转子冲片、电机转子、外支撑工装和自起动同步磁阻电机的制作方法

1.本技术涉及电机技术领域，具体涉及一种转子冲片、电机转子、外支撑工装和自起动同步磁阻电机。


背景技术：

2.自起动同步磁阻电机兼具异步电机和同步磁阻电机的特点，有以下几点基本特征：
3.1、转子内沿轴向开设空气槽，空气槽称为磁障槽，每两层磁障槽中间形成的铁芯部分，称为导磁通道；
4.2、磁障槽内全部或部分填充导电非导磁材料(例如铝)，称为导条；
5.3、转子轴向两端有端环，端环材料与导条材料相同，转子两端的端环与转子槽内的全部或部分导条连接，形成短路回路；
6.4、转子每极都形成两个对称轴d轴和q轴，与导磁通道近似平行的轴称为d轴，与导磁通道近似垂直的轴称为q轴。
7.自起动同步磁阻电机兼具异步电机无需变频器可直接起动、转子没有磁钢、可靠性高的优点，以及同步磁阻电机稳定运行在同步、高效率、高功率密度的优点。
8.自起动同步磁阻电机起动阶段主要依靠转子导条切割定子磁感线产生的异步转矩。转子导条一般为纯铝材料，通过高压压铸的方式填充进转子铸铝槽内。由于自起动同步磁阻电机转子设有大量开槽，结构强度弱，导条压铸时容易变形，因此容易影响电机转子的成型质量。


技术实现要素：

9.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种转子冲片、电机转子、外支撑工装和自起动同步磁阻电机，能够在电机转子铸铝过程中提供支撑，避免电机转子变形，保证电机转子的成型质量。
10.为了解决上述问题，本技术提供一种转子冲片，转子冲片的转子外圆沿周向设置有多个卡扣，卡扣包括连接臂和卡接臂，连接臂的一端连接在转子外圆上，连接臂的另一端向着远离转子外圆的方向延伸，卡接臂设置在连接臂远离转子外圆的一端，卡接臂沿转子外圆的周向向连接臂的两侧延伸。
11.优选地，转子冲片上设置有狭缝槽和填充槽，填充槽包括非独立填充槽和q轴填充槽，非独立填充槽设置在狭缝槽的两端，并与相应的狭缝槽同层设置，q轴填充槽沿q轴方向位于狭缝槽的外侧。
12.优选地，卡扣呈t型。
13.优选地，卡扣的头部呈三角形、四边形或弧形。
14.优选地，卡扣在转子外圆的周向均匀或不均匀分布。
15.优选地，连接臂沿周向方向的宽度为w1，单位为mm，其中r为转子外圆的半径，单位为mm。
16.优选地，卡扣的头部宽度为w2，单位为mm，w2满足(w1+2mm)≤w2≤1.136rπ，其中w1为连接臂沿周向方向的宽度，单位为mm，r为转子外圆的半径，单位为mm。
17.优选地，卡扣的数量n满足其中w1为连接臂沿周向方向的宽度，单位为mm，r为转子外圆的半径，单位为mm。
18.优选地，卡扣的总高度为h2，连接臂的高度为h1，0.2％r《ag《0.6％r，h2《0.8ag，1/2h2《h1《2/3h2，其中ag为定子和转子间的气隙宽度。
19.根据本技术的另一方面，提供了一种电机转子，包括由上述的转子冲片叠置而成的转子铁芯。
20.根据本技术的另一方面，提供了一种外支撑工装，用于与上述的电机转子配合，外支撑工装包括轭部、齿部和齿靴部，齿部位于轭部的内圈，齿靴部设置在齿部远离轭部的一端，并在电机转子铸铝时，使得齿靴部与电机转子的卡扣卡接，对电机转子形成压力或拉力。
21.根据本技术的另一方面，提供了一种自起动同步磁阻电机，包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。
22.本技术提供的转子冲片，转子外圆沿周向设置有多个卡扣，卡扣包括连接臂和卡接臂，连接臂的一端连接在转子外圆上，连接臂的另一端向着远离转子外圆的方向延伸，卡接臂设置在连接臂远离转子外圆的一端，卡接臂沿转子外圆的周向向连接臂的两侧延伸。该转子冲片在外周设置有多个卡扣，可以形成卡接结构，能够与外部结构进行配合，在转子冲片形成的转子铁芯进行铸铝过程中，通过外部结构与转子外圆的卡接配合，对转子铁芯形成压力或者拉力，从而有效保证转子外圆尺寸，防止转子外圆变形，保证电机转子的成型质量。
附图说明
23.图1为本技术一个实施例的转子冲片的结构示意图；
24.图2为图1的l处的放大结构示意图；
25.图3为本技术一个实施例的转子铁芯的结构示意图；
26.图4为本技术一个实施例的外支撑工装与电机转子的配合结构示意图；
27.图5为图4的m处的放大结构示意图；
28.图6为本技术一个实施例的转子冲片的结构示意图；
29.图7为图6的n处的放大结构示意图；
30.图8为本技术一个实施例的外支撑工装的结构示意图；
31.图9为图8的q处的放大结构示意图；
32.图10为本技术一个实施例的电机转子的结构示意图；
33.图11为本技术实施例的电机转子的卡扣径宽w1与安全系数的关系图；
34.图12为本技术实施例的电机转子的卡扣数量n与安全系数的关系图。
35.附图标记表示为：
36.1、卡扣；2、连接臂；3、卡接臂；4、狭缝槽；5、非独立填充槽；6、q轴填充槽；7、轭部；8、齿部；9、齿靴部；10、端环；11、导磁通道；12、转子冲片。
具体实施方式
37.结合参见图1至图12所示，根据本技术的实施例，转子冲片转子冲片的转子外圆沿周向设置有多个卡扣1，卡扣1包括连接臂2和卡接臂3，连接臂2的一端连接在转子外圆上，连接臂2的另一端向着远离转子外圆的方向延伸，卡接臂3设置在连接臂2远离转子外圆的一端，卡接臂3沿转子外圆的周向向连接臂2的两侧延伸。
38.该转子冲片在外周设置有多个卡扣1，可以形成卡接结构，能够与外部结构进行配合，在转子冲片1形成的转子铁芯进行铸铝过程中，通过外部结构与转子外圆的卡接配合，对转子铁芯形成压力或者拉力，从而有效保证转子外圆尺寸，防止转子外圆变形，保证电机转子的成型质量。
39.本技术的方案，对转子冲片结构强度要求不高，可不改变冲片结构，保留最优电磁方案的情况下完成铸铝。
40.此卡扣1设计会增大铸铝过程中转子安全系数，无卡扣转子的安全系数在0.6-0.8，添加卡扣1后转子安全系数大于1。其有益效果可通过图11和图12体现，转子外圆添加卡扣1，在铸铝过程中转子安全系数会增大，且随卡扣径宽w1、卡扣数量n变化而变化，卡扣径宽w1越宽、卡扣1的数量n越多转子安全系数越大，转子结构强度越高，铸铝过程转子形变量越小。此处的卡扣径宽w1为连接臂2沿转子外圆周向方向上的宽度。
41.在一个实施例中，转子冲片上设置有狭缝槽4和填充槽，填充槽包括非独立填充槽5和q轴填充槽6，非独立填充槽5设置在狭缝槽4的两端，并与相应的狭缝槽4同层设置，q轴填充槽6沿q轴方向位于狭缝槽4的外侧。
42.同层的狭缝槽4和非独立填充槽5形成一层磁障层，同层的q轴填充槽6形成一层磁障层，相邻的磁障层之间形成导磁通道11，导磁通道11时磁力线闭合的主要路径。
43.在一个实施例中，卡扣1呈t型。t型卡扣结构简单，便于加工，而且更加容易与其他结构配合，形成稳定的卡接配合关系，更加方便对转子外圆形成有效的支撑，防止铸铝过程中转子外圆发生变形。
44.在一个实施例中，卡扣1的头部呈三角形、四边形或弧形。
45.在一个实施例中，卡扣1在转子外圆的周向均匀或不均匀分布。卡扣1在转子外圆的周向上的分布方式可以根据实际需要进行设置。
46.在一个实施例中，连接臂2沿周向方向的宽度为w1，单位为mm，其中r为转子外圆的半径，单位为mm。这是由于t型卡扣径宽w1过窄无法为转子外圆提供足够拉力，自身也不能承受足够拉力，难以在电机转子铸铝过程中维持转子外圆的形状不变，径宽w1过宽会导致外支撑工装预留宽度不够。
47.在一个实施例中，卡扣1的头部宽度为w2，单位为mm，w2满足(w1+2mm)≤w2≤1.136rπ，其中w1为连接臂2沿周向方向的宽度，单位为mm，r为转子外圆的半径，单位为mm。这是由于t型卡扣头宽过窄无法与外支撑工装形成配合，不能承受足够拉力，过宽会导致外
支撑工装预留宽度不够。
48.在一个实施例中，卡扣1的数量n满足其中w1为连接臂2沿周向方向的宽度，单位为mm，r为转子外圆的半径，单位为mm，从而保证卡扣在转子冲片的圆周上跨过的宽度，尽量在1～3个定子槽范围内。
49.在一个实施例中，卡扣1的总高度为h2，连接臂2的高度为h1，0.2％r《ag《0.6％r，h2《0.8ag，1/2h2《h1《2/3h2，其中ag为定子和转子间的气隙宽度，从而在保证卡扣1的设置不会影响气隙的作用的基础上，使得卡扣1的结构设计合理，可以具有足够的结构强度和配合空间，实现卡扣1与外支撑工装的有效配合。
50.根据本技术的实施例，电机转子包括由上述的转子冲片12叠置而成的转子铁芯。
51.根据本技术的实施例，外支撑工装用于与上述的电机转子配合，外支撑工装包括轭部7、齿部8和齿靴部9，齿部8位于轭部7的内圈，齿靴部9设置在齿部8远离轭部7的一端，并在电机转子铸铝时，使得齿靴部9与电机转子的卡扣1卡接，对电机转子形成压力或拉力。
52.电机转子在进行铸铝之前，需要将外支撑工装安装在电机转子外，并使得外支撑工装的齿靴部9卡入相邻的卡扣1之间形成的卡槽内，外支撑工装的齿靴部9的形状与相邻的卡扣1之间形成的卡槽的形状相适配，保证卡扣1的槽壁能够与齿靴部9的外周壁充分接触，使得外支撑工装与转子外圆之间通过卡扣1与齿靴部9的配合，形成良好的支撑和拉紧作用，之后对电机转子进行铸铝，由于外支撑工装对转子外圆提供了支撑力和拉力，因此可以在铸铝过程中，有效避免转子外圆由于受到铸铝作用而发生变形，改善电机转子在导条压铸时容易变形的问题，保证电机转子铸铝过程中的成型质量。
53.电机转子完成铸铝后，电机转子的填充槽内填充导电不导磁材料，并通过两端的端环形成短路连接，形成鼠笼结构。导电不导磁材料例如为铝或铝合金，也可以为铜等其他材料。
54.根据本技术的实施例，自起动同步磁阻电机包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。
55.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。
56.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。