技术领域
[0001] 本
申请涉及电机技术领域,具体涉及一种电机转子和电机。
背景技术
[0002] 高速永磁同步电机具有功率
密度大、动态响应好以及结构简单等多种优点,已成为国际电机领域研究热点之一。转子强度作为高速电机设计核心,在相同材料下设计高强度转子结构成为高速电机重要技术。对于内置式高速电机转子,一般在高速电机转子加强筋处出现应
力最大值,因此提高加强筋强度对提高转子强度效果显著。
[0003]
现有技术中为了提高电机转子的结构强度,一般设置磁
钢分段,并在相邻两个分段之间设置加强筋,此外,磁钢一般采用U字形或者一字型,当采用U字形磁钢时,位于U形区域内的转子
铁芯面积较小,因此容易发生磁饱和现象,导致该区域形成易退磁区域,影响电机运行可靠性,当采用一字型时,又会导致磁钢的体积有限,电机输出转矩降低。
发明内容
[0004] 因此,本申请要解决的技术问题在于提供一种电机转子和电机,能够有效提高电机转子的抗退
磁性能,同时保证电机的输出转矩。
[0005] 为了解决上述问题,本申请提供一种电机转子,包括转子铁芯,转子铁芯上设置有垂直于电机d轴的第一安装槽以及位于第一安装槽两侧的两个第二安装槽,第一安装槽内设置有第一
永磁体,第二安装槽内设置有第二永磁体,两个第二安装槽关于电机d轴对称,第一安装槽与第二安装槽之间在靠近转子外圆侧形成夹
角α,其中155°≤α≤170°。
[0006] 优选地,第二安装槽与第一安装槽之间通过第一隔磁桥间隔开。
[0007] 优选地,第一隔磁桥为等宽结构。
[0008] 优选地,在垂直于转子铁芯的中
心轴线的截面内,第一安装槽为等腰梯形,第一永磁体为与第一安装槽形状相适配的等腰梯形;沿着径向向外的方向,等腰梯形的宽度递减,等腰梯形的两个斜边的延长线向径向外侧延伸并相交。
[0009] 优选地,在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内,第二安装槽靠近第一安装槽的槽边垂直于第二安装槽的径向内侧边和径向外侧边,第二永磁体的边缘与槽边相贴合。
[0010] 优选地,第二安装槽远离第一安装槽的一侧设置有槽楔孔,第二永磁体为矩形
块,槽楔孔内设置有槽楔,槽楔卡紧第二永磁体。
[0011] 优选地,槽楔孔与转子铁芯的外圆之间形成第二隔磁桥。
[0012] 优选地,夹角α=165°。
[0013] 优选地,在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内,第一隔磁桥的宽度为0.5mm~3mm;和/或,第一永磁体的长度与第二永磁体的长度比值为1.2~1.6。
[0014] 优选地,第一永磁体所占据的圆心角度β为30°~35°。
[0015] 根据本申请的另一方面,提供了一种电机,包括电机转子,该电机转子为上述的电机转子。
[0016] 本申请提供的电机转子,包括转子铁芯,转子铁芯上设置有垂直于电机d轴的第一安装槽以及位于第一安装槽两侧的两个第二安装槽,第一安装槽内设置有第一永磁体,第二安装槽内设置有第二永磁体,两个第二安装槽关于电机d轴对称,第一安装槽与第二安装槽之间在靠近转子外圆侧形成夹角α,其中155°≤α≤170°。本申请中通过合理限定第一安装槽和第二安装槽之间的夹角,能够使得第一安装槽和第二安装槽之间具有足够大的张角,从而使得两个第二永磁体之间具有足够大的距离,形成比较开阔的区域,有效缓解磁密易饱和的问题,提高电机运行可靠性,同时能够加大永磁体的用量,提高电机输出转矩,保证电机的工作性能。
附图说明
[0017] 图1为本申请第一
实施例的电机转子的结构示意图;
[0018] 图2为本申请第一实施例的电机转子的转子铁芯的结构示意图;
[0019] 图3为本申请第一实施例的电机转子的永磁体的结构示意图;
[0020] 图4为本申请第二实施例的电机转子的结构示意图。
[0021] 附图标记表示为:
[0022] 1、转子铁芯;2、第一安装槽;3、第二安装槽;4、第一永磁体;5、第二永磁体;6、第一隔磁桥;7、第二隔磁桥;8、槽楔孔。
具体实施方式
[0023] 结合参见图1至图4所示,根据本申请的实施例,电机转子包括转子铁芯1,转子铁芯1上设置有垂直于电机d轴的第一安装槽2以及位于第一安装槽2两侧的两个第二安装槽3,第一安装槽2内设置有第一永磁体4,第二安装槽3内设置有第二永磁体5,两个第二安装槽3关于电机d轴对称,第一安装槽2与第二安装槽3之间在靠近转子外圆侧形成夹角α,其中
155°≤α≤170°。优选地,第一安装槽2关于电机d轴对称。
[0024] 本申请中通过合理限定第一安装槽2和第二安装槽3之间的夹角,能够使得第一安装槽2和第二安装槽3之间具有足够大的张角,从而使得两个第二永磁体5之间具有足够大的距离,在永磁体之间形成比较开阔的转子铁芯区域,有效缓解磁密易饱和的问题,提高电机运行可靠性,同时能够加大永磁体的用量,提高电机输出转矩,保证电机的工作性能。
[0025] 通过将夹角α设置在上述角度范围,也能够得到低谐波含量及转矩脉动的电机,因此可以降低电机运行噪音,提高电机性能。优选地,夹角α=165°。
[0026] 第二安装槽3与第一安装槽2之间通过第一隔磁桥6间隔开。通过在第一安装槽2和第二安装槽3之间设置第一隔磁桥6,能够利用第一隔磁桥6加强安装槽内外两侧的转子铁芯之间的连接强度,提高电机转子的整体结构强度。
[0027] 在本实施例中,第一隔磁桥6为等宽结构,能够使得第一隔磁桥6所形成的连接结构的
应力分配均匀,提高转子强度,进而可以提高电机极限转速。优选地,第一安装槽2和第二安装槽3的边角均采用圆弧角设计,可以有效降低转子铁芯在第一隔磁桥6处的应力集中,提高冲片强度,提高电机结构强度。
[0028] 在垂直于转子铁芯1的中心轴线的截面内,第一安装槽2为等腰梯形,第一永磁体4为与第一安装槽2形状相适配的等腰梯形。在本实施例中,沿着径向向外的方向,等腰梯形的宽度递减,等腰梯形的两个斜边的延长线向径向外侧延伸并相交。
[0029] 在采用等宽的第一隔磁桥6的
基础上,采用等腰梯形的第一安装槽2,由于第一隔磁桥6靠近等腰梯形的侧边与等腰梯形的斜边平行,因此等腰梯形的斜边和径向外侧的顶边之间的夹角a1决定了第二安装槽3的外张角度,进而决定了第二永磁体5与第一永磁体4之间的夹角,当第二安装槽3靠近第一安装槽2的侧边相邻的两个夹角均为直角时,由于第一隔磁桥6等宽,因此a1+α+90°=360°,即α=270°-a1,a1越大,则α越小,a1越小,则α越大。根据此关系,可以合理设计等腰梯形的结构,进而方便地对第一永磁体4与第二永磁体5之间的夹角进行设计,更加便于实现。
[0030] 当采用等宽的第一隔磁桥6与等腰梯形状的第一安装槽2之后,不仅能够改善电机转子的结构强度,而且可以有效提高电机的抗退磁性能,使得电机能够在高速状态下可靠运行。
[0031] 在垂直于转子铁芯1的中心轴线的截面内,第一隔磁桥6的宽度为0.5mm~3mm,既可以保证第一隔磁桥6有足够的宽度,能够提供足够的连接强度,可以有效抵抗离心作用力,又可以避免第一隔磁桥6的宽度过大而造成较大漏磁,提高电机的工作性能。
[0032] 在其他实施例中,也可以将第二安装槽3设计为梯形槽,将第一安装槽2设计为矩形槽。
[0033] 在垂直于转子铁芯1的中心轴线的截面内,第二安装槽3靠近第一安装槽2的槽边垂直于第二安装槽3的径向内侧边和径向外侧边,第二永磁体5的边缘与槽边相贴合,能够实现永磁体的无槽楔插入,可以降低装配难度,提高装配效率。
[0034] 在本实施例中,第二安装槽3远离第一安装槽2的一侧设置有槽楔孔8,第二永磁体5为矩形块,槽楔孔8内设置有槽楔,槽楔卡紧第二永磁体5。
[0035] 优选地,槽楔孔8与转子铁芯1的外圆之间形成第二隔磁桥7。
[0036] 将槽楔孔8设置在第二安装槽3远离第一安装槽2的一侧,既可以减少槽楔数量,降低永磁体的装配难度,又可以利用设置在第二安装槽3靠近转子铁芯1的外圆一侧的槽楔孔8实现与转子铁芯1的外圆之间的隔磁桥设计,结构简单,设计灵活,也方便从槽楔孔8所在侧装入槽楔,进而利用槽楔将第二永磁体5压紧在第二安装槽3的槽壁上,对第二永磁体5形成有效固定工,防止转子高速转动时第二永磁体5移动,提高第二永磁体5在第二安装槽3内安装结构的
稳定性和可靠性。
[0037] 优选地,第二隔磁桥7的宽度为0.5mm~3mm,既可以有足够的厚度抵抗第一永磁体4和第二永磁体5的
离心力作用,又能够减小相邻磁极间漏磁,提高转矩输出。
[0038] 通过设计第一隔磁桥6和第二隔磁桥7,在电机高速运行时,第一永磁体4和第二永磁体5对转子铁芯1的外周的离心力被第一隔磁桥6和第二隔磁桥7均匀承担,使得第一隔磁桥6和第二隔磁桥7所受的应力均等化,对于提高转子强度有显著作用。
[0039] 上述的第一永磁体4和第二永磁体5可以为粘结永磁体或钕铁
硼、钐钴、铁
氧体等
烧结磁体。
[0040] 在垂直于转子铁芯1的中心轴线的截面内,第一永磁体4和第二永磁体5的充磁方向距为垂直于永磁体的长边方向。
[0041] 第一永磁体4的长度与第二永磁体5的长度比值为1.2~1.6,可以使得第一永磁体4的长度大于第二永磁体5的长度,从而更进一步提高电机转子的结构强度。采用该方案,可以让第一隔磁桥6和第二隔磁桥7共同承担每极应力,并使之趋于相等。在第一隔磁桥6个数相同、第一永磁体4和第二永磁体5的长度固定时,在一定范围内时,第一永磁体4设计的越大,则第一隔磁桥6承受的应力越大,可降低第二隔磁桥7承担的应力。优选地,该比值为
1.5。
[0042] 第一永磁体4所占据的圆心角度β为30°~35°,该角度决定了第一永磁体4的长度,将第一永磁体4限定在该范围内,能够使得转子铁芯1的结构强度最大,进一步提高转子铁芯的整体结构强度。
[0043] 根据本申请的实施例,电机包括电机转子,该电机转子为上述的电机转子。
[0044] 本领域的技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、
叠加。
[0045] 以上仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何
修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。