地，在S3中，g2的取值范围为：g1至2
×
g1。
[0025]可选地，在S4中，R5的取值范围为：0至100mm，且R5<R2。
[0026]可选地，在S5中，g3的取值范围为：0.5mm至3mm。
[0027]可选地，在S9中，c1的取值范围为：0.6mm至2mm。
[0028]可选地，在S11中，R6的取值范围为：0.5
×
g3至g3，R7的取值范围为：0.2mm至0.8mm。
[0029]本专利技术的有益效果包括：
[0030]本专利技术提供的永磁同步电机转子冲片设计方法包括以下步骤：S1：根据对称性，将电机转子冲片的一个极设计为一个扇形，该扇形的展开角度为180/p度，p为极对数，并且一个极下的转子结构关于扇形的中心轴线X对称，扇形的左侧边界直线为Y，电机定子内圆与该一个极对应的部分为弧线L1，圆心为电机的转轴中心O，弧线L1的半径为R1，弧线L1向圆心方向偏移气隙长度g1得到电机转子外圆边界弧线L2，L2的半径为R2，弧线L2与中心轴线X的交点为S，电机转子内圆与该一个极对应的部分为弧线L5，L5的半径为R4；S2：绘制出通过圆心且关于中心轴线X对称的1对射线，该1对射线之间的角度为a，中心轴线X和边界直线Y之间的射线与边界弧线L2的交点为P；S3：在OP上给定点Q，使得线段PQ的长度为g2；S4：经过定点Q和S点作出一条圆心在中心轴线X上的圆弧L3，圆弧L3的半径为R3，圆弧L3与边界直线Y接触处倒圆角R5；S5：圆弧L3向圆心方向偏移距离g3，得到圆弧L4，圆弧L4交射线OP于A点；S6：过A点作中心轴线X的垂直线，垂足为L点；S7：直线AL向圆心方向偏移距离h，得到直线CM，且满足AC
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AL，LM
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AL；S8：过C点作边界直线Y的平线线，并且交圆弧L4于B点；S9：直线CM向离开圆心方向偏移距离c1，得到直线DF，DF交直线BC于D点，并且EF
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CM，E点的定位满足如下条件：线段EM的长度大于或等于线段AL长度的80％并且小于或等于线段AL长度的90％；S10：在AL上作出点H，在CM上作出点G，使得HG
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AL，|HL|＝|GM|＝0.5
×
c2，或者，在AL上作出点H、K，在CM上作出点G、J，使得HG
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AL，JK
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AL，|HK|＝|GJ|＝c2，其中，c2的取值范围为：0至3mm；S11：把中心轴线X靠近边界直线Y一侧的线段关于中心轴线X对称复制，形成2个或3个空腔；角点B、D处倒圆角R6；其余空腔的尖角倒圆角R7，每个空腔内部用于放置矩形永磁体，每个空腔内的永磁体规格相同，最后通过圆周阵列复制出其他剩余极的永磁体槽结构。本方法能够快速设计转子冲片，降低高次谐波，降低定子齿部和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁同步电机转子冲片设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1：根据对称性，将电机转子冲片的一个极设计为一个扇形，所述扇形的展开角度为180/p度，p为极对数，并且一个极下的转子结构关于所述扇形的中心轴线X对称，所述扇形的左侧边界直线为Y，电机定子内圆与所述一个极对应的部分为弧线L1，圆心为电机的转轴中心O，弧线L1的半径为R1，所述弧线L1向圆心方向偏移气隙长度g1得到电机转子外圆边界弧线L2，L2的半径为R2，弧线L2与所述中心轴线X的交点为S，电机转子内圆与所述一个极对应的部分为弧线L5，L5的半径为R4；S2：绘制出通过圆心且关于中心轴线X对称的1对射线，所述1对射线之间的角度为a，中心轴线X和边界直线Y之间的射线与边界弧线L2的交点为P；S3：在OP上给定点Q，使得线段PQ的长度为g2；S4：经过定点Q和S点作出一条圆心在中心轴线X上的圆弧L3，圆弧L3的半径为R3，圆弧L3与边界直线Y接触处倒圆角R5；S5：圆弧L3向圆心方向偏移距离g3，得到圆弧L4，圆弧L4交射线OP于A点；S6：过A点作中心轴线X的垂直线，垂足为L点；S7：直线AL向圆心方向偏移距离h，得到直线CM，且满足AC
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AL，LM
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AL；S8：过C点作边界直线Y的平线线，并且交圆弧L4于B点；S9：直线CM向离开圆心方向偏移距离c1，得到直线DF，DF交直线BC于D点，并且EF
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CM，E点的定位满足如下条件：线段EM的长度大于或等于线段AL长度的80％并且小于或等于线段AL长度的90％；S10：在AL上作出点H，在CM上作出点G，使得HG
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AL，|HL|＝|GM|＝0.5
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c2，或者，在AL上作出点H、K，在CM...

【专利技术属性】
技术研发人员：王建辉，陆海玲，吴艳红，曹海东，高剑飞，
申请(专利权)人：上海电科电机科技有限公司上海电器科学研究所集团有限公司，
类型：发明
国别省市：