一种椭形电机转子槽的制作方法

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种椭形电机转子槽。

背景技术：

在人们的日常生产生活中，驱动用电机的类型很多，不同类型、不同功率、不同性能的电机转子槽设计各异，且每一型号的电机都需要不同的转子模具，大大增加了转子冲片模具的设计与制造的复杂性，提升了生产成本。同时，一些转子槽的结构使电机存在漏磁严重、功率因数低、电机效率没有最优化等问题，电机性能还有可提升的空间。

技术实现要素：

本发明提供了一种椭形电机转子槽，目的在于克服驱动电机因类型、功率和性能不同而产生的转子冲片模具过多、设计与制造复杂的问题，能够有效提升模具的利用率，改善电机转子参数。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种椭形电机转子槽，包括圆环状的转子冲片(1)，所述转子冲片(1)的外圆周上呈辐射状均匀分布有若干转子槽(2)，所述转子槽(2)内设有导条，其特征在于，包括：

进一步地，所述转子槽(2)为由第一椭形槽(201)、第二椭形槽(202)、第三椭形槽(203)依次连通组成的复合槽，所述第一椭形槽(201)、第二椭形槽(202)、第三椭形槽(203)均包括水平直线部位和两侧对称弧线部位。

进一步地，所述第一椭形槽(201)顶端开设有第一槽口(301)，所述第一椭形槽(201)通过所述第二椭形槽(202)顶端开设的第二槽口(302)与所述第二椭形槽(202)连通，所述第二椭形槽(202)通过所述第三椭形槽(203)顶端开设的第三槽口(303)与所述第三椭形槽(203)连通。

进一步地，所述的第一槽口(301)、第二槽口(302)、第三槽口(303)为三个梯形槽口。

进一步地，所述三个梯形槽口的上边宽度均相等，所述三个梯形槽口的下边宽度均相等，所述三个梯形槽口的深度均相等，所述的上边宽度为1.0～1.5mm，所述的下边宽度是所述上边宽度的1～2倍，所述的深度是所述上边宽度的1～1.5倍。

进一步地，所述第一椭形槽(201)、第二椭形槽(202)、第三椭形槽(203)的深度均相等，计算公式为：

h1＝(d2-d3)/6-hj2/3-h01，

其中，h1表示椭形槽深度，d2表示转子外径，d3表示转子内径，h01表示梯形槽口深度，hj2表示转子轭部高度。

所述转子轭部高度hj2的计算公式为：

hj2＝(0.15～0.4)(d2-d3)，

其中，d2表示转子外径，d3表示转子内径。

进一步地，所述第一椭形槽(201)、第二椭形槽(202)、第三椭形槽(203)两侧对称弧线部位的宽度均相等，计算公式为：

b21＝(0.2～0.5)h1，

其中，b21表示椭形槽两侧对称弧线部位的宽度，h1表示椭形槽深度。

进一步地，所述第一椭形槽(201)、第二椭形槽(202)、第三椭形槽(203)水平直线部位的宽度均相等，计算公式为：

b1＝2π(d2-2h01-h1)/5z2-2b21，

其中，b1表示椭形槽水平直线部位的宽度，π表示圆周率，d2表示转子外径，h01表示梯形槽口深度，h1表示椭形槽深度，z2表示转子槽数，b21表示椭形槽两侧对称弧线部位的宽度。

进一步地，还可将所述第一椭形槽(201)、第二椭形槽(202)、第三椭形槽(203)的水平直线部位设置为不同宽度，

所述第一椭形槽(201)的水平直线部位宽度为：

b1＝0.53π(d2-2h01-h1)/z2-2b21；

所述第二椭形槽(202)的水平直线部位宽度为：

b2＝0.45π(d2-2h01-h1)/z2-2b21；

所述第三椭形槽(203)的水平直线部位宽度为：

b3＝0.37π(d2-2h01-h1)/z2-2b21；

其中，d2表示表示转子外径，h01表示梯形槽口深度，h1表示椭形槽深度，z2表示转子槽数，b21表示椭形槽两侧对称弧线部位的宽度，π表示圆周率。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提出的椭形电机转子槽适用于多种工况的感应电机。与传统技术相比较，该椭形槽制造出的转子冲片模具制造工艺简单，方便成套生产，降低了模具复杂性与电机的生产成本；提升了模具的利用率，利于实现电机转子槽型的标准化和系列化；通过单个椭形槽合理配合组成的转子槽，能够优化电机转子参数，提升功率因数，提高电机效率。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述的椭形槽水平直线部位宽度相等时的电机转子槽示意图；

图2为本发明实施例所述的椭形槽水平直线部位宽度相等时的电机转子冲片示意图；

图3为本发明实施例所述的椭形槽水平直线部位宽度不相等时的电机转子槽示意图；

图4为本发明实施例所述的椭形槽水平直线部位宽度不相等时的电机转子冲片示意图。

转子冲片1，转子槽2，第一椭形槽201，第二椭形槽202，第三椭形槽203，第一槽口301，第二槽口302，第三槽口303。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以几个具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个实施例并不构成对本发明实施例的限定。

图1为本发明实施例所述的椭形槽水平直线部位宽度相等时的电机转子槽示意图；图2为本发明实施例所述的椭形槽水平直线部位宽度相等时的电机转子冲片示意图；如图1至图2所示：

一种椭形电机转子槽，包括圆环状的转子冲片1，所述转子冲片1的外圆周上呈辐射状均匀分布有若干转子槽2，所述转子槽2内设有导条，其中，

所述转子槽2为由第一椭形槽201、第二椭形槽202、第三椭形槽203依次连通组成的复合槽，每个椭形槽通过截面都可以分为两部分，分别是水平直线部位和两侧对称弧线部位。

所述的两侧对称弧线部位是以椭形槽深度为短轴、以该部位的宽度为半长轴的椭圆。

在本发明的一个具体实施例中，所述第一椭形槽201顶端开设有第一槽口301，所述第一椭形槽201通过所述第二椭形槽202顶端开设的第二槽口302与所述第二椭形槽202连通，所述第二椭形槽202通过所述第三椭形槽203顶端开设的第三槽口303与所述第三椭形槽203连通。

在本发明的一个具体实施例中，所述的第一槽口301、第二槽口302、第三槽口303为三个梯形槽口。

在本发明的一个具体实施例中，所述三个梯形槽口的上边宽度均相等，所述三个梯形槽口的下边宽度均相等，所述三个梯形槽口的深度均相等，所述的上边宽度为1.0～1.5mm，所述的下边宽度是所述上边宽度的1～2倍，所述的深度是所述上边宽度的1～1.5倍。

在本发明的一个具体实施例中，所述第一椭形槽201、第二椭形槽202、第三椭形槽203的深度均相等，计算公式为：

h1＝(d2-d3)/6-hj2/3-h01，

其中，h1表示椭形槽深度，d2表示转子外径，d3表示转子内径，h01表示梯形槽口深度，hj2表示转子轭部高度。

在本发明的一个具体实施例中，所述转子轭部高度hj2的计算公式为：

hj2＝(0.15～0.4)(d2-d3)，

其中，d2表示转子外径，d3表示转子内径。

在本发明的一个具体实施例中，所述第一椭形槽201、第二椭形槽202、第三椭形槽203两侧对称弧线部位的宽度均相等，计算公式为：

b21＝(0.2～0.5)h1，

其中，b21表示椭形槽两侧对称弧线部位的宽度，h1表示椭形槽深度。

在本发明的一个具体实施例中，所述第一椭形槽201、第二椭形槽202、第三椭形槽203水平直线部位的宽度均相等，计算公式为：

b1＝2π(d2-2h01-h1)/5z2-2b21，

其中，b1表示椭形槽水平直线部位的宽度，π表示圆周率，d2表示转子外径，h01表示梯形槽口深度，h1表示椭形槽深度，z2表示转子槽数，b21表示椭形槽两侧对称弧线部位的宽度。

第二椭形槽与第一个椭形槽对应尺寸关系为：b02＝b01、b12＝b11、h02＝h01、h2＝h1、b22＝b21、b2＝b1；第三椭形槽与第一椭形槽对应尺寸关系为：b03＝b01、b13＝b11、h03＝h01、h3＝h1、b23＝b21、b3＝b1，相邻椭形槽之间采用梯形连接。

在实际中，针对常用的5.5kw异步电动机来说，d2＝114.90mm、d3＝48mm、z2＝26，使用传统的平行槽转子时，电机效率为84.07％、功率因数为0.91，使用标准椭形槽转子时，电机效率为85.25％、功率因数为0.93。按照转子参数要求加工得到图2所示电机转子冲片图，此处取转子轭部高度为，hj2＝(0.15～0.4)(d2-d3)＝(0.15～0.4)*(114.90-48)＝10.04mm～26.76mm；考虑原电机转子槽型高度，取hj2＝0.27*(114.90-48)＝18mm，则：b01＝1mm～1.50mm，b11＝(1～2)b01＝1mm～3mm，h01＝(1～1.5)b01＝1mm～2.25mm。

考虑转子槽深度(槽高)与转子槽宽等尺寸对转子磁密的影响后，优选得出，b01＝1mm、b11＝2mm、h01＝1mm，则h1＝(d2-d3)/6-hj2/3-h01＝(114.90-48)/6-18/3-1＝4.15mm、b21＝(0.2～0.5)h1＝(0.2～0.5)*4.15＝0.83mm～2.08mm，同理：取b21＝0.83mm，b1＝2π(d2-2h01-h1)/5z2-2b21＝2π*(114.90-2*1-4.15)/5*26-2*0.83＝3.60mm；b02＝b01＝1mm、b12＝b11＝2mm、h02＝h01＝1mm、b22＝b21＝0.83mm、b2＝b1＝3.60mm、h2＝h1＝4.15mm；b03＝b01＝1mm、b13＝b11＝2mm、h03＝h01＝1mm、b23＝b21＝0.83mm、b3＝b1＝3.60mm、h3＝h1＝4.15mm。

图3为本发明实施例所述的各个椭形槽水平直线部位宽度不相等时的电机转子槽示意图；图4为本发明实施例所述的各个椭形槽水平直线部位宽度不相等时的电机转子冲片示意图；如图3至图4所示：

在本发明的一个具体实施例中，还可以将所述第一椭形槽201、第二椭形槽202、第三椭形槽203的水平直线部位设置为不同宽度，

所述第一椭形槽201的水平直线部位宽度为：

b1＝0.53π(d2-2h01-h1)/z2-2b21；

所述第二椭形槽202的水平直线部位宽度为：

b2＝0.45π(d2-2h01-h1)/z2-2b21；

所述第三椭形槽203的水平直线部位宽度为：

b3＝0.37π(d2-2h01-h1)/z2-2b21；

其中，d2表示表示转子外径，h01表示梯形槽口深度，h1表示椭形槽深度，z2表示转子槽数，b21表示椭形槽两侧对称弧线部位的宽度，π表示圆周率。

第一椭形槽中的b01＝1.0～1.5mm、b11＝(1～2)b01、h01＝(1～1.5)b01、h1＝(d2-d3)/6-hj2/3-h01、b21＝(0.2～0.5)h1、b1＝0.53π(d2-2h01-h1)/z2-2b21；第二椭形槽中的b02＝b01、b12＝b11、h02＝h01、h2＝h1、b22＝b21、b2＝0.45π(d2-2h01-h1)/z2-2b22；第三个椭形槽中的b03＝b01、b13＝b11、h03＝h01、h3＝h1、b23＝b21、b3＝0.37π(d2-2h01-h1)/z2-2b23，相邻椭形之间采用梯形连接。

在实际中，针对常用的5.5kw异步电动机来说，d2＝179.20mm、d3＝60mm、z2＝44，使用传统的平行槽转子时，电机效率为86.77％、功率因数为0.77，使用非标准椭形槽转子时，电机效率为87.26％、功率因数为0.79。将转子槽型改成图3所示的非标准椭形槽型，按照转子参数要求加工得到图4所示电机转子冲片图，此处取转子轭部高度hj2＝(0.15～0.4)(d2-d3)＝(0.15～0.4)*(179.20-60)＝17.88mm～47.68mm，考虑原电机转子槽型高度，取hj2＝0.33*(179.20-60)＝39.34mm，则：b01＝1mm～1.5mm、b11＝(1～2)b01＝1mm～3mm、h01＝(1～1.5)b01＝1mm～2.25mm。

考虑转子槽深度(槽高)与槽宽等尺寸对转子磁密的影响后，优选得出，b01＝1.5mm、b11＝3mm、h01＝1.50mm，则h1＝(d2-d3)/6-hj2/3-h01＝(179.20-60)/6-39.34/3-1.50＝5.25mm、b21＝(0.2～0.5)h1＝(0.2～0.5)*5.25＝1.05mm～2.63mm，同理：取b21＝1.25mm，则b1＝0.53π(d2-2h01-h1)/z2-2b21＝0.53π*(179.20-2*1.50-5.25)/44-2*1.25＝3.97mm；b02＝b01＝1.50mm、b12＝b11＝3mm、h02＝h01＝1.50mm、b22＝b21＝1.25mm、b2＝0.45π(d2-2h01-h1)/z2-2b22＝0.45π*(179.20-2*1.50-5.25)/44-2*1.25＝2.99mm、h2＝h1＝5.25mm；b03＝b01＝1.50mm、b13＝b11＝3mm、h03＝h01＝1.50mm、b23＝b21＝1.25mm、b3＝0.37π(d2-2h01-h1)/z2-2b23＝0.37π*(179.20-2*1.50-5)/44-2*1.25＝2.52mm、h3＝h1＝5mm。

本领域技术人员应能理解上述椭形槽的数量仅为举例，其他现有的或今后可能出现的上述椭形槽的数量如可适用于本发明实施例，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此。

综上所述，本发明实施例提出的椭形电机转子槽可根据电机运行场合的不同、所需电机的技术指标和性能要求的不同进行统一设计，通过改变椭形槽的大小、形状和组合数，形成标准椭形转子槽和非标准椭形转子槽，即通过椭形转子槽组合来改变电机转子侧磁路参数，进而改变电机性能，以满足电机不同运行场合和不同性能的要求，解决了因生产生活中不同类型电机转子槽各异所产生的转子冲片模具设计生产复杂和加工费用昂贵的问题。

适用于多种工况的感应电机，与传统技术相比较，该椭形槽制造出的转子冲片模具制造工艺简单，方便成套生产，降低了模具复杂性与电机的生产成本；提升了模具的利用率，利于实现电机转子槽型的标准化和系列化；通过单个椭形槽合理配合组成的转子槽，能够优化电机转子参数，提升功率因数，提高电机效率。

本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。