本实用新型属于电机技术领域，具体提供一种电机及其铜转子结构。
背景技术：
随着电动汽车的飞速发展，感应电机的使用越来越广泛。传统的感应电机普遍采用铸铝转子，但是铸铝转子具有损耗大、体积大、效率低和功率密度低的缺点。
为了提高电机的效率和功率密度，铜转子被越来越多的场合应用，尤其是被应用到电动汽车上。铜转子通常是将铜导条插入转子铁芯，然后再通过转子端环将铜导条的两端进行固定。但是由于铜的密度较高，使得电机在高转速运行时，铜导条施加到转子铁芯和转子端环上的离心力很大，容易导致转子铁芯和转子端环发生形变，甚至断裂。
相应地，本领域需要一种电机转子结构来解决上述问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有的铜转子在电机高速运转时因离心力较大容易发生形变的问题，本实用新型提供了一种用于电机的铜转子结构，所述铜转子结构包括设置有转子槽的转子铁芯、转子端环和铜导条，所述转子铁芯的两端分别设置有所述转子端环，所述铜导条穿过所述转子槽后两端分别与所述转子端环连接；所述转子端环包括第一铜合金端环，所述第一铜合金端环与所述转子铁芯的端部相抵靠。
在上述铜转子结构的优选技术方案中，所述第一铜合金端环沿其轴线方向设置有第一端环槽，所述铜导条的两端分别穿过所述第一端环槽。
在上述铜转子结构的优选技术方案中，所述转子端环还包括至少一个纯铜端环，所述至少一个纯铜端环中的一个与所述第一铜合金端环相抵靠。
在上述铜转子结构的优选技术方案中，每个所述纯铜端环沿其轴线方向设置有第二端环槽，所述铜导条的两端分别穿过所述第二端环槽。
在上述铜转子结构的优选技术方案中，所述转子端环还包括第二铜合金端环，所述第二铜合金端环与所述铜导条的两端分别固定连接。
在上述铜转子结构的优选技术方案中，所述第二铜合金端环沿其轴线方向设置有第三端环槽，所述铜导条的两端分别穿过所述第三端环槽。
在上述铜转子结构的优选技术方案中，所述转子端环还包括至少一个第三铜合金端环，所述至少一个第三铜合金端环设置在所述第一铜合金端环和所述第二铜合金端环之间。
在上述铜转子结构的优选技术方案中，所述转子铁芯包括多个叠压在一起的硅钢片。
在上述铜转子结构的优选技术方案中，所述铜导条设置成无氧铜材质或脱氧铜材质。
此外，本实用新型还提供了一种电机，所述电机包括上述铜转子结构的优选技术方案中任一项所述的铜转子结构。
本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的优选技术方案中，通过在转子铁芯的两端分别设置第一铜合金端环，并使每一个第一铜合金端环分别与转子铁芯的端部相抵靠，使得铜导条的两端在铜导条穿过转子铁芯之后能够与第一铜合金端环相连接。由于转子铁芯的两端所承受的铜导条的离心力最大，因此通过本实用新型的上述优选实施方案能够使第一铜合金端环来分担或完全承受该处的铜导条的离心力。
本领域技术人员能够理解的是，由于铜合金具有很高的机械强度，所以通过第一铜合金端环的设置能够防止转子在高速运转时发生形变。
进一步，通过在转子铁芯的两端分别设置多个具有良好电性能的纯铜端环，使得转子端环在整体上具有较高机械强度的同时还具有良好的导电性能。
附图说明
下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
图1是本实用新型的铜转子结构的剖面示意图；
图2是本实用新型的铜合金端环的主视图。
附图标记列表：
1、转轴；2、转子铁芯；3、铜导条；4、转子端环；41第一铜合金端环；411、第一端环槽；42、纯铜端环；43、第二铜合金端环。
具体实施方式
本领域技术人员应当理解的是，本节实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。例如，虽然附图中的各部件之间是按一定比例关系绘制的，但是这种比例关系并非一成不变，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本实用新型的保护范围。
需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
虽然图中并未示出，但是本实用新型的电机主要包括机壳、定子、转子和转轴1，该机壳、定子、转子和转轴1沿径向由外到内依次布置。在本实用新型的优选实施方案中，转子设置为铜转子结构。
如图1所示，本实用新型的铜转子结构主要包括转子铁芯2、铜导条3和转子端环4。其中，转子铁芯2沿其轴线方向设置有转子槽(图中未示出)。铜导条3的两端在铜导条3穿过转子槽之后裸露在转子铁芯2的两端。铜导条3的每一端分别连接有一个转子端环4，使得多根铜导条3通过转子端环4实现电连接。
在本实用新型的优选实施方案中，转子铁芯2由多个硅钢片冲制叠压而成，并且每个硅钢片上都设置有多个槽孔，使得所有的硅钢片叠加在一起之后能够借助该槽孔能够形成转子槽。此外，本领域技术人员还可以根据需要，将转子铁芯2设置成其他任何可行的形式，例如，将转子铁芯2设置成一个整体结构。
进一步，在本实用新型的优选实施方案中，所有的铜导条3都采用无氧铜、脱氧铜或其他纯铜材质制成。或者本领域技术人员还可以根据需要，使用其他的铜材质或铜合金制作铜导条3。
如图1和图2所示，本实用新型的转子端环4主要包括第一铜合金端环41和多个纯铜端环42。其中，第一铜合金端环41沿其轴线方向设置有第一端环槽411，纯铜端环42沿其轴线方向设置有第二端环槽(图中未标示)。在装配好的状态下，铜导条3的两端分别穿过第一端环槽411和第二端环槽，并且分别与第一铜合金端环41和纯铜端环42连接。该连接优选地为焊接，或者本领域技术人员还可以根据需要采用其他连接方式，例如过盈配合连接方式。
如图1所示，在装配好的状态下，两个第一铜合金端环41分别与转子铁芯2的两端相抵靠，以便第一铜合金端环41能够分担转子铁芯2或完全承受铜导条3伸出转子铁芯2的部分在转子运转过程中产生的离心力。由于铜合金具有较高的机械强度，所以第一铜合金端环41的设置能够允许电机的铜转子结构在高转速下运行，而不会因铜导条3在转动过程中产生的离心力发生形变。
在本实用新型的优选实施方案中，第一铜合金端环41采用具有高强度、高硬度的铜合金材料制成。示例性地，该铜合金可以是K75铜，该K75铜的主要组成元素包括铜、铬、硅和钛。
进一步，在本实用新型的优选实施方案中，纯铜端环42优选地采用脱氧铜制成，以便提高转子端环4的导电性能。
继续参阅图1，相对于上述的实施方案，在另一个可选地实施方案中，本实用新型的转子端环4还包括第二铜合金端环43，该第二铜合金端环43沿其轴线方向设置有第三端环槽(图中未标示)。在装配好的状态下，铜导条3的两端分别穿过第三端环槽并分别与对应的第二铜合金端环43固定连接，以便进一步提高转子端环4的机械强度。或者本领域技术人员还可以根据需要，省去第三端环槽的设置，使铜导条3的两端分别与第二铜合金端环43端面焊接在一起。此外，本领域技术人员还可以根据需要，省去第一铜合金端环41的设置，只保留第二铜合金端环43。
在本实用新型的优选实施方案中，第二铜合金端环43与第一铜合金端环41所采用的材质相同。或者本领域技术人员还可以根据需要，使第二铜合金端环43采用与第一铜合金端环41不同的铜合金材质制成。
进一步，虽然图中并未示出，但是本领域技术人员还可以根据需要，在第一铜合金端环41和第二铜合金端环43之间设置第三铜合金端环，以便使铜转子结构能够适应更高的转速。优选地，第三铜合金端环与第一铜合金端环41所采用的材质相同。或者本领域技术人员还可以根据需要，使第三铜合金端环采用与第一铜合金端环41不同的铜合金材质制成。其中，第三铜合金端环可以是一个或多个，并且多个第三铜合金端环可以彼此叠放在一起，也可以与纯铜端环42间隔放置。但是在组装好的状态，位于转子铁芯2一侧的转子端环4中的所有端环彼此压紧，以便减少铜转子结构的轴向长度。
综上所述，本实用新型的铜转子结构通过在转子铁芯2的两端分别设置具有高强度的铜合金端环(41和43)提高了转子的机械强度，使转子能够承受更高的转速，而不会发生形变。本实用新型的铜转子结构还通过在转子铁芯2的两端分别设置具有较低电阻的纯铜端环42使转子端环4在整体上具有良好的导电性能。
具体地，铜导条3在转子高速旋转时会沿转子的径向产生背离转子的离心力。由于组成转子铁芯2的硅钢片自身具有很高的机械强度，所以铜导条3位于转子铁芯2内的部分产生的离心力能够被转子铁芯2承受。而铜导条3伸出转子铁芯2的部分则由第一铜合金端环41承受，从而降低了或消除了铜导条3伸出转子铁芯2的部分对转子铁芯2的边缘施加的离心力。但是，由于铜导条3伸出转子铁芯2的部分较长，仅仅设置第一铜合金端环41很容易导致铜导条3伸出第一铜合金端环41的部分因离心力过大而发生弯曲变形。为了解决该问题本实用新型还在铜导条3的端部设置第二铜合金端环43。
进一步，通过在第一铜合金端环41的外侧设置纯铜端环42，能够解决铜合金端环电阻大、导电性能差的问题，使转子端环4在整体上具有良好的导电性能。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。