内置式永磁同步电机转子冲片、内置式永磁同步电机和压缩机的制作方法

1.本技术涉及内置式永磁同步电机领域，具体涉及一种内置式永磁同步电机转子冲片、内置式永磁同步电机和压缩机。


背景技术：

2.目前采用ipm(永磁体内置式)转子的永磁同步电机在压缩机上的使用已经较为普遍。ipm转子内部常见的采用瓦型槽放置永磁体，通过铆钉固定两端的挡板将永磁体固定在ipm转子内部。该类转子具有结构简单、机械强度高、转动惯量低等特点，且其永磁体材料形状及配置的自由度较高。与此同时，现有的ipm转子也存在一个明显的缺点，如附图1所示：磁钢靠近转子铁芯外圆周表面的位置1处磁密较高，漏磁较大，进而影响电机效率。
3.现有公开号为cn106487138a的专利公开了一种对转子外圆周靠近磁钢的高磁密处进行开槽的转子结构如附图2所示，用于解决转子靠近磁钢外圆周表面的高磁密现象，进而增加电机整体磁密，降低漏磁，提高电机效率。该专利方案在实际运用中，存在如下问题：
4.1、该方案在组装转子时采用整片转子铁芯和开槽转子铁芯相隔的方式固定由于两端开槽而独立的转子极靴段，并在挡板表面开设与极靴冲片表面孔对应的连接孔，通过挡板将极靴段与本体段构成完整的转子，由于开槽位置的永磁体磁力过强的原因，本身只受轴向固定的极靴端在径向不稳定，产生偏移，导致整个转子外圆周的圆度不够，在电机运行时出现扫膛的现象。
5.2、在装配过程中，由于转子外圆周开槽位置将磁钢完全暴露，装配过程中磁钢对定子铁芯内圆的吸引力大于常规不开槽转子的吸引力，所以装配过程中对定转子之间的气隙要求高，若气隙分布不均匀，会导致小气隙端的磁力过强，长时间放置，不均匀磁力导致定子偏移，整体气隙不合格，在电机运行时出现扫膛现象。
6.因此，相关技术方案中存在因内置式转子外圆周面靠近磁钢处磁密较高，漏磁较大，而影响电机效率，以及其他现有技术中的因为降低漏磁磁钢两侧开槽而导致独立的转子极靴段，同时带来独立的转子极靴段导致安装复杂的问题，最终电机转子发生扫膛的现象，上述技术问题成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

7.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种内置式永磁同步电机转子冲片、内置式永磁同步电机和压缩机，能够有效避免因永磁体接近转子外圆周表面磁密较高，漏磁较大，出现饱和的现象，并且解决了因转子冲片的外圆周接近磁钢表面的高磁密处全部开槽处理方案工艺的难度问题；
8.转子铁芯因高磁密而发生饱和漏磁的现象，并且解决了因转子全开槽导致装配难度的问题。
9.为了解决上述问题，本技术提供一种转子冲片，转子冲片上成型有用以放置永磁
体的多个永磁体槽，并且转子冲片的外圆周方向还设置有槽口，永磁体槽的一端与槽口相连通，另一端设置有隔磁桥；转子冲片上还分布有n个磁极，在转子冲片的圆周方向上设置有均匀分布的k*n个固定孔(4)，其中k为大于等于1的正整数。
10.优选地，转子冲片上设置有多个槽口，且槽口的形状被设置为与转子冲片同圆心同半径的弧形。
11.优选地，槽口的数量与永磁体槽的数量相等，且相邻两个永磁体槽相邻的一端均设置有槽口或均设置有隔磁桥。
12.优选地，槽口的数量与永磁体槽的数量相等，且相邻两个永磁体槽相邻的一端，一个设置有槽口，另一个设置有隔磁桥。
13.优选地，槽口的宽度与永磁体的厚度之间的比值为l，且0.6≤l≤0.7。
14.优选地，永磁体槽为u型、一字型或者v型结构。
15.根据本技术的另一方面，提供了一种内置式永磁同步电机转子，电机转子包括转子冲片，转子冲片为上述的转子冲片。
16.优选地，电机转子至少包括由转子冲片形成的第一铁芯段和第二铁芯段，转子冲片上的各槽口在第一铁芯段的轴向外侧形成有第一阻断槽，转子冲片上的各槽口在第二铁芯段的轴向外侧形成有第二阻断槽，且第一阻断槽和第二阻断槽沿电机转子的外圆周方向交错分布。
17.优选地，电机转子还包括挡板，挡板沿轴向方向设置于电机转子两端，挡板上面开设有连接孔，挡板的连接孔与转子冲片的固定孔之间通过固定件进行连接。
18.根据本技术的另一方面，提供了一种内置式永磁同步电机，包括如上述的电机转子。
19.根据本技术的另一方面，提供了一种压缩机，包括如上述的内置式永磁同步电机。
20.本技术提供的内置式永磁同步电机转子冲片，转子冲片上设置有永磁体槽，沿转子冲片的外圆周方向设置有槽口，永磁体槽的一端与槽口相连通，永磁体槽的另一端与转子冲片通过加强筋连接使转子冲片为整体式结构，转子冲片上还分布有n个磁极，在转子冲片的圆周方向上设置有均匀分布的k*n个固定孔，其中k为大于等于1的正整数。采用本技术的上述单个转子冲片周向均匀设置k*n个固定孔结构，加工时不需要根据错位问题进行不同冲片的制作，在进行完整转子铁芯的组装时，单个类型的转子冲片可完成整个转子结构的组成。通过错开相邻上下分段铁芯的开槽位置，错开后放置永磁体的永磁体槽位置仍然保持原状。因永磁体的一端与槽口相连，降低了永磁体与转子圆周表面的漏磁，能够避免转子冲片因高磁密而发生饱和现象，提高了电机的效率。同时，因为永磁体槽的一端与转子冲片的永磁体之间通过加强筋连接，因此整个转子冲片为一体结构，加强了整个转子冲片的强度，不存在因单个独立极靴段偏移对整个转子铁芯圆度的影响，同时转子冲片上设置有固定孔，解决了全开槽方案对工艺精度的高要求。
附图说明
21.图1为现有技术的结构示意图；
22.图2为现有技术的另一结构示意图；
23.图3为本技术实施例一的内置式永磁同步电机转子冲片的结构示意图；
24.图4为本技术实施例二的内置式永磁同步电机转子冲片的结构示意图；
25.图5为本技术实施例一的内置式永磁同步电机转子结构的示意图；
26.图6为本技术实施例二的内置式永磁同步电机转子结构的示意图；
27.图7为本技术实施例一的内置式永磁同步电机转子结构的正视图；
28.图8为本技术实施例二的内置式永磁同步电机转子结构的正视图；
29.附图标记表示为：
30.1、转子冲片；2、永磁体槽；3、槽口；4、固定孔；5、转子；6、挡板；7、固定件；8、第一阻断槽；9、第二阻断槽；10、连接孔；
具体实施方式
31.结合参见图3至图5所示，根据本技术的实施例一内置式永磁同步电机转子冲片1，转子冲片1上设置有永磁体槽2，沿转子冲片1的外圆周方向设置有槽口3，永磁体槽2的一端与槽口3相连通，永磁体槽2的另一端与转子冲片1通过加强筋连接，转子冲片为整体式结构，转子冲片1上分布有n个磁极，在转子冲片1的圆周方向上设置有均匀分布的k*n个固定孔。采用本技术的上述单个转子冲片周向均匀设置k*n个固定孔结构，加工时不需要根据错位问题进行不同冲片的制作，在进行完整转子铁芯的组装时，单个类型的转子冲片可完成整个转子结构的组成。通过错开相邻上下分段铁芯的开槽位置，错开后放置永磁体的永磁体槽位置仍然保持原状。因永磁体槽2的一端与槽口3相连，降低了永磁体与转子圆周表面的漏磁，避免转子冲片1因高磁密而发生饱和现象，提高了电机的效率。同时，因为永磁体槽1的一端与转子冲片1的永磁体槽2之间通过加强筋连接，因此整个转子冲片1为一体结构，加强了整个转子冲片1的强度，不存在单个独立的转子极靴段偏移而对整个转子冲片1强度的影响，解决了全开槽方案对工艺精度的高要求。
32.当转子冲片1上的固定孔4与转子冲片1的磁极数相同时，并且上述固定孔4沿转子冲片1的圆周方向均匀分布，当所有的转子冲片1形成电机转子结构时，通过各转子冲片1上的固定孔4的错位分布形成了不同的分段的转子铁芯5，如第一铁芯段和第二铁芯段。各转子冲片1上的槽口3沿转子的外侧第一铁芯段上形成有第一隔磁槽8，转子冲片1上的槽口3沿转子的外侧第二铁芯段上形成有第二隔磁槽9。因此，在第一铁芯段上形成磁有第一隔槽8，在第二铁芯段上形成磁有第二隔槽9，因为电机转子的安装过程中的旋转，第一隔磁槽8和第二隔磁槽9在转子的外周圆方向上错位交叉分布。如图4所示，因为交叉相错分布，第一隔磁槽8会降低第一铁芯段上的永磁体与电机转子圆周表面的漏磁，避免转子因高磁密而发生饱和现象；第二隔磁槽9会降低第二铁芯段上的永磁体与电机转子圆周表面的漏磁，避免转子因高磁密而发生饱和现象。上述方案的不同隔磁槽的交叉错位设置会降低整个转子结构的圆周表面的漏磁，避免转子因高磁密而发生饱和现象，以此提升了电机效率，同时经过验证，该整体转子结构的设置相比现有技术中的双开槽结构而言，两者的降低漏磁的效果差异几乎相同，并且电机的效率差异不大。同时，如此方式的设置还会相对比现有技术中的转子双开槽方案而言，能够提升磁体材料的利用率。
33.以附图3的转子冲片为例，转子冲片1上设置有6个永磁体槽，永磁体槽大致呈u型分布(类似的圆弧形也可以认为是u型，当然永磁体槽的形状也可以是一字型或者v字型的结构，不同永磁体槽的结构的设置对本领域技术人员来说属于公知常识，因此本技术中的
附图中并未示出)。转子冲片1上的槽口3沿电机转子的q轴方向对称设置，因此各槽口3两两一组在转子上呈120
°
圆周方向均匀分布。因永磁体槽2中安装有永磁体，各永磁体在转子冲片1上形成有n-s-n-s-n-s的六个磁极，同时沿转子冲片的圆周方向均匀设置有6个固定孔4。在采用单个转子冲片周向均匀设置1*6个固定孔结构，加工时不需要根据错位问题进行不同冲片的制作，且铆钉数量可以仅采用3个，以降低电机成本。因转子冲片上形成槽口3，当所有的转子冲片1沿轴向方向冲压在一起时，所有的槽口3会沿电机的轴向方向在转子的外周面上形成六个连续的阻断桥，各阻断桥类似于一条直线。之后，通过将二分之一转子的冲片沿轴心顺时针或者逆时针旋转60
°
之后，其余部分保持原来位置，将会形成如图4和图5所示的3个第一阻断槽8和3个第二阻断槽9，且各第一阻断槽8和各第二阻断槽9之间相互交错分布，第一阻断槽8和第二阻断槽9沿转子的圆周方向上60
°
分布。同时沿轴向方向在转子冲片1冲压形成的转子两端设置有挡板6，挡板6上设置有连接孔10，挡板6的连接孔10和转子冲片1的固定孔4之间通过固定件7连接，最常见的固定件7有铆钉、螺钉等，而具体选择什么类型的固定件对本领域技术人员来说是公知常识。因本实施方案的转子冲片1结构开槽数量与现有技术的附图2示意结构相比降低了一般，且沿q轴两侧分布的槽口3组成一对槽口3，因此三对槽口3整体上在转子的外圆周方向上呈120
°
均布。因为转子冲片上的不同角度磁力的分布均匀，在电机转子的装配过程中不存在因为长时间放置而导致定子产生偏移的现象。同时对本领域技术人员来说也可能出于其他的目的而设置更多个固定孔，例如12个固定孔，但是这12个固定孔中也会有6个固定孔是在转子圆周方向上均匀分布的，如此设置也是在本专利的保护范围之内的。
34.结合参见图5至图8所示，根据本技术的实施例二内置式永磁同步电机转子冲片1，转子冲片1上设置有永磁体槽2，沿转子冲片1的外圆周方向设置有槽口3，永磁体槽2的一端与槽口3相连通，永磁体槽2的另一端与转子冲片1通过加强筋连接，转子冲片为整体式结构，转子冲片1上分布有n个磁极，在转子冲片1的圆周方向上设置有均匀分布的k*n个固定孔。因永磁体槽2的一端与槽口3相连，降低了永磁体与转子圆周表面的漏磁，避免转子冲片1因高磁密而发生饱和现象，提高了电机的效率。同时，因为永磁体槽1的一端与转子冲片1的永磁体槽2之间通过加强筋连接，因此整个转子冲片1为一体结构，加强了整个转子冲片1的强度，不存在单个独立的转子极靴段偏移而对整个转子冲片1强度的影响，解决了全开槽方案对工艺精度的高要求。
35.当转子冲片1上的固定孔4与转子冲片1的磁极数相同时，并且上述固定孔4沿转子冲片1的圆周方向均匀分布，当所有的转子冲片1形成电机转子结构时，通过各转子冲片1上的固定孔4的错位分布形成了不同的分段的转子铁芯5，如第一铁芯段和第二铁芯段。各转子冲片1上的槽口3沿转子的外侧第一铁芯段上形成有第一隔磁槽8，转子冲片1上的槽口3沿转子的外侧第二铁芯段上形成有第二隔磁槽9。因此，在第一铁芯段上形成磁有第一隔槽8，在第二铁芯段上形成磁有第二隔槽9，因为电机转子的安装过程中的旋转，第一隔磁槽8和第二隔磁槽9在转子的外周圆方向上错位交叉分布。如图4所示，因为交叉相错分布，第一隔磁槽8会降低第一铁芯段上的永磁体与电机转子圆周表面的漏磁，避免转子因高磁密而发生饱和现象；第二隔磁槽9会降低第二铁芯段上的永磁体与电机转子圆周表面的漏磁，避免转子因高磁密而发生饱和现象。上述方案的不同隔磁槽的交叉错位设置会降低整个转子结构的圆周表面的漏磁，避免转子因高磁密而发生饱和现象，以此提升了电机效率，同时经
过验证，该整体转子结构的设置相比现有技术中的双开槽结构而言，两者的降低漏磁的效果差异几乎相同，并且电机的效率差异不大。同时，如此方式的设置还会相对比现有技术中的转子双开槽方案而言，能够提升磁体材料的利用率。
36.以附图6的转子冲片为例，转子冲片1上设置有6个永磁体槽，永磁体槽大致呈u型分布(类似的圆弧形也可以认为是u型，当然永磁体槽的形状也可以是一字型或者v字型的结构)。槽口3沿转子冲片1外周圆方向均匀设置，转子冲片1的q轴两侧中仅有一侧设置有所述槽口3，因此所有的槽口在转子周向方向上呈60
°
均匀分布。因永磁体槽2中安装有永磁体，各永磁体在转子冲片1上形成有n-s-n-s-n-s的六个磁极，同时沿转子冲片的圆周方向均匀设置有6个固定孔4。且在用转子结构装配的过程当中，将第一铁芯段冲压完成后，各转子冲片1上的槽口3在第一铁芯段上形成有第一阻断槽8；将相同转子冲片1旋转180
°
后，多个该旋转后的转子冲片1会形成第二铁芯段，各转子冲片1上的槽口3在第二铁芯段上形成有第二阻断槽9。将第一铁芯段和第二铁芯段完成安装后，将会形成如图5所示的3个第一阻断槽8和3个第二阻断槽9，且各第一阻断槽8和各第二阻断槽9之间相互交错分布，第一阻断槽8和第二阻断槽9沿转子的圆周方向上60
°
分布。同时沿轴向方向在转子冲片1冲压形成的转子两端设置有挡板6，挡板6上设置有连接孔10，挡板6的连接孔10和转子冲片1的固定孔4之间通过固定件7连接，最常见的固定件7有铆钉、螺钉等，而具体选择什么类型的固定件对本领域技术人员来说是公知常识。因本实施方案的转子冲片1结构开槽数量与现有技术的附图2示意结构相比降低了一般，且沿q轴两侧分布的槽口3组成一对槽口3，因此三对槽口3整体上在转子的外圆周方向上呈120
°
均布。因为转子冲片上的不同角度磁力的分布均匀，在电机转子的装配过程中不存在因为长时间放置而导致定子产生偏移的现象。
37.根据另一实施例三，以附图6的转子冲片为例，转子冲片1上设置有6个永磁体槽，永磁体槽大致呈u型分布(类似的圆弧形也可以认为是u型，当然永磁体槽的形状也可以是一字型或者v字型的结构)。槽口3沿转子冲片1外周圆方向均匀设置，转子冲片1的q轴两侧中仅有一侧设置有所述槽口3，因此所有的槽口在转子周向方向上呈60
°
均匀分布。因永磁体槽2中安装有永磁体，各永磁体在转子冲片1上形成有n-s-n-s-n-s的六个磁极，同时沿转子冲片的圆周方向均匀设置有12个固定孔4，即磁极数的2倍。此时，各固定孔在转子上面的角度为30
°
，将第二铁芯段的转子冲片1旋转30
°
后，第一铁芯段上的各第一阻断槽8两两一组在转子的外周圆方向呈60
°
均匀分布，第二铁芯段上的各第二阻断槽9两两一组在转子的外周圆方向呈60
°
，整个转子结构的外周圆方向上，两两一组的第一阻断槽8与两两一组的第二阻断槽9相互之间呈30
°
较差错位分布。如此设置，相比于实施例一或者实施例二而言，不同隔磁槽的交叉错位设置角度越小，降低整个转子结构的圆周表面的漏磁效果会越明显，避免转子因高磁密而发生饱和现象提升了电机的效率。
38.在上述实施例一至实施例三中，另外，槽口3的宽度与所述永磁体的厚度之间的比值为l，通过研究发现，当0.6≤l≤0.7时，该范围可以限制永磁体在永磁体槽内的径向偏移，也能够确保电机效率最大化地提升。
39.在上述实施例一至实施例三中，上述永磁体槽为u型结构的槽口设置原理同样也适用于一字型和v字型的永磁体槽，本技术中，转子冲片上永磁体槽的形状对本领域技术人员来说可以根据需要随着永磁体的形状发生变化，永磁体的数量和永磁体槽的数量也可以根据设计需要进行改变。对本领域技术人员来说转子铁芯上的槽口也可以为任意形状，槽
的数量也可以根据需要进行变化。
40.在上述实施例一至实施例三中，本领域技术人员可以根据实际的转子的总高度h和不同铁芯段的分段数n，选择采用实施例一、实施例二或实施例三的两种铁芯加工方法加工出n段不同高度的铁芯段，保证每个铁芯段的高度小于等于h,且n段铁芯的总高度等于h。进行完整转子铁芯组装时，错开相邻上下两部分的转子冲片的槽口位置，且错开后，放置磁钢的槽口位置仍然保持原状，并达到如图4和图7中槽口结构的错位分布。且由于固定孔为均匀分布的六个孔位或者k*n个时，其中k为大于等于1的正整数，加工时不需要根据错位问题进行不同冲片的制作，且铆钉数量仅采用3个，能够降低电机成本，错位槽口形成的第一阻断桥和第二阻断桥保证了转子外圆周靠近永磁体的每个高磁密位置均有阻断桥处理，每个分段槽口深度较低，磁力较小，在保持整个转子与定子之间的力的平衡的同时，也能控制磁钢在径向的偏移量。
41.需要特别说明的是，上述实施例中均以6个永磁体槽形成了6个磁极为例进行说明，并非限制本技术的方案为6个磁极数的电机转子，转子冲片上设置其他数量的磁极数也属于本技术的保护范围。
42.根据本技术的实施例，永磁电机包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。
43.根据本技术的实施例，内置式永磁同步电机包括转子冲片，该转子冲片为上述的转子冲片。
44.根据本技术的实施例，压缩机包括内置式永磁同步电机，该内置式永磁同步电机为上述的内置式永磁同步电机。同时该内置式永磁同步电机也可用于工业领域的机械中。
45.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
46.以上仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。以上仅是本技术的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本技术的保护范围。