电机及其电机转子的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种电机及其电机转子，该电机转子包括转子铁芯，转子铁芯上设置有磁钢槽，磁钢槽内设置有磁钢，电机转子还包括将磁钢限位在磁钢槽内的卡簧，转子铁芯的端部设置有卡槽，卡槽包括位于转子铁芯内的卡接部和从卡接部的两端延伸出转子铁芯的端部的穿出部；卡簧上设置有与卡槽相配合的卡扣部，且卡簧通过卡扣部与卡槽的配合连接固定在转子铁芯上。本发明中的电机转子的结构简单、对卡簧的固定可靠，进而可以保证卡簧对磁钢的压设作用，提高了对磁钢的固定效果，有效地解决了现有技术中的电机转子对磁钢的固定效果较差的问题。
【专利说明】电机及其电机转子
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电机领域，更具体地，涉及一种电机及其电机转子。
【背景技术】
[0002] 常见的永磁电机有异步启动永磁电机和变频永磁电机两类，永磁电机因具有良好 的运行性能和较高的效率，被广泛地运用在制冷压缩机中。目前，异步启动永磁电机和变频 永磁电机的转子大多采用挡板对磁钢进行限位固定。
[0003] 然而，采用挡板的方式对磁钢进行限位的效果较差，且安装挡板时需要使用铆钉 等支持元件，增加了成本和操作时间；并且，当磁钢磁性减弱时，磁钢会因挡板的遮挡作用 而无法更换。另外，当采用热套进行装配时，高温会导致磁钢磁性减弱，加之磁钢无法更换， 从而对电机的工作性能造成影响。
[0004] 现有技术中公开了一种卡簧固定磁钢式永磁电机的转子结构，其转子铁芯2套接 在曲轴1上，转子铁芯2的沉孔端采用铸铝的方法将磁钢完全挡住，构成一种完全封闭的止 口方式，另一端采用卡簧4的方式对磁钢槽6中的磁钢3进行限位，或者两端都采用卡簧4 的方式对磁钢槽6中的磁钢3进行限位；其中，卡簧4卡设在转子铁芯2上的卡簧槽5内。
[0005] 然而，上述的对磁钢的限位方式具有如下缺陷：
[0006] (1)该方案中的卡簧槽5的弧度大于卡簧4的弧度，卡簧4安装完成后，容易发生 旋转扭动，且卡簧槽5的槽口的地方较为薄弱，容易发生崩边，进而导致卡簧4从卡簧槽5 中脱落，从而采用这种方法对卡簧4进行限位固定的效果较差，无法保证卡簧3对磁钢3的 固定压设作用，使得磁钢3的固定效果较差。
[0007] (2)该方案中放置卡簧4的卡簧槽5需要在转子铸铝完成后逐个加工，这样耗时较 长，且在装夹转子的时候，容易造成转子的外圆变形。
[0008] (3)采用该方案对卡簧4进行限位，在更换磁钢3时，十分不便。
[0009] (4)该方案采用完全封闭的止口方式时，铸铝过多，导致电机所需启动电流较大， 启动电压较高，电机启动性能较差，
[0010] (5)采用完全封闭的止口方式会使漏磁严重，磁石的利用率大大降低，增加了磁石 成本，不利于降低电机体积。
【发明内容】
[0011] 本发明旨在提供一种电机及其转子，以解决现有技术的电机转子对磁钢的固定效 果较差的问题。
[0012] 为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种电机转子，包括转子铁 芯，转子铁芯上设置有磁钢槽，磁钢槽内设置有磁钢，电机转子还包括将磁钢限位在磁钢槽 内的卡簧，转子铁芯的端部设置有卡槽，卡槽包括位于转子铁芯内的卡接部和从卡接部的 两端延伸出转子铁芯的端部的穿出部；卡簧上设置有与卡槽相配合的卡扣部，且卡簧通过 卡扣部与卡槽的配合连接固定在转子铁芯上。
[0013] 进一步地，卡槽和卡扣部均为U型结构。
[0014] 进一步地，卡簧的横向截面为U型结构，且卡簧的两个侧边上均设置有卡扣部，且 卡槽对称地设置在转子铁芯的轴线的两侧，且卡簧的两个侧边上的卡扣部一一对应地设置 在轴线两侧的卡槽内。
[0015] 进一步地，卡簧的每个侧边的两端分别压设在不同的磁钢上。
[0016] 进一步地，转子铁芯上设置有沉头孔，且卡槽从沉头孔的侧壁朝向远离转子铁芯 的轴线方向延伸。
[0017] 进一步地，穿出部的远离转子铁芯的轴线的一侧设置有圆弧倒角。
[0018] 进一步地，卡簧的自由端上设置有夹持环，且夹持环朝向卡簧的内侧设置。
[0019] 进一步地，卡簧设置在转子铁芯的一端，且转子铁芯的另一端的磁钢槽的槽口处 设置有限位凸片，限位凸片从的磁钢槽的一个侧壁朝向磁钢槽的另一个侧壁延伸。
[0020] 进一步地，磁钢槽上设置有多个限位凸片，且多个限位凸片沿磁钢槽的周向设置。
[0021] 根据本发明的另一个方面，提供了一种电机，包括电机定子和设置在电机定子内 的电机转子，电机转子为上述的电机转子。
[0022] 进一步地，卡槽设置在转子铁芯的一端，且转子铁芯的另一端的磁钢槽的槽口的 开口面积小于磁钢的端面面积。
[0023] 本发明中的电机转子中的卡簧上设置有卡扣部，转子铁芯的端部设置有与卡扣部 相配合的卡槽，且卡槽包括位于转子铁芯内的卡接部和从卡接部的两端延伸出转子铁芯的 端部的穿出部，这样，将卡簧安装在转子铁芯上后，其卡扣部卡接在卡槽内，且卡扣部的两 端从卡槽的穿出部伸出，进而实现了对卡簧的有效固定，提高了对卡簧固定的稳定性，防止 其在转子工作的过程中从卡槽中脱出。
[0024] 可见，本发明中的电机转子的结构简单、对卡簧的固定可靠，进而可以保证卡簧对 磁钢的压设作用，提高了对磁钢的固定效果，有效地解决了现有技术中的电机转子对磁钢 的固定效果较差的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0025] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0026] 图1示意性示出了现有技术中的电机转子的俯视图；
[0027] 图2示意性示出了本发明中的电机转子的俯视图；
[0028] 图3示意性示出了图2中的A-A剖视图；
[0029] 图4示意性示出了图3中的卡簧的卡扣部的放大图；
[0030] 图5示意性示出了图2中的卡槽的放大图；
[0031] 图6示意性示出了卡簧正常状态的俯视图；
[0032] 图7示意性示出了卡簧被压缩安装时的俯视图；
[0033] 图8示意性示出了卡簧的侧视图；
[0034] 图9示意性示出了一个实施例中的转子铁芯的工艺孔端的结构示意图；以及
[0035] 图10示意性示出了另一个实施例中的的转子铁芯的工艺孔端的结构示意图。
[0036] 图中附图标记：1、曲轴；2、转子铁芯；3、磁钢；4、卡簧；5、卡簧槽；6、磁钢槽；10、 转子铁芯；11、卡槽；12、沉头孔；13、卡接部；14、穿出部；15、圆弧倒角；16、工艺孔；21、磁 钢槽；22、磁钢；23、限位凸片；30、卡簧；31、卡扣部；32、侧边；33、夹持环；40、鼠笼。
【具体实施方式】
[0037] 以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定 和覆盖的多种不同方式实施。
[0038] 根据本发明的一个方面，提供了一种电机转子，请参考图2至图9,该电机转子包 括转子铁芯10,转子铁芯10上设置有磁钢槽21，磁钢槽21内设置有磁钢22,电机转子还包 括将磁钢22限位在磁钢槽21内的卡簧30,转子铁芯10的端部设置有卡槽11，卡槽11包 括位于转子铁芯10内的卡接部13和从卡接部13的两端延伸出转子铁芯10的端部的穿出 部14 ;卡簧30上设置有与卡槽11相配合的卡扣部31，且卡簧30通过卡扣部31与卡槽11 的配合连接固定在转子铁芯10上。
[0039] 本发明中的电机转子中的卡簧30上设置有卡扣部31，转子铁芯10的端部设置有 与卡扣部31相配合的卡槽11，且卡槽11包括位于转子铁芯10内的卡接部13和从卡接部 13的两端延伸出转子铁芯10的端部的穿出部14,这样，将卡簧30安装在转子铁芯10上后， 其卡扣部31卡接在卡槽11内，且卡扣部31的两端从卡槽11的穿出部14伸出，进而实现 了对卡簧30的有效固定，提高了对卡簧30固定的稳定性，防止其在转子工作的过程中从卡 槽11中脱出。
[0040] 可见，本发明中的电机转子的结构简单、对卡簧30的固定可靠，进而可以保证卡 簧30对磁钢22的压设作用，提高了对磁钢22的固定效果，有效地解决了现有技术中的电 机转子对磁钢22的固定效果较差的问题。
[0041] 优选地，如图3和图4所示，卡槽11和卡扣部31均为U型结构。这种结构可以提 高卡槽11与卡扣部31连接的稳定性，使卡扣部31不容易从卡槽11内脱离。
[0042] 优选地，如图6和图7所示，卡簧30的横向截面为U型结构，且卡簧30的两个侧 边32上均设置有卡扣部31，且卡槽11对称地设置在转子铁芯10的轴线的两侧，且卡簧30 的两个侧边32上的卡扣部31-一对应地设置在轴线两侧的卡槽11内。这样，通过使卡簧 30的两个侧边32均卡设到卡槽11内，可以提高卡簧30的固定效果，进而提高卡簧30对磁 钢22的固定效果。优选地，卡槽11的卡接部13在转子铁芯10的横截面的延伸方向与转 子铁芯10的直径方向垂直。
[0043] 优选地，卡簧30的每个侧边32的两端分别压设在不同的磁钢22上。在本申请 中，转子铁芯10上设置有四个磁钢22,这些磁钢22环绕转子铁芯10的轴线设置，这样，通 过使卡簧30的每个侧边32的两端分别压设在不同的磁钢22上，可以保证该卡簧30对所 有的磁钢22均形成压设作用。
[0044] 优选地，转子铁芯10上设置有沉头孔12,且卡槽11从沉头孔12的侧壁朝向远离 转子铁芯10的轴线方向延伸。通过设置沉头孔12,并使卡槽11与沉头孔12连通，可以使 卡簧20比较方便地安装到卡槽11内。
[0045] 在本申请中，转子铁芯10的具有沉头孔12的一端为沉头孔端，具有工艺孔16的 一端为工艺孔端。优选地，在转子铁芯10的沉头孔端开有相对称的用于固定卡簧30的卡 槽11，两个卡槽11设置在沉头孔12的两个侧壁上。
[0046] 在装配时，先将磁钢22按照正确的磁极方向从转子铁芯10的沉孔端插入到磁钢 槽21内，然后利用卡簧钳或直接用手将卡簧30向内挤压，使卡簧30向内变形，将其安装到 转子铁芯10沉孔端的卡槽11中。
[0047] 发明优选地，穿出部14的远离转子铁芯10的轴线的一侧设置有圆弧倒角15。这 样设置可以保证卡簧30的卡扣部31始终处于卡槽11内，防止其从卡槽11内脱离。优选 地，圆弧倒角15设置在穿出部14的靠近沉头孔12的一侧。这样设置能够有效防止卡簧30 在转子运行过程中因略微旋转从卡槽11中滑出，并滑入沉头孔12内。
[0048] 优选地，卡簧30的自由端上设置有夹持环33,且夹持环33朝向卡簧30的内侧设 置。为便于安装，在卡簧30的末端设计出夹持环33,这样，可将将卡簧钳夹持在夹持环33 处。
[0049] 在本申请中，卡簧30通常选取刚性较好的弹性材料（如65Mn)，其直径D1取值 范围为0. 8?1. 6mm，保证卡簧30具备足够的强度能够卡在卡槽11内不脱落。卡簧30安 装的径向方向采用弹性设计，安装后卡簧30的单边偏离原来位置的角度的大小应在4°? 10°之间，图7表示卡簧安装后的状态。卡簧30安装轴向方向同样采用弹性设计，与水平 方向的初始夹角的大小在4°?10°之间，卡扣部31的高度为4?7倍卡簧30直径D1，卡 扣部31的底部的倒角半径小于2倍的卡簧直径D1 ;卡槽11的开口长度大于2倍的卡簧直 径D1，卡接部13的顶端的高度大于1. 5倍的卡簧直径D1，穿出部14的宽度的大小为1. 5? 2. 5倍的卡簧直径D1，卡接部13沿转子径向方向的延伸深度大于1. 5倍的卡簧直径D1。
[0050] 优选地，卡簧30设置在转子铁芯10的一端，且转子铁芯10的另一端的磁钢槽21 的槽口处设置有限位凸片23,限位凸片23从的磁钢槽21的一个侦幢朝向磁钢槽21的另一 个侧壁延伸。优选地，限位凸片23设置在转子铁芯10的具有沉头孔端的磁钢槽21的槽口 处，这样，磁钢槽21形成一种半开口的止口结构。
[0051] 优选地，磁钢槽21上设置有多个限位凸片23,且多个限位凸片23沿磁钢槽21的 周向设置。优选地，限位凸片23的总长度不小于0. 1倍的磁钢22的轴向长度，限位凸片23 的宽度为〇. 3?0. 8倍的磁钢22的径向宽度。优选地，转子铁芯10的沉头孔端设置有鼠 笼40。
[0052] 在本申请中，如图10所示，对转子铁芯10冲制时，在转子铁芯10工艺孔端的最后 1?5片硅钢片的磁钢槽21边缘冲制出2?6个限位凸片23,形成另一种半开口的止口结 构。装配时，先将磁钢22按照正确的磁极方向从转子铁芯10的沉头孔端插入到磁钢槽21 内，然后利用卡簧钳或直接用手将卡簧30向内挤压，使卡簧30向内变形，将其安装到转子 铁芯10的沉头孔端的卡槽11内，磁钢22由于受到限位凸片23和卡簧30的共同作用，进 而被限位固定，从而能够防止磁钢22在运行过程中移动。
[0053] 优选地，如图9所示，卡簧30设置在转子铁芯10的一端，且转子铁芯10的另一端 的磁钢槽21的槽口的开口面积小于磁钢22的端面面积。这样，便可以形成半卡口的止口 结构，进而使磁钢22的远离卡簧30的一端支撑在该槽口处。
[0054] 在本申请中，转子铁芯10由多个硅钢片叠加而成，而整体的磁钢槽21由每个硅钢 片上的磁钢槽21共同组成。使工艺孔端（转子铁芯10的远离卡簧30的一端）的最后1? 5片娃钢片的磁钢槽21的形状发生改变，使最后1?5片娃钢片上的磁钢槽21的长度小于 其他硅片上的磁钢槽21的长度，进而形成半开口的止口结构，这样，磁钢22的末端受到工 艺孔端最后1?5片硅钢片的支撑作用，在沉头孔端受到卡簧30的作用，从而被限位固定， 避免了磁钢22在运行过程中发生移动。如图9所示，在转子铁芯10的工艺孔端的端面上， 最后的1-5片硅钢片上的磁钢槽21的长度小于磁钢22的横截面长度，LI、L2分别为最后 的1-5片硅钢片上的磁钢槽21的两端与磁钢22的相应的两端之间的距离，为了便于拆卸 磁钢22,并保证硅钢片对磁钢22的支撑作用，L1、L2的大小选取为0. 1?0. 3倍的磁钢22 的横截面长度。
[0055] 可见，本发明中采用半开口的止口结构对卡簧30进行限位，在更换磁钢22时，十 分方便；并且，减少了铸错，减小了电机所需的启动电流，启动电压较低，电机启动性能较 好；另外，采用半开口的止口方式会使漏磁减轻，磁钢的利用率大大提高，降低了磁钢成本， 有利于降低电机体积。
[0056] 根据本发明的另一个方面，提供了一种电机，包括电机定子和设置在电机定子内 的电机转子，电机转子为上述的电机转子。
[0057] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种电机转子，包括转子铁芯（10)，所述转子铁芯（10)上设置有磁钢槽（21)，所述 磁钢槽（21)内设置有磁钢（22)，所述电机转子还包括将所述磁钢（22)限位在所述磁钢槽 (21)内的卡簧（30)，其特征在于： 所述转子铁芯（10)的端部设置有卡槽（11)，所述卡槽（11)包括位于所述转子铁芯 (10)内的卡接部（13)和从所述卡接部（13)的两端延伸出所述转子铁芯（10)的端部的穿 出部（14); 所述卡簧（30)上设置有与所述卡槽（11)相配合的卡扣部（31)，且所述卡簧（30)通过 所述卡扣部（31)与所述卡槽（11)的配合连接固定在所述转子铁芯（10)上。
2. 根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述卡槽（11)和所述卡扣部（31)均 为U型结构。
3. 根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述卡簧（30)的横向截面为U型结 构，且所述卡簧（30)的两个侧边（32)上均设置有所述卡扣部（31)，且所述卡槽（11)对称 地设置在所述转子铁芯（10)的轴线的两侧，且所述卡簧（30)的两个侧边（32)上的所述卡 扣部（31) -一对应地设置在所述轴线两侧的所述卡槽（11)内。
4. 根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述卡簧（30)的每个侧边（32)的两 端分别压设在不同的所述磁钢（22)上。
5. 根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯（10)上设置有沉头孔 (12)，且所述卡槽（11)从所述沉头孔（12)的侧壁朝向远离所述转子铁芯（10)的轴线方向 延伸。
6. 根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述穿出部（14)的远离所述转子铁 芯（10)的轴线的一侧设置有圆弧倒角（15)。
7. 根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述卡簧（30)的自由端上设置有夹 持环（33)，且所述夹持环（33)朝向所述卡簧（30)的内侧设置。
8. 根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述卡簧（30)设置在所述转子铁芯 (10)的一端，且所述转子铁芯（10)的另一端的所述磁钢槽（21)的槽口处设置有限位凸片 (23)，所述限位凸片（23)从所述的磁钢槽（21)的一个侧壁朝向所述磁钢槽（21)的另一个 侧壁延伸。
9. 根据权利要求8所述的电机转子，其特征在于，所述磁钢槽（21)上设置有多个所述 限位凸片（23)，且所述多个限位凸片（23)沿所述磁钢槽（21)的周向设置。
10. 根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述卡簧（30)设置在所述转子铁芯 (10)的一端，且所述转子铁芯（10)的另一端的所述磁钢槽（21)的槽口的开口面积小于所 述磁钢（22)的端面面积。
11. 一种电机，包括电机定子和设置在所述电机定子内的电机转子，其特征在于，所述 电机转子为权利要求1至10中任一项所述的电机转子。
【文档编号】H02K1/27GK104158328SQ201410441472
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月1日 优先权日:2014年9月1日
【发明者】高东东, 高明世, 陈华杰, 陈彬 申请人:珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司