转子冲片结构、定子冲片和电机结构的制作方法

本发明用于驱动电机领域，特别是涉及一种转子冲片结构、定子冲片和电机结构。

背景技术：

电动车的里程焦虑是电动车的一个痛点，提高驱动电机的效率是持续求追的方向。驱动用永磁同步电机中，电机转子内嵌有一定数量的磁钢，产生转子磁场。电机的磁钢数量一般设计为3对、4对、5对、6对。极对数越高，扭矩波动越小，电机运行越平顺。但是极对数越高，电频率也越高，电机的铁损增加，效率降低，对控制器的要求也越高，电机能工作到的最高转速也越低。降低电机转子的极对数，可以降低电频率，进而降低铁损，最终可以提高电机的效率。但是降低转子极对数，电机的转矩波动和谐波含量会相应增加，导致nvh(噪声、振动与声振粗糙度noise、vibration、harshness)变差。

技术实现要素：

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种转子冲片结构、定子冲片和电机结构，其降低了电频率，降低铁损，提高了电机的效率，同时，也抑制了谐波含量，进而改善nvh，达到效率和nvh双赢的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：转子冲片结构，包括转子冲片，所述转子冲片上设有中心孔和6组磁钢，6组所述磁钢均匀分布在所述中心孔的周围，6组所述磁钢的磁极沿所述转子冲片的周向交替分布，每组所述磁钢均包括第一磁钢、第二磁钢和第三磁钢，所述第一磁钢平行于所述转子冲片的切向设置，所述第二磁钢和第三磁钢对称分布在所述第一磁钢的两侧，所述第二磁钢与第三磁钢呈开口向所述转子冲片外侧的v字形布置，在每组所述磁钢对应的转子冲片外缘上均设有槽口。

优选的，所述第二磁钢与第三磁钢形成的v形夹角40°≤α1≤50°。

优选的，所述转子冲片上对应每组所述磁钢设有第一磁钢槽、第二磁钢槽和第三磁钢槽，所述第一磁钢与所述第一磁钢槽连接，所述第二磁钢与所述第二磁钢槽连接，所述第三磁钢与所述第三磁钢槽连接。

优选的，所述转子冲片在第一磁钢槽与转子冲片外缘之间形成第一隔磁桥，所述转子冲片在第二磁钢槽与转子冲片外缘之间形成第二隔磁桥，所述转子冲片在第三磁钢槽与转子冲片外缘之间形成第三隔磁桥，所述第一隔磁桥上设有第一槽口和第二槽口，所述第二隔磁桥上设有第三槽口，所述第三隔磁桥上设有第四槽口，第一磁钢的中心与中心孔的中心连线为中心线，所述第一槽口和第二槽口关于所述中心线对称，所述第三槽口和第四槽口关于所述中心线对称。

优选的，所述第一槽口中心和中心孔中心连线与所述第二槽口中心和中心孔中心连线的夹角8°≤α2≤20°。

优选的，所述第一槽口的半径3mm≤r1≤6mm，所述第二槽口的半径4mm≤r2≤6mm，所述第三槽口的半径5.5mm≤r3≤10mm，所述第四槽口的半径5.5mm≤r4≤10mm。

优选的，所述第一槽口的起点与终点的距离2mm≤l1≤4mm，所述第二槽口的起点与终点的距离2mm≤l2≤4mm，所述第三槽口的起点与终点的距离3mm≤l3≤6.5mm，所述第四槽口的起点与终点的距离3mm≤l4≤6.5mm。

优选的，相邻两组磁钢的最小距离9mm≤l5≤15mm。

优选的，所述转子冲片上于第二磁钢和第三磁钢之间设有窗口。

优选的，所述窗口边缘至所述中心孔的最短距离4mm≤h1≤9mm，所述窗口内边缘与窗口外边缘沿转子冲片径向的最短距离4mm≤h2≤7mm。

定子冲片，所述定子冲片内部限定出转子转动空间，所述定子冲片上设有定子槽，所述定子槽在定子冲片内缘均匀分布并形成54个定子齿。

优选的，所述定子冲片外缘与定子槽之间的部分形成定子轭，所述定子轭的厚度17mm≤h3≤20mm。

电机结构，包括定子冲片和以上任一技术方案所述的转子冲片结构，所述定子冲片设在所述转子冲片外侧，所述定子冲片上设有定子槽，所述定子槽在定子冲片内缘均匀分布并形成54个定子齿。

优选的，所述定子冲片外缘与定子槽之间的部分形成定子轭，所述定子轭的厚度17mm≤h3≤20mm。

上述技术方案中的一个技术方案至少具有如下优点或有益效果之一：6组所述磁钢形成3对极，相对于4对极及以上的技术方案，其降低了电频率，降低了铁损，提高效率。降低极对数，可以增加2对磁极间的间隔，提高q轴电感，提高调速范围。同时，通过在转子外缘上开设槽口，可以降低转矩脉动和电磁力，以达到改善nvh的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明中转子冲片结构的一个实施例的结构示意图；

图2是图1所示的一个实施例转子冲片上一组磁钢的一个示意图；

图3是图1所示的一个实施例转子冲片上一组磁钢的另一个示意图；

图4是本发明中电机结构的一个实施例的结构示意图；

图5是图4所示的一个实施例局部结构示意图；

图6是图4所示的一个实施例与常规的电机1、电机2、电机3工作噪声对比示意图；

图7是图4所示的一个实施例与常规的电机1、电机2、电机3典型工况点效率对比示意图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

本发明中，如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，其仅是为了便于描述本发明的技术方案，而不是指示或暗示所指的技术特征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发明的限制。

本发明中，“若干”的含义是一个或者多个，“多个”的含义是两个以上，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。在本发明的描述中，如果有描述到“第一”、“第二”仅用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明中，除非另有明确的限定，“设置”、“安装”、“连接”等词语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，还可以是一体成型；可以是机械连接，也可以是电连接或能够互相通讯；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参见图1、图2，本发明的实施例提供了一种转子冲片结构，包括转子冲片1，所述转子冲片1上设有中心孔11和6组磁钢，中心孔11用于与转子的中心轴连接，6组所述磁钢均匀分布在所述中心孔11的周围，6组所述磁钢的磁极沿所述转子冲片1的周向交替分布，形成3对极，每组所述磁钢均包括第一磁钢12、第二磁钢13和第三磁钢14，所述第一磁钢12平行于所述转子冲片1的切向设置，所述第二磁钢13和第三磁钢14对称分布在所述第一磁钢12的两侧，所述第二磁钢13与第三磁钢14呈开口向所述转子冲片1外侧的v字形布置，在每组所述磁钢对应的转子冲片1外缘上均设有槽口。

6组所述磁钢形成3对极，相对于4对极及以上的技术方案，其降低了电频率，降低了铁损，提高效率。降低极对数，也增加了2对磁极间的间隔，提高q轴电感，提高调速范围。同时，通过在转子外缘上开设槽口，可以降低转矩脉动和电磁力，以达到改善nvh的目的。本实施例通过合理设计磁钢位置、磁钢角度、转子槽口等，能有效降低改善转矩波动和抑制谐波含量，进而改善nvh，达到效率和nvh双赢的目的。

参见图2，所述第二磁钢13与第三磁钢14形成的v形夹角40°≤α1≤50°，第二磁钢13与第三磁钢14采用深v设计，增加了v形之间的面积，降低磁饱和度，提高效率，参见图7，通过样机实测，应用本实施例的电机的nedc效率提升显著。

磁钢与转子冲片1装配连接或粘接，优选的，参见图2，所述转子冲片1上对应每组所述磁钢设有第一磁钢槽15、第二磁钢槽16和第三磁钢槽17，所述第一磁钢12与所述第一磁钢槽15连接，所述第二磁钢13与所述第二磁钢槽16连接，所述第三磁钢14与所述第三磁钢槽17连接。磁钢通过磁钢槽实现在转子冲片1上的连接，结构更加稳定，安装精度更高。

参见图3，所述转子冲片1在第一磁钢槽15与转子冲片1外缘之间形成第一隔磁桥18，所述转子冲片1在第二磁钢槽16与转子冲片1外缘之间形成第二隔磁桥19，所述转子冲片1在第三磁钢槽17与转子冲片1外缘之间形成第三隔磁桥110，隔磁桥在磁钢槽成型后直接通过转子冲片1的材料形成，所述第一隔磁桥18上设有第一槽口111和第二槽口112，所述第二隔磁桥19上设有第三槽口113，所述第三隔磁桥110上设有第四槽口114，第一磁钢12的中心与中心孔11的中心连线为中心线，所述第一槽口111和第二槽口112关于所述中心线对称，所述第三槽口113和第四槽口114关于所述中心线对称。第一槽口111、第二槽口112、第三槽口113和第四槽口114降低了齿槽转矩，降低了低转速、小扭矩工况(滑行工况)下的噪声,参见图2，效果较好的是，所述第一槽口111中心和中心孔11中心连线与所述第二槽口112中心和中心孔11中心连线的夹角8°≤α2≤20°。所述第一槽口111的半径3mm≤r1≤6mm，所述第二槽口112的半径4mm≤r2≤6mm，所述第三槽口113的半径5.5mm≤r3≤10mm，所述第四槽口114的半径5.5mm≤r4≤10mm。参见图3，所述第一槽口111的起点与终点的距离2mm≤l1≤4mm，所述第二槽口112的起点与终点的距离2mm≤l2≤4mm，所述第三槽口113的起点与终点的距离3mm≤l3≤6.5mm，所述第四槽口114的起点与终点的距离3mm≤l4≤6.5mm。参见图6，通过样机实测，应用本实施例的电机的nvh改善效果明显。

参见图1，相邻两组磁钢的最小距离l5，会影响电机q轴电感，针对该电机设计，优选的，相邻两组磁钢的最小距离9mm≤l5≤15mm，降低磁饱和度，提高了效率，参见图7，通过样机实测，应用本实施例的电机的nedc效率提升显著。

参见图3，所述转子冲片1上于第二磁钢13和第三磁钢14之间设有窗口115。窗口115可以降低磁饱和度，提高了效率。窗口115具体位置和尺寸会影响电机磁路，针对该电机设计，效果较好的是,参见图3，所述窗口115边缘至所述中心孔11的最短距离4mm≤h1≤9mm，所述窗口115内边缘与窗口115外边缘沿转子冲片1径向的最短距离4mm≤h2≤7mm，防止漏磁的同时，提高了效率。参见图7，通过样机实测，应用本实施例的电机的nedc效率提升显著。

参见图1，在两组磁钢之间，可开减重孔116，减重孔116的形状可为圆形、桃形、心形等。

本发明的实施例还提供一种定子冲片，参见图4，定子冲片2可采用一体成型件或采用多个定子冲片2单元相互配合、组配、拼接形成，所述定子冲片2内部限定出转子转动空间，用于与转子冲片结构配合，所述定子冲片2上设有定子槽21，所述定子槽21在定子冲片2内缘均匀分布并形成54个定子齿22。通过本发明实施例提供的定子冲片2，配合前述本发明实施例提供的转子冲片结构，经过实验验证发现，由于54个定子齿22可以减少反电势的谐波含量，从而抑制转矩脉动，产生更好的降噪效果。另外，经过试验发现，单独应用本发明实施例中提供的定子冲片2结构，也可以提供一定的降噪效果。参见图6，通过样机实测，应用本实施例的电机的nvh改善效果明显。

参见图5，为了提高效率，所述定子冲片2外缘与定子槽21之间的部分形成定子轭23，所述定子轭23的厚度17mm≤h3≤20mm。参见图7，通过样机实测，本案电机的nedc效率达到94.8％，效率比传统的8极48槽电机提升了0.5％以上。

参见图4，本发明的实施例还提供一种电机结构，包括定子冲片2和以上任一实施例所述的转子冲片结构，所述定子冲片2设在所述转子冲片1外侧，所述定子冲片2上设有定子槽21，所述定子槽21在定子冲片2内缘均匀分布并形成54个定子齿22。54个定子齿22能够减少反电势的谐波含量，从而抑制转矩脉动，实现降噪，参见图6，通过样机实测，应用本实施例的电机的nvh改善效果明显。参见图5，为了提高效率，所述定子冲片2外缘与定子槽21之间的部分形成定子轭23，所述定子轭23的厚度17mm≤h3≤20mm。

参见图6，通过样机实测，该电机的电磁噪音总声压级在94分贝以内，比传统的8极48槽电机，噪音降低5分贝以上，nvh改善效果明显。参见图7，通过样机实测，本案电机的nedc效率达到94.8％，效率比传统的8极48槽电机提升了0.5％以上。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。