一种内嵌式永磁同步电机转子铁芯的制作方法

本实用新型涉及电机领域，特别涉及一种内嵌式永磁同步电机转子铁芯。

背景技术：

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，其主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。电机按其结构和工作原理可以分为直流电机、异步电机、及同步电机，而同步电机通常又包括永磁同步电机、磁阻同步电机和磁带同步电机。

目前，电机的能效指标日益受到消费者及环保部门的重视，常用的串激电机、变频感应电机、直驱永磁无刷电机很难在效率上取得进一步突破，因此永磁同步电机以其低廉的价格和较高的能源利用效率在竞争上优势明显。永磁同步电机按照其转子结构形式可以分为永磁体表贴式和永磁体内嵌式，内嵌式永磁同步电机结构强度高，凸极比大，易于弱磁扩速，同时弱磁运行效率高，适用于低速和高速交替运行的应用场合，同时，永磁体的可靠固定式电机高低速交替运行是可靠性的一个基本保证。

传统的内嵌式永磁同步电机转子铁芯通常包括闭口型永磁体槽转子铁芯和开口型永磁体槽转子铁芯，闭口型永磁体槽转子铁芯直接采用闭口矩形永磁体槽，这样结构的永磁体虽然固定牢靠但漏磁严重；开口型永磁体槽转子铁芯直接采用开口式矩形永磁体槽，这样的结构强度不稳定，在运输或者搬运过程中铁芯容易变形。有鉴于此，实有必要开发一种内嵌式永磁同步电机转子铁芯，用以解决上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的不足之处，本实用新型的目的是提供一种内嵌式永磁同步电机转子铁芯，其能够抑制永磁体因离心力而向径向外侧偏移，还能够减少磁漏，提高能源利用效率，具有较高的市场应用价值。

为了实现根据本实用新型的上述目的和其他优点，提供了一种内嵌式永磁同步电机转子铁芯，包括若干片沿轴向依次层叠的转子冲片，每片转子冲片包括：冲片本体；开设于冲片本体上的通孔以及多个永磁体槽，其特征在于，永磁体槽的内端与通孔之间形成有内隔磁桥，永磁体槽的外端与冲片本体外周之间形成为外隔磁桥；且永磁体槽与外隔磁桥接触的两个角为圆角，且永磁体槽远离冲片本体的旋转中心的一侧设有顶紧部件。

优选的是，所述顶紧部件包括至少一个直角肩部；所述直角肩部位于永磁体槽的周向端面向上并面向内侧凸起，使得永磁体槽远离冲片本体的旋转中心的一侧形成外隔磁槽。

优选的是，所述顶紧部件包括外顶紧端；所述外顶紧端位于所述外隔磁槽的径向端面上并沿径向内侧凸起。

优选的是，肩部设有两个，分别对称地形成于永磁体槽两侧周向端面上。

优选的是，永磁体槽靠近所述旋转中心的一侧形成有内隔磁槽。

优选的是，内隔磁槽沿周向的宽度尺寸大于永磁体槽沿周向的宽度尺寸。

优选的是，内隔磁槽的径向端面上形成有沿径向外侧凸起的内顶紧端。

优选的是，外隔磁桥沿径向的宽度尺寸为0.30mm～0.50mm。

优选的是，通孔的侧壁上开设有若干个沿周向分布的转轴卡接槽。

优选的是，永磁铁槽(112)的内端周向宽度与永磁铁槽(112)外端周向宽度之比为1:0.85。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果是：

由于永磁体槽的内端与通孔之间形成有内隔磁桥，永磁体槽的远离冲片本体的旋转中心的一侧形成外隔磁槽外端与冲片本体的外周之间形成有外隔磁桥，在有效减少磁漏的同时能够防止转子铁芯在绕轴转动过程中沿径向的窜动，提高了转子运转的稳定性及能效转化效率。

附图说明

图1为根据本实用新型所述的内嵌式永磁同步电机转子铁芯的在实施例一中的立体图；

图2为根据本实用新型所述的内嵌式永磁同步电机转子铁芯中的转子冲片在实施例一中的俯视图；

图3为根据本实用新型所述的内嵌式永磁同步电机转子铁芯的在实施例二中的立体图；

图4为根据本实用新型所述的内嵌式永磁同步电机转子铁芯中的转子冲片在实施例二中的俯视图；

图5为根据本实用新型所述的内嵌式永磁同步电机转子铁芯的转子冲片在又一实施例中的俯视图。

附图标记说明：

1、2-铁芯；

11、21-转子冲片；

111、211-通孔；

112、212-永磁体槽；

1121、2121-肩部；

113、213-内隔磁桥；

114、214-磁极；

115、215-外隔磁桥；

116、216-外隔磁槽；

2161-外顶紧端；

117、217-内隔磁槽；

1171、2171-内顶紧端；

118、218-冲片本体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，本实用新型的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词均只针对如图1～图4所示的结构分配而言。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。

实施例一

图1及图2为本实用新型的实施例一所涉及的转子铁芯1的立体图及转子冲片11的俯视图，该转子铁芯1包括若干片沿轴向依次层叠的转子冲片11。转子冲片一般由硅钢片或钢片制成。

如图1所示，转子冲片11具有冲片本体118以及设在冲片本体118上的通孔111与多个永磁体槽112，通孔111设于冲片本体118的旋转中心处，多个永磁体槽112在冲片本体118的周向上呈放射状布置，相邻两个永磁体槽112限定出位于两者之间的磁极114，永磁体槽112的内端与通孔111之间形成有内隔磁桥113，永磁体槽112的外端与冲片本体118的外周之间形成有外隔磁桥115，若干片转子冲片11相互结合成一刚性整体使得若干片转子冲片11的通孔111相互连通形成用于安装转轴的转轴通孔，而若干片转子冲片11的每个永磁体槽112相互连通形成用于安装永磁体的永磁体安装槽。在优选的实施方式中，永磁体槽112在周向上均匀地设有8个，同时，磁极114在周向上也均匀地设有8个。内隔磁桥113限制了永磁体向径向内侧窜动，外隔磁桥115能够增强铁芯强度，保证了转子铁芯的转动稳定性。

通常，永磁体槽112设置成沿径向延伸的矩形结构，相应地，永磁体也设置成与之相适应的矩形结构。在优选的实施方式中，永磁体槽112设置成梯形结构，其沿周向的宽度尺寸在随半径扩大的同时呈逐渐缩小之势，相应地，永磁体也设置成与之相适应的梯形结构，进一步地，永磁体槽112的内端周向宽度与永磁体槽112的外端周向宽度之比为1:0.85。采用梯形结构能够使得永磁体在永磁体槽112内随着转子的转动在离心力作用下被永磁体槽112的周向端面逐渐抱紧，防止永磁体的内外径向窜动，进一步保证了转子铁芯的转动稳定性。

如图2所示，通孔111的侧壁上开设有若干个沿周向分布的转轴卡接槽。转轴卡接槽能够使得转子铁芯1与转轴卡接得更加紧密，防止在转动过程汇总两者发生打滑。

如图2中的局部放大区域所示，永磁体槽112的周向端面向内侧凸起有至少一个直角肩部1121，使得永磁体槽112远离冲片本体118的旋转中心的一侧形成外隔磁槽116。外隔磁槽116成为外侧磁通屏障，能够进一步防止磁通在径向外端上的泄露，提高了能量转化效率。在本申请一方面实施例中，所述外隔磁槽116中注塑有不导磁的注塑体用来加固永磁体槽112中的磁体。

优选的实施方式中，永磁体槽(112、212)与外隔磁桥(115、215)接触的两个角为圆角。冲片加工过程中，加工圆角对加工刀片的损伤更小，可以延长刀片寿命。

在优选的实施方式中，肩部1121设有两个，分别对称地形成于永磁体槽112的两侧周向端面上。

如图2中的另一个局部放大区域所示，永磁体槽112的靠近所述旋转中心的一侧形成有内隔磁槽117。进一步地，内隔磁槽117沿周向的宽度尺寸大于永磁体槽112沿周向的宽度尺寸。内隔磁槽117成为内侧磁通屏障，能够进一步防止磁通在径向内端上的泄露，提高了能量转化效率，同时，由于永磁体槽112在内端上彼此相隔距离较小，容易导致相邻两个永磁体产生的磁通在内端附近相互影响，因此，内隔磁槽117沿周向的宽度尺寸大于永磁体槽112沿周向的宽度尺寸能够减少这种影响，从而提高转子铁芯的转动稳定性。

进一步地，内隔磁槽117的径向端面上形成有沿径向外侧凸起的内顶紧端1171，在优选的实施方式中，内顶紧端1171与永磁体槽112的内端面相齐平，从而使得永磁体在永磁体槽112的内端能够得到充分支撑。

在优选的实施方式中，外隔磁桥115沿径向的宽度尺寸为0.30mm～0.50mm。

实施例二

图3及图4为本实用新型的实施例一所涉及的转子铁芯2的立体图及转子冲片21的俯视图，该转子铁芯2包括若干片沿轴向依次层叠的转子冲片21。转子冲片一般由硅钢片或钢片制成。

如图3所示，转子冲片21具有冲片本体218以及设在冲片本体218上的通孔211与多个永磁体槽212，通孔211设于冲片本体218的旋转中心处，多个永磁体槽212在冲片本体218的周向上呈放射状布置，相邻两个永磁体槽212限定出位于两者之间的磁极214，永磁体槽212的内端与通孔211之间形成有内隔磁桥213，永磁体槽212的外端与冲片本体218的外周之间形成有外隔磁桥215，若干片转子冲片21相互结合成一刚性整体使得若干片转子冲片21的通孔211相互连通形成用于安装转轴的转轴通孔，而若干片转子冲片21的每个永磁体槽212相互连通形成用于安装永磁体的永磁体安装槽。在优选的实施方式中，永磁体槽212在周向上均匀地设有8个，同时，磁极214在周向上也均匀地设有8个。内隔磁桥213限制了永磁体向径向内侧窜动，外隔磁桥215能够防止转子铁芯在绕轴转动过程中向径向外侧窜动，保证了转子铁芯的转动稳定性。

通常，永磁体槽212设置成沿径向延伸的矩形结构，相应地，永磁体也设置成与之相适应的矩形结构。在优选的实施方式中，永磁体槽212设置成梯形结构，其沿周向的宽度尺寸在随半径扩大的同时呈逐渐缩小之势，相应地，永磁体也设置成与之相适应的梯形结构，进一步地，永磁体槽212的内端周向宽度与永磁体槽212的外端周向宽度之比为1:0.9。采用梯形结构能够使得永磁体在永磁体槽212内随着转子的转动在离心力作用下被永磁体槽212的周向端面逐渐抱紧，防止永磁体的内外径向窜动，进一步保证了转子铁芯的转动稳定性。

如图4所示，通孔211的侧壁上开设有若干个沿周向分布的转轴卡接槽。转轴卡接槽能够使得转子铁芯2与转轴卡接得更加紧密，防止在转动过程汇总两者发生打滑。

如图4中的局部放大区域所示，永磁体槽212的周向端面上形成有至少一个肩部2121。进一步地，肩部2121沿永磁体槽212的内侧凸起使得永磁体槽212远离冲片本体218的旋转中心的一侧形成外隔磁槽216。外隔磁槽216成为外侧磁通屏障，能够进一步防止磁通在径向外端上的泄露，提高了能量转化效率。在优选的实施方式中，肩部2121设有两个，分别对称地形成于永磁体槽212的两侧周向端面上。

在优选的实施方式中，外隔磁槽216的径向端面上形成有沿径向内侧凸起的外顶紧端2161，外顶紧端2161的顶点与永磁体槽212的外端面相齐平，从而使得永磁体在永磁体槽212的外端能够得到充分支撑。

如图4中的另一个局部放大区域所示，永磁体槽212的靠近所述旋转中心的一侧形成有内隔磁槽217。进一步地，内隔磁槽217沿周向的宽度尺寸大于永磁体槽212沿周向的宽度尺寸。内隔磁槽217成为内侧磁通屏障，能够进一步防止磁通在径向内端上的泄露，提高了能量转化效率，同时，由于永磁体槽212在内端上彼此相隔距离较小，容易导致相邻两个永磁体产生的磁通在内端附近相互影响，因此，内隔磁槽217沿周向的宽度尺寸大于永磁体槽212沿周向的宽度尺寸能够减少这种影响，从而提高转子铁芯的转动稳定性。

在本申请一方面实施例中，所述内隔磁槽217中注塑有不导磁的注塑体用来加固永磁体槽112中的磁体。

进一步地，内隔磁槽217的径向端面上形成有沿径向外侧凸起的内顶紧端2171，在优选的实施方式中，内顶紧端2171的顶点与永磁体槽212的内端面相齐平，从而使得永磁体在永磁体槽212的内端能够得到充分支撑。

在优选的实施方式中，外隔磁桥215沿径向的宽度尺寸为0.40mm～0.50mm。

在本实用新型的其他实施例中，的内嵌式永磁同步电机转子铁芯的转子冲片11还可以如图5中所示。在本实施例中，该转子冲片11的构造与上述实施例二中转子冲片存在以下区别点，外隔磁槽的径向端面上仅有外顶紧端2161，利用外顶紧端2161将永磁体固定。

这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。