一种转子冲片及分段斜极式永磁同步电机转子的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种转子冲片及分段斜极式永磁同步电机转子，前者的冲片本体上形成有自扣紧组件，自扣紧组件包括在冲片本体的两个端面上分别形成的凹扣及凸扣，凸扣与凹扣在冲片本体的轴向上对齐，且具有互补形状；后者通过上述转子冲片叠压形成各段转子铁心单元。本实用新型的转子冲片通过在其端面上形成包括凸扣和凹扣在内的自扣紧组件，使结构相同的转子冲片可通过将前一顺序位转子冲片的凸扣压入后一顺序位转子冲片的对应位置处的凹扣内的结构叠压在一起，形成转子或者转子铁心单元且不会松散，而无需借助专用的叠压工装或者其他紧固件，因此可以降低各类电机转子的制造难度及增加叠压成型的精度，进而可以相应地提高转子的生成效率。
【专利说明】一种转子冲片及分段斜极式永磁同步电机转子
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电机【技术领域】，尤其涉及用于形成电机转子的转子冲片及利用该种转子冲片形成的分段斜极式永磁同步电机转子。
【背景技术】
[0002]永磁同步电机由于其具有较高的功率密度和高效节能的优点，目前在新能源汽车上多采用永磁同步电机作为动力输出驱动装置；然而由于齿槽效应和磁场非正弦性的影响，永磁同步电机往往都有较大的齿谐波、齿槽转矩以及转矩脉动，这大大影响了永磁同步电机的出力，同时还会使永磁电机产生较大的振动和噪声，因此，现在提出了采用定子斜槽或转子斜极结构来消除齿谐波、齿槽转矩以及转矩脉动的方案，其中的转子斜极结构即是在转子冲片叠压成的转子铁心的一段轴向长度内，用工艺和工装保证同一位置上的磁钢槽在圆周方向产生一定的角度差。
[0003]由于永磁同步电机的结构特点和生产装配工艺原因，永磁同步电机多采用转子分段斜极的结构来实现转子斜极，以达到消弱齿谐波、齿槽转矩以及转矩脉动的目的。目前，实现转子分段斜极的方法主要包括如下步骤:
[0004]步骤1:先将设计好的转子铁心沿长度方向拆分成若干段进行制造；
[0005]步骤2:每段转子铁心采用对齐槽形的方法通过专用的叠压工装叠压成一个转子铁心单元；
[0006]步骤3:在每个转子铁心单元的磁钢槽内装入磁钢；
[0007]步骤4:按照使各转子铁心单元的位于同一位置上的磁钢槽在圆周方向产生一定的同方向角度差的要求，利用紧固件将所有转子铁心单元拼装在一起形成分段斜极的转子铁心。
[0008]该种实现转子分段斜极的方法不仅需要利用专用叠压工装分别叠压形成每个转子铁心单元，还需要利用紧固件将各转子铁心单片拼接在一起，这无疑增加了该种分段斜极的永磁同步电机转子的制造难度及精度，相应地也大大降低了转子的生成效率，除此之夕卜，现有的各种叠压及拼装结构还存在转子整体性差和可靠性低的问题。另外，转子冲片需要利用专用叠压工装叠压形成转子的问题同样存在于制造其他类型的电机转子中。
实用新型内容
[0009]本实用新型实施例的目的是为了解决上述缺陷，提供一种可以简化电机转子叠压成型工艺的转子冲片结构及可以简化制造工艺的分段斜极式永磁同步电机转子结构。
[0010]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种转子冲片，包括冲片本体，所述冲片本体具有在冲片本体的轴向上贯穿冲片本体的磁钢槽口，所述冲片本体的内圈具有沿所述冲片本体的径向向内凸设的连接键块，所述冲片本体上形成有自扣紧组件，所述自扣紧组件包括在冲片本体的一个端面上形成的凹扣及在冲片本体的另一个端面上形成的凸扣，所述凸扣与所述凹扣在所述冲片本体的轴向上对齐，所述凸扣及凹扣具有互补形状。
[0011]优选的是，所述凹扣的内表面具有用于引导对应凸扣压入的导向斜面。
[0012]优选的是，所述凹扣的内表面的形状为圆锥形。
[0013]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种分段斜极式永磁同步电机转子，包括拼接在一起的各段转子铁心单元，所述各段转子铁心单元由对应的转子冲片单独叠压而成，所述转子冲片为上述任一种所述的转子冲片，每段转子铁心单元的所有转子冲片通过使前一顺序位的转子冲片的凸扣压入后一顺序位的转子冲片的对应位置处的凹扣内的结构叠压在一起。
[0014]优选的是，前一顺序位的转子铁心单元的最外侧转子冲片的凸扣压入后一顺序位的转子铁心单元的最内侧转子冲片的对应位置处的凹扣内。
[0015]优选的是，所述转子还包括转子支架和外侧转子端板，所述转子支架在所述转子轴向上的一端形成有定位台肩，各段转子铁心单元按照所述顺序位依次套设在所述转子支架上，且各段转子铁心单元与所述转子支架进行键连接，所述外侧转子端板固定在所述转子支架的在所述转子轴向上的另一端的端面上，以将各段转子铁心单元夹设在所述定位台肩与所述外侧转子端板之间。
[0016]优选的是，所述转子还包括内侧转子端板，所述内侧转子端板套设在所述转子支架上，并抵靠在所述定位台肩上，各段转子铁心单元夹设在所述内侧转子端板与所述外侧转子端板之间。
[0017]优选的是，与所述外侧转子端板相贴合的转子冲片的凸扣嵌入所述外侧转子端板在对应位置处设置的凹槽内。
[0018]优选的是，所述转子包括单独形成的三段转子铁心单元。
[0019]优选的是，后一顺序位的转子铁心单元的磁钢槽相对前一顺序位的转子铁心单元的对应位置处的磁钢槽沿顺时针或者逆时针方向偏转的角度等于所述转子的相邻磁极间间隔的机械角度的一半。
[0020]本实用新型的有益效果为:本实用新型的转子冲片通过在其冲片本体的两个端面上形成包括凸扣和凹扣在内的自扣紧组件，使结构相同的所有转子冲片可通过将前一顺序位的转子冲片的凸扣压入后一顺序位的转子冲片的对应位置处的凹扣内的结构叠压在一起，形成转子或者转子铁心单元且不会松散，而无需借助专用的叠压工装或者其他紧固件完成相应的叠压成型操作，由此可见，本实用新型的转子冲片可以降低分段斜极式永磁同步电机转子及其他类型电机转子的制造难度及增加叠压成型的精度，进而可以相应地提高相应转子的生成效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为根据本实用新型所述转子冲片的一种实施结构的主视图；
[0022]图2为图1中A-A向剖视图；
[0023]图3为根据本实用新型所述分段斜极式永磁同步电机转子的一段转子铁心单元的一种实施结构的立体图；
[0024]图4为根据本实用新型所述分段斜极式永磁同步电机转子的一种实施结构的纵向剖视图；
[0025]图5示出了图4所示分段斜极式永磁同步电机转子的斜极结构。
[0026]附图标记说明:
[0027]2-转子冲片；21-磁钢槽口；
[0028]22-自扣紧组件； 221-凸扣；
[0029]222-凹扣；23-连接键块；
[0030]2A、2B、2C_转子铁心单元； 21A-磁钢槽；
[0031 ] 23A-连接键；3-连接键槽；
[0032]4-内侧转子端板；5-外侧转子端板；
[0033]6-转子支架；61-定位台肩；
[0034]61A-转子支架的一端；61B-转子支架的另一端；
[0035]7-磁钢。
【具体实施方式】
[0036]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0037]如图1和图2所示，本实用新型的转子冲片2包括冲片本体，冲片本体具有在冲片本体的轴向上贯穿冲片本体的磁钢槽口 21，冲片本体的内圈具有沿冲片本体的径向向内凸设的连接键块23，在将各转子冲片2叠压在一起形成电机转子时，各转子冲片2的相同位置处的磁钢槽口 21沿转子轴向相互对齐形成转子的磁钢槽，各转子冲片的连接键块23沿转子轴向相互对齐形成转子的连接键，转子通过该连接键与转子转轴上的连接键槽3配合实现限制转子相对转子转轴转动方式的安装；本实用新型的转子冲片2与现有转子冲片不同的是，本实用新型转子冲片2的冲片本体上形成有自扣紧组件22，该自扣紧组件22包括在冲片本体的一个端面上形成的凹扣222及在冲片本体的另一个端面上形成的凸扣221，凹扣222和凸扣221具有互补形状，使凸扣221可以可靠地压入凹扣222内，在此，凸扣221在与凹扣222具有互补形状的基础上缺少不影响二者可靠结合的部分应该被认为是互补形状的等同实施方式。基于该自扣紧组件22的结构特征，其可采用一次冲压成型的方式形成凸扣221和凹扣222。这样，在利用本实用新型的转子冲片叠压形成转子时，可通过使前一顺序位的转子冲片的凸扣221压入后一顺序位的转子冲片的对应位置处的凹扣222内的结构，将所有转子冲片叠压在一起形成转子，在此，该前一顺序位和后一顺序位应理解为是相邻两个转子冲片2中的前一顺序位的转子冲片及后一顺序位的转子冲片。该种叠压方式无需使用任何专用叠压工装及紧固件，非常易于操作，可以大大提高转子的生产效率。
[0038]为了便于将前一顺序位的转子冲片的凸扣221压入后一顺序位的转子冲片的对应位置处的凹扣222内，该凹扣222的内表面特别是具有用于引导对应凸扣221压入的导向斜面，例如凹扣222的内表面可采用圆锥形、三角锥、圆台形等形成有导向斜面的形状。
[0039]如图1所示，该自锁扣组件22可设置在磁钢槽口 21的内侦彳，且围绕冲片本体的圆心在同一圆周上均匀分布，自锁扣组件22的数量例如可与磁钢槽口 21的数量相当。
[0040]由于分段斜极式永磁同步电机转子需要进行分段叠压及拼装成型，所以，利用本实用新型的转子冲片2叠压成型分段斜极式永磁同步电机转子的优势将更为突出。如图1至图5所示，本实用新型的分段斜极式永磁同步电机转子与现有分段斜极式永磁同步电机转子一样，均包括各段转子铁心单元，图4所示的实施例包括三段转子铁心单元2A、2B、2C，各段转子铁心单元2A、2B、2C由对应的转子冲片单独叠压而成，以转子铁心单元2A为例说明各段转子铁心单元的基本结构，转子铁心单元2A具有在转子轴向上贯穿转子铁心单元2A的磁钢槽21A，转子铁心单元2A的各磁钢槽内安装有磁钢7，转子铁心单元2A的内圈上具有沿转子轴向延伸的连接键23A，各段转子铁心单元的结构要求使得:在将各段转子铁心单元按照顺序位以使各段转子铁心单元的连接键在转子轴向上相互对齐的方式拼接在一起时，后一顺序位的转子铁心单元的磁钢槽相对前一顺序位的转子铁心单元的对应位置处的磁钢槽沿顺时针或者逆时针方向偏转预定角度，以实现转子斜极；本实用新型的分段斜极式永磁同步电机转子与现有分段斜极式永磁同步电机转子不同的是，其用于叠压形成各段转子铁心单元的转子冲片为上述转子冲片2，每段转子铁心单元的所有转子冲片2通过使前一顺序位的转子冲片的凸扣压入后一顺序位的转子冲片的对应位置处的凹扣内的结构叠压在一起。在此，为了满足上述转子斜极的要求，叠压形成不同段转子铁心单元的转子冲片的磁钢槽口应该进行相应的偏转。
[0041]为了增强分段斜极式永磁同步电机转子的整体性，可使前一顺序位的转子铁心单元的最外侧转子冲片的凸扣压入后一顺序位的转子铁心单元的最内侧转子冲片的对应位置处的凹扣内，即在转子铁心单元之间也通过自锁扣组件22进行自锁扣连接，这要求不同段转子铁心单元的转子冲片的自锁扣组件22也需要进行相应角度的偏转。
[0042]上述转子可通过各段转子铁心单元的连接键直接安装在转子转轴上，但这会增加电机总装的难度，为了解决该问题，本实用新型的转子还包括转子支架6和外侧转子端板
5,转子支架6在转子轴向上的一端6A形成有定位台肩61,各段转子铁心单元按照要求的顺序位依次套设在转子支架6上，且各段转子铁心单元与转子支架6进行键连接，即各段转子铁心单元的连接键与转子支架6上的沿转子轴向延伸的连接键槽3进行键连接，以限制各段转子铁心单元相对转子支架6转动，外侧转子端板5例如通过紧固件8固定在转子支架6的在转子轴向上的另一端6B的端面上，以将各段转子铁心单元夹设在定位台肩61与外侧转子端板5之间，限制各段转子铁心单元相对转子支架6在转子轴向上滑动。通过该种结构，本实用新型的转子在进行电机总装时，可直接通过转子支架与转子转轴之间的键连接完成整个转子的安装。在本实施例的基础上，与外侧转子端板5相贴合的转子冲片的凸扣221可嵌入外侧转子端板5在对应位置处设置的凹槽内，以增加外侧转子端板5和转子冲片间的接触面积，增加紧固强度。
[0043]为了能够有效保护转子铁心单元及获得较好的隔磁效果，该转子还可以包括内侧转子端板4，内侧转子端板4套设在所述转子支架6上，并抵靠在定位台肩61上，各段转子铁心单元具体夹设在内侧转子端板4与外侧转子端板5之间。
[0044]经过大量试验的反复研究，后一顺序位的转子铁心单元的磁钢槽相对前一顺序位的转子铁心单元的对应位置处的磁钢槽沿顺时针或者逆时针方向偏转的角度等于所述转子的相邻磁极间间隔的机械角度的l/(n_l)时，转子分段间轴向漏磁较小，此时无需在相邻两段转子铁心单元之间设置隔磁材料，其中η为转子铁心单元的总段数。对于分三段斜极的实施例，如图5所示，后一顺序位的转子铁心单元的磁钢槽相对前一顺序位的转子铁心单元的对应位置处的磁钢槽沿顺时针或者逆时针方向偏转的角度α等于所述转子的相邻磁极间间隔的机械角度的一半，第三顺序位的转子铁心单元2C的磁钢槽相对第一顺序位的转子铁心单元2Α的对应位置处的磁钢槽沿顺时针或者逆时针方向偏转2 α。
[0045]以上依据图式所示的实施例详细说明了本实用新型的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型不以图面所示限定实施范围，凡是依照本实用新型的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种转子冲片，包括冲片本体，所述冲片本体具有在冲片本体的轴向上贯穿冲片本体的磁钢槽口，所述冲片本体的内圈具有沿所述冲片本体的径向向内凸设的连接键块，其特征在于，所述冲片本体上形成有自扣紧组件，所述自扣紧组件包括在冲片本体的一个端面上形成的凹扣及在冲片本体的另一个端面上形成的凸扣，所述凸扣与所述凹扣在所述冲片本体的轴向上对齐，所述凸扣及凹扣具有互补形状。
2.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述凹扣的内表面具有用于引导对应凸扣压入的导向斜面。
3.根据权利要求1或2所述的转子冲片，其特征在于，所述凹扣的内表面的形状为圆锥形。
4.一种分段斜极式永磁同步电机转子，包括拼接在一起的各段转子铁心单元，所述各段转子铁心单元由对应的转子冲片单独叠压而成，其特征在于，所述转子冲片为权利要求1、2或3中任一项所述的转子冲片，每段转子铁心单元的所有转子冲片通过使前一顺序位的转子冲片的凸扣压入后一顺序位的转子冲片的对应位置处的凹扣内的结构叠压在一起。
5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，前一顺序位的转子铁心单元的最外侧转子冲片的凸扣压入后一顺序位的转子铁心单元的最内侧转子冲片的对应位置处的凹扣内。
6.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述转子还包括转子支架和外侧转子端板，所述转子支架在所述转子轴向上的一端形成有定位台肩，各段转子铁心单元按照所述顺序位依次套设在所述转子支架上，且各段转子铁心单元与所述转子支架进行键连接，所述外侧转子端板固定在所述转子支架的在所述转子轴向上的另一端的端面上，以将各段转子铁心单元夹设在所述定位台肩与所述外侧转子端板之间。
7.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，所述转子还包括内侧转子端板，所述内侧转子端板套设在所述转子支架上，并抵靠在所述定位台肩上，各段转子铁心单元夹设在所述内侧转子端板与所述外侧转子端板之间。
8.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，与所述外侧转子端板相贴合的转子冲片的凸扣嵌入所述外侧转子端板在对应位置处设置的凹槽内。
9.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述转子包括单独形成的三段转子铁心单元。
10.根据权利要求9所述的转子，其特征在于，后一顺序位的转子铁心单元的磁钢槽相对前一顺序位的转子铁心单元的对应位置处的磁钢槽沿顺时针或者逆时针方向偏转的角度等于所述转子的相邻磁极间间隔的机械角度的一半。
【文档编号】H02K21/02GK204030764SQ201420506214
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】李大伟, 刘辉, 吴刚, 任庆, 石华山 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司