一种永磁电机的冲片结构的制作方法

本实用新型属于电机设备技术领域，涉及一种永磁电机，特别是一种永磁电机的冲片结构。

背景技术：

永磁电机是用永磁体建立磁场的一种电机，广泛应用于汽车、摩托车、干手器、电动自行车、蓄电池车、船舶、航空、机械等行业，具有功率因数高、效率高、节能等优点。隔磁措施是影响永磁电机空载漏磁系数的重要因素，永磁电机的隔磁一般采用隔磁桥来实现。目前永磁电机中的内置式转子冲片结构设计不是非常合理，从而导致电机启动后，电机的出力不够大，且电机的弱磁扩速能力不强，这些问题都是电机常会遇到的关键技术问题，无法满足现代新型工具上电机的应用要求。

中国专利(公告号：204334146U，公开日：2015.05.13)公开了一种V形八槽稀土永磁同步电机转子冲片，它包括转子冲片体，转子冲片体均布有八个磁钢槽，磁钢槽为径向式V形磁钢槽，两V形磁钢槽端部之间设置的上隔磁桥C，在转子冲片体中部设置有转子轴孔，转子冲片体直径φ为55～550mm，两V形磁钢槽端部之间设置的上隔磁桥C宽度为0.5～20mm，磁钢槽单边长度D为5～250mm，磁钢槽宽度E为1～25mm，转子冲片体上设置有4～20个散热孔。

上述专利文献中公开的永磁电机的内置式转子冲片结构采用内置径向V形形式，其电机的出力仍然不够大，且电机的弱磁扩速能力不强，无法满足电机高速大扭矩输出需求。

技术实现要素：

本实用新型针对现有的技术存在的上述问题，提供一种永磁电机的冲片结构，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提升永磁电机转子的出力和弱磁扩速能力。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：

一种永磁电机的冲片结构，包括圆盘状的片体，所述片体的中部开设有轴孔，所述片体上设有若干个V形槽，其特征在于，所述片体上还有若干个与所述V形槽一一对应的U形槽，每对所述U形槽和V形槽形成一组磁钢槽，所有磁钢槽绕所述片体周向间隔分布，所述U形槽和V形槽的开口均朝向所述片体的外周面，所述U形槽位于所述V形槽与所述轴孔之间；所述U形槽和V形槽的开口端为上端，另一端为下端，所述U形槽的下端和V形槽的下端均设有隔磁桥。

其工作原理如下：本冲片结构使用时，将若干个片体套装在专用工装上加压固定，组装成转子铁芯，以轴孔定位或以片体上的开键槽定位等，清理并检查磁钢槽后，在磁钢槽中嵌入相对应的磁钢，本冲片结构组装的转子铁芯两端可用端板通过螺栓进行固定，在动平衡机上校验动平衡，校验合格后装入定子内形成本永磁电机。相比传统的电机转子冲片结构，本实用新型中片体上的每组磁钢槽包括对应设置的U形槽和V形槽，且沿片体径向分为两层，这样电机直轴磁路的磁阻增加，磁导减小，直轴电感减小，进而交轴电感与直轴电感的差值增大，电机磁阻转矩增大，电机的出力增强；同时电机的直轴电感减小,引起电机的凸极率增大，因此电机的弱磁扩速能力增强。

根据电机测试试验得知，与传统的V形转子冲片相比，在保证电机反电动势一致且磁钢厚度相同条件下，利用本实用新型中的冲片结构组装的电机的输出扭矩增加约17％，弱磁扩速能力增加了约26％。利用本实用新型中的冲片结构生产的稀土永磁电机，既具有较大的驱动转矩，又有较强的弱磁扩速能力，同时噪音也比较小，可以满足电机正常启动和运行的要求，还有明显的节能效果。

在上述的永磁电机的冲片结构中，每个所述U形槽和V形槽均包括左侧槽和右侧槽且每个所述U形槽和/或V形槽的左侧槽与右侧槽之间具有间隔，每个V形槽的下端具有两个所述隔磁桥且两个隔磁桥分别靠近所述V形槽的左侧槽下端与右侧槽下端；每个U形槽的下端具有三个所述隔磁桥，其中两个隔磁桥分别靠近所述U形槽的左侧槽下端与右侧槽下端且第三个隔磁桥位于上述两个隔磁桥之间。每个U形槽和V形槽中的磁钢不是一个整体，而是断开的，并且通过上述方式布置隔磁桥，更好的起到隔磁效果，限制磁钢漏磁，从而提高永磁电机转子的出力。

在上述的永磁电机的冲片结构中，所述隔磁桥均间隔设置，每个V形槽下端的两个隔磁桥之间以及每个U形槽下端的三个隔磁桥之间均设有加强筋一。加强筋一可以遍布隔磁桥之间的区域，加强筋一的作用是在转子高速旋转时，承受来自片体的离心力及磁钢对片体上磁钢槽的压力，进而增强整个转子的强度和刚度，使其能够稳定高速运转。另外加强筋一也能够起到一定的隔磁效果，从而提高永磁电机转子的出力。

在上述的永磁电机的冲片结构中，所述V形槽或/和U形槽的左侧槽与右侧槽之间的隔磁桥沿所述片体周向方向上的尺寸为0.5～50mm、沿所述片体径向方向上的尺寸为0.5～15mm，每个隔磁桥与相邻的加强筋一相贴靠。这一设置能够保证较佳的片体强度和整体较好的隔磁效果。

在上述的永磁电机的冲片结构中，所述片体上靠近所述U形槽和/或V形槽的左侧槽以及右侧槽的上端位置也均设有所述隔磁桥且该隔磁桥与所述片体的外周面之间设有加强筋二。该隔磁桥同样起到隔磁效果，限制磁钢漏磁，加强筋二提高片体的强度，从而能够使本冲片结构承受电机转子的高速运转。

在上述的永磁电机的冲片结构中，每组所述磁钢槽中的U形槽和V形槽相互平行设置且所述U形槽和/或V形槽的左侧槽与右侧槽之间形成夹角α，其中，30°≤α≤160°。α的数值根据转子极数进行具体设置，磁钢插入上述的U形槽和V形槽后，得到更佳的磁路，从而提高电机的功率，增强出力。

在上述的永磁电机的冲片结构中，所述U形槽或/和V形槽的左侧槽以及右侧槽的长度范围为5～100mm，所述U形槽或/和V形槽的宽度为3～15mm。这样设置的磁钢具有较好的磁场效能。

在上述的永磁电机的冲片结构中，所述片体上还开设有减重孔和铆钉孔。减重孔和铆钉孔可以是圆形或方形等形状，铆钉孔内可以插入铆钉对冲片结构进行固定，减重孔有利于减轻转子铁芯的整体重量，从而降低电机的转动惯量，并有利于电机转子的散热。

进一步的，本技术方案中片体的直径为50～400mm；片体的材料可为35W300、50W400或50W470等，隔磁桥采用绝缘胶或绝缘漆等填充形成。

与现有技术相比，本实用新型中片体上的每组磁钢槽包括对应设置的U形槽和V形槽，且沿片体径向分为两层，这样电机直轴磁路的磁阻增加，磁导减小，直轴电感减小，进而交轴电感与直轴电感的差值增大，电机磁阻转矩增大，电机的出力增强；同时电机的直轴电感减小,引起电机的凸极率增大，因此电机的弱磁扩速能力增强。

附图说明

图1是本冲片结构的正视结构示意图。

图2是本冲片结构的局部放大结构示意图。

图中，1、片体；11、轴孔；12、磁钢槽；12a、U形槽；12b、V形槽；13、左侧槽；14、右侧槽；15、上端；16、下端；17、减重孔；18、铆钉孔；2、隔磁桥；3、加强筋一；4、加强筋二。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

本实施例中的技术方案不受转子极数的限制，可以适用于四极、六极、八极、十极等多极电机的转子铁芯结构。如图1和图2所示，本实施例以十极为例，本永磁电机的冲片结构包括圆盘状的片体1，片体1的中部开设有轴孔11，片体1上沿轴孔11的周向分布有若干组磁钢槽12，每组磁钢槽12均包括对应设置的U形槽12a和V形槽12b，U形槽12a和V形槽12b的开口均朝向片体1的外周面，U形槽12a位于V形槽12b与轴孔11之间；U形槽12a和V形槽12b的开口端为上端15，另一端为下端16，U形槽12a的下端16和V形槽12b的下端16均设有隔磁桥2。本冲片结构使用时，将若干个片体1套装在专用工装上加压固定，组装成转子铁芯，以轴孔11定位或以片体1上的开键槽定位等，清理并检查磁钢槽12后，在磁钢槽12中嵌入相对应的磁钢，本冲片结构组装的转子铁芯两端可用端板通过螺栓进行固定，在动平衡机上校验动平衡，校验合格后装入定子内形成本永磁电机。相比传统的电机转子冲片结构，本实用新型中片体1上的每组磁钢槽12包括对应设置的U形槽12a和V形槽12b，且沿片体1径向分为两层，这样电机直轴磁路的磁阻增加，磁导减小，直轴电感减小，进而交轴电感与直轴电感的差值增大，电机磁阻转矩增大，电机的出力增强；同时电机的直轴电感减小,引起电机的凸极率增大，因此电机的弱磁扩速能力增强。

如图1所示，片体1上还开设有减重孔17和铆钉孔18，铆钉孔18内可以插入铆钉对冲片结构进行固定，减重孔17有利于减轻转子铁芯的整体重量，从而降低电机的转动惯量，并有利于电机转子的散热。

如图2所示，每个U形槽12a和V形槽12b均包括左侧槽13和右侧槽14且每个U形槽12a和/或V形槽12b的左侧槽13与右侧槽14之间具有间隔，每个V形槽12b的左侧槽13与右侧槽14之间具有两个隔磁桥2且两个隔磁桥2分别靠近V形槽12b的左侧槽13下端16与右侧槽14下端16；每个U形槽12a的左侧槽13与右侧槽14之间具有三个隔磁桥2，其中两个隔磁桥2分别靠近U形槽12a的左侧槽13下端16与右侧槽14下端16且第三个隔磁桥2位于上述两个隔磁桥2之间；隔磁桥2均间隔设置，相邻两个隔磁桥2之间还设有加强筋一3，加强筋一3的作用是在转子高速旋转时，承受来自片体1的离心力及磁钢对片体1上磁钢槽12的压力，进而增强整个转子的强度和刚度，使其能够稳定高速运转，另外加强筋一3也能够起到一定的隔磁效果，从而提高永磁电机转子的出力。每组磁钢槽12中的U形槽12a和V形槽12b相互平行设置且U形槽12a和/或V形槽12b的左侧槽13与右侧槽14之间形成夹角α，其中，30°≤α≤160°。本实施例中α优选为135°，磁钢插入上述的U形槽12a和V形槽12b后，得到更佳的磁路，从而提高电机的功效，增强出力。

本实施例中V形槽12b或/和U形槽12a的左侧槽13与右侧槽14之间的隔磁桥2沿片体1周向方向上的尺寸为0.5～50mm、沿片体1径向方向上的尺寸为0.5～15mm且每个隔磁桥2与相邻的加强筋一3相贴靠。这一设置能够保证较佳的片体1强度和整体较好的隔磁效果。进一步的，作为优选，V形槽12b或/和U形槽12a的左侧槽13与右侧槽14之间的隔磁桥2沿片体1周向方向上的尺寸为20mm、沿片体1径向方向上的尺寸为10mm。

如图2所示，片体1上靠近U形槽12a和/或V形槽12b的左侧槽13以及右侧槽14的上端15位置也均设有隔磁桥2且该隔磁桥2与片体1的外周面之间设有加强筋二4，加强筋二4沿着对应的V形槽12b或/和U形槽12a的左侧槽13以及右侧槽14的宽度方向设置，加强筋二4的长度大于V形槽12b或/和U形槽12a的左侧槽13以及右侧槽14的宽度。

进一步的，本技术方案中片体1的直径为50～400mm；片体1的材料可为35W300、50W400或50W470等，隔磁桥2采用绝缘胶或绝缘漆等填充形成。U形槽12a或/和V形槽12b的左侧槽13以及右侧槽14的长度范围为5～100mm，U形槽12a或/和V形槽12b的宽度为3～15mm；作为优选，U形槽12a或/和V形槽12b的左侧槽13以及右侧槽14的长度为20mm或50mm，U形槽12a或/和V形槽12b的宽度为7mm或10mm。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1、片体；11、轴孔；12、磁钢槽；12a、U形槽；12b、V形槽；13、左侧槽；14、右侧槽；15、上端；16、下端；17、减重孔；18、铆钉孔；2、隔磁桥；3、加强筋一；4、加强筋二等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。