一种同步电机的转子、同步电机及车辆的制作方法

1.本实用新型属于汽车技术领域，涉及一种同步电机的转子、同步电机及车辆。


背景技术：

2.随着社会经济的快速发展，人们对于生活的质量和生活环境的要求越来越高，目前汽车以及成为大多数家庭的代步工具，目前大多数的机动车都是采用燃油来驱动发动机，在使用的过程中会产生大量尾气，因而促生了新能源汽车的产生。
3.为了实现较大的转矩输出，现有技术中的新能源汽车通常采用永磁同步电机。为提高永磁同步电机的性能，通常采用稀土类永磁体，而稀土类永磁体不可再生且价格昂贵，当永磁同步电机运行在高速区时，永磁同步电机需要输入较大的弱磁电流，以抵消永磁体所产生的反电势，使得电机的效率，最高转速等均会受到一定程度的削弱。
4.同步磁阻电机不需要永磁体，因此成本会得到很大的降低。且在高速区时，由于没有永磁体的影响，电机不需要输入弱磁电流，电机的效率会得到一定的提升，电机的最高转速也会得到一定的提升。但是同步磁阻电机的峰值转矩较低，往往满足不了汽车驱动电机的需求。
5.因此需要一种反电动势低、峰值转矩大的的电动机。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的之一在于提供一种同步电机的转子、同步电机及车辆，以解决现有技术中的同步电机在提高电机的效率和提高电机的峰值转矩两方面无法兼得的缺陷。
7.本实用新型的另一目的在于，降低电机的制造成本。
8.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种同步电机的转子，包括多个尺寸相同的第一转子冲片、多个第二转子冲片及永磁体，多个所述第一转子冲片沿其圆周方向均匀分布有多个磁铁槽，多个所述第一转子冲片和多个所述二转子冲片的中心开设有尺寸相同的转轴孔，多个所述第一转子冲片和多个所述第二转子冲片的外圆直径相同，多个所述第一转子冲片和多个所述第二转子冲片组合叠压形成所述转子的转子铁芯；
9.所述永磁体设置于所述第一转子冲片的所述磁铁槽中，每个所述第一转子冲片上相邻两个磁极的极性相反，并且多个所述第一转子冲片沿所述同步电机的转轴的中心线方向以相同极向排列，每个所述第二转子冲片上设置有多个通孔。
10.优选地，所述第一转子冲片和所述第二转子冲片的数量相同或不同。
11.优选地，所述第一转子冲片和所述第二转子冲片的叠压方式采用相互间隔叠压。
12.优选地，所述第一转子冲片和所述第二转子冲片的叠压方式采用先单独叠压所有所述第一转子冲片，再与所述第二转子冲片一起叠压。
13.优选地，每个所述第一转子冲片上同一极下包括多个相互间隔分布的弧形磁铁槽，或者，所述第一转子冲片上开设有多个沿其圆周方向间隔排列的v型磁铁槽，并且每个所述v型磁铁槽中的两个所述永磁体构成一个磁极。
14.优选地，所述通孔沿平行于所述第二转子冲片的一端面方向的截面形状为腰形、圆形或v形。
15.优选地，多个所述通孔的尺寸相同，或者，多个所述通孔的尺寸不完全相同。
16.优选地，所述转子的磁极间开设有铆钉孔，所述铆钉孔沿所述转子的圆周均匀分布，所述铆钉孔的数量等于所述转子的磁极数。
17.本实用新型还提供了一种同步电机，包括上述的一种同步电机的转子。
18.本实用新型还提供了一种车辆，包括上述的一种同步电机。
19.与现有技术相比，本实用新型提供了一种同步电机的转子、同步电机及车辆，所述同步电机的转子包括多个尺寸相同的第一转子冲片、多个第二转子冲片及永磁体，多个所述第一转子冲片沿其圆周方向均匀分布有多个磁铁槽，多个所述第一转子冲片和多个所述二转子冲片的中心开设有尺寸相同的转轴孔，多个所述第一转子冲片和多个所述第二转子冲片的外圆直径相同，多个所述第一转子冲片和多个所述第二转子冲片组合叠压形成所述转子的转子铁芯；
20.所述永磁体设置于所述第一转子冲片的所述磁铁槽中，每个所述第一转子冲片上相邻两个磁极的极性相反，并且多个所述第一转子冲片沿所述同步电机的转轴的中心线方向以相同极向排列，每个所述第二转子冲片上设置有多个通孔，所述第二转子冲片上未设置有永磁体，降低了所述转子的永磁体的使用量，从而降低了永磁体所产生的反电动势，进一步降低了弱磁电流，此外，还提高了磁阻转矩，提高了电机效率的同时使得电机能够输出更大的转矩。
21.进一步，相较于现有技术中的永磁同步电机的转子，本实用新型提供的一种同步电机的转子还降低了电机的制造成本。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例提供的一种第一转子冲片的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例提供的另一种第一转子冲片的结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例提供的一种第一转子冲片和第二转子冲片的组合示意图；
25.图4是本实用新型实施例提供的一种第二转子冲片的结构示意图；
26.图5是本实用新型实施例提供的另一种第二转子冲片的结构示意图；
27.图6是本实用新型实施例提供的一种第一转子冲片和第二转子冲片的叠压示意图；
28.图7是本实用新型实施例提供的另一种第一转子冲片和第二转子冲片的叠压示意图；
29.图8是本实用新型实施例提供的另一种第一转子冲片和第二转子冲片的叠压示意图；
30.图9是本实用新型实施例提供的另一种第一转子冲片和第二转子冲片的叠压示意图；
31.其中，10
‑
第一转子冲片；11
‑
第二转子冲片；12
‑
铆钉孔；13
‑
通孔；14
‑
转轴孔。
具体实施方式
32.现有技术中永磁同步电机的转子包括转子铁芯和永磁体，其电磁转矩t1为：
[0033][0034]
其中，m为相数，p为极对数，为永磁磁链，iq为q轴电流，id为d轴电流，lq为q轴电感，ld为d轴电感，为永磁磁链产生的永磁转矩，为磁阻转矩。汽车的永磁同步电机需要有较大的电磁转矩t1，即需要较大的永磁转矩或磁阻转矩，较大的永磁转矩需要较大的永磁磁链，较大的永磁磁链会产生较大的反电势e：
[0035][0036]
其中，n为电机转速。即反电势e与转速n成正比，而线圈绕组端电压等于反电势e、电阻压降及电感压降的矢量和。当转速较高的时候，线圈绕组端电压会增大，当其大于母线电压，就需要弱磁电流来抵消反电势e，以降低线圈绕组端电压。
[0037]
同步磁阻电机的转子的电磁转矩t2为：
[0038][0039]
由于同步磁阻电机的电磁转矩t2仅由磁阻转矩组成，所以较永磁同步电机来说，同样电流下，t2＜t1。由于同步磁阻电机没有永磁体，即不存在反电势，所以在电机高速运转时，无需输入弱磁电流，便可以输出更大的转矩。
[0040]
汽车的驱动电机具备竞争力的必备条件为：在全转速范围内，都能够输出较大的转矩或功率。而永磁同步电机在低速范围的输出转矩较大，同步磁阻电机在高速范围的输出转矩较大，如果能结合以上两点优势，电机会更加具有竞争力。
[0041]
以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种同步电机的转子、同步电机及车辆作进一步详细说明。根据权利要求书和下面说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
[0042]
图1，是本实用新型实施例提供的一种第一转子冲片10的结构示意图，图3，是本实用新型实施例提供的一种第一转子冲片和第二转子冲片的组合示意图，图4，是本实用新型实施例提供的一种第二转子冲片11的结构示意图，图6，是本实用新型实施例提供的一种第一转子冲片10和第二转子冲片11的叠压示意图，请参考图1、图3、图4及图6，一种同步电机的转子，包括多个尺寸相同的第一转子冲片10、多个第二转子冲片11及永磁体，多个所述第一转子冲片10沿其圆周方向均匀分布有多个磁铁槽，多个所述第一转子冲片10和多个所述二转子冲片的中心开设有尺寸相同的转轴孔14，多个所述第一转子冲片10和多个所述第二转子冲片11的外圆直径相同，多个所述第一转子冲片10和多个所述第二转子冲片11组合叠压形成所述转子的转子铁芯；
[0043]
所述永磁体设置于所述第一转子冲片10的所述磁铁槽中，每个所述第一转子冲片10上相邻两个磁极的极性相反，并且多个所述第一转子冲片10沿所述同步电机的转轴的中心线方向以相同极向排列，每个所述第二转子冲片11上设置有多个通孔13。
[0044]
采用该结构的同步电机的转子，相较于现有的永磁同步电机的转子，所述第二转
子冲片11上未设置有永磁体，降低了所述转子的永磁体的使用量，从而降低了永磁体所产生的反电动势，进一步降低了弱磁电流，同时该结构的同步电机的转子，相较于现有的磁阻电机的转子，增大了公式(3)中的(ld
‑
lq)，提高了磁阻转矩，提高了电机效率的同时使得电机能够输出更大的转矩。
[0045]
进一步，所述第一转子冲片10和所述第二转子冲片11的数量相同，应该意识到，这样的限定仅用于举例说明所述第一转子冲片10和所述第二转子冲片11的数量关系，所述第一转子冲片10和所述第二转子冲片11的数量也可以不同，所述第一转子冲片10和所述第二转子冲片11的数量不同。
[0046]
进一步，所述第一转子冲片10和所述第二转子冲片11的叠压方式采用相互间隔叠压，图6中的转子采用每一个所述第一转子冲片10间隔一个所述第二转子冲片11的方式进行叠压，图7，是本实用新型实施例提供的另一种第一转子冲片10和第二转子冲片11的叠压示意图，请参考图7，图7中的转子采用每两个所述第一转子冲片10间隔两个所述第二转子冲片11的方式进行叠压，应该意识到，图9，是本实用新型实施例提供的另一种第一转子冲片10和第二转子冲片11的叠压示意图，请参考图9，图9中的转子采用每两个所述第一转子冲片10间隔三个所述第二转子冲片11的方式进行叠压，图8，是本实用新型实施例提供的另一种第一转子冲片10和第二转子冲片11的叠压示意图，请参考图8，所述第一转子冲片10和所述第二转子冲片11的叠压方式采用先单独叠压所有所述第一转子冲片10，再与所述第二转子冲片11一起叠压，应该意识到，这样的限定仅用于举例说明所述第一转子冲片10和所述第二转子冲片11之间的叠压方式，所述转子也可以采用每三个所述第一转子冲片10间隔四个所述第二转子冲片11等方式进行叠压。
[0047]
进一步，每个所述第一转子冲片10上同一极下包括多个相互间隔分布的弧形磁铁槽，或者，所述第一转子冲片10上开设有多个沿其圆周方向间隔排列的v型磁铁槽，并且每个所述v型磁铁槽中的两个所述永磁体构成一个磁极。应该意识到，这样的限定仅用于举例说明所述磁铁槽的结构，所述磁铁槽的结构也可以为现有转子结构中的其它磁铁槽结构。
[0048]
进一步，所述通孔13沿平行于所述第二转子冲片11的一端面方向的截面形状为腰形、圆形或v形。应该意识到，这样的限定仅用于举例说明所述通孔13沿平行于所述第二转子冲片11的一端面方向的截面形状，也可以为三角形或近圆形等形状。
[0049]
进一步，所述通孔13与所述磁铁槽可以适当错位布置，比如当所述通孔13为v形孔、所述磁铁槽为v型槽时，可以采用所述通孔13相对于所述磁铁槽旋转一定角度进行错位布置。还比如当所述通孔13为弧形孔、所述磁铁槽为弧形磁铁槽时，可以采用所述通孔13相对于所述磁铁槽旋转一定角度进行错位布置。
[0050]
进一步，多个所述通孔13的尺寸相同，应该意识到，多个所述通孔13的尺寸也可以不完全相同，其尺寸及形状可以根据需求来进行设置。
[0051]
进一步，所述转子的磁极间开设有铆钉孔12，铆钉通过铆钉孔12与所述第一转子冲片10和所述第二转子冲片11固定，所述铆钉孔12沿所述转子的圆周均匀分布，所述铆钉孔12的数量等于所述转子的磁极数，应该意识到，这样的限定仅用于举例说明所述铆钉孔12的数量及位置，在实践中，可以根据需求来设置所述铆钉孔12的数量及位置。
[0052]
本实用新型还提供了一种采用上述的一种同步电机的转子的同步电机，降低了弱磁电流，还提高了磁阻转矩，提高了电机效率的同时使得电机能够输出更大的转矩。
[0053]
本实用新型还提供了一种采用上述的一种同步电机的车辆，降低了弱磁电流，还提高了磁阻转矩，提高了电机效率的同时使得电机能够输出更大的转矩。
[0054]
综上所述，本实用新型提供了一种同步电机的转子、同步电机及车辆，所述同步电机的转子包括多个尺寸相同的第一转子冲片、多个第二转子冲片及永磁体，多个所述第一转子冲片沿其圆周方向均匀分布有多个磁铁槽，多个所述第一转子冲片和多个所述二转子冲片的中心开设有尺寸相同的转轴孔，多个所述第一转子冲片和多个所述第二转子冲片的外圆直径相同，多个所述第一转子冲片和多个所述第二转子冲片组合叠压形成所述转子的转子铁芯；
[0055]
所述永磁体设置于所述第一转子冲片的所述磁铁槽中，每个所述第一转子冲片上相邻两个磁极的极性相反，并且多个所述第一转子冲片沿所述同步电机的转轴的中心线方向以相同极向排列，每个所述第二转子冲片上设置有多个通孔，所述第二转子冲片上未设置有永磁体，降低了所述转子的永磁体的使用量，从而降低了永磁体所产生的反电动势，进一步降低了弱磁电流，此外，还提高了磁阻转矩，提高了电机效率的同时使得电机能够输出更大的转矩。
[0056]
进一步，相较于现有技术中的永磁同步电机的转子，本实用新型提供的一种同步电机的转子还降低了电机的制造成本。
[0057]
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的测试方法而言，由于其采用的测试装置与实施例公开的装置部分相对应，所以对其中涉及的测试装置描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。