一种模块化永磁电机转子冲片及电机的制作方法

1.本发明涉及驱动电机技术领域，尤其涉及一种模块化永磁电机转子冲片。


背景技术：

2.现有技术中，不对称磁极一般是通过磁极偏移一定的角度或是在转子上开不对称的小孔实现，转子斜极是通过同一种冲片的正反叠来实现。如文章《electric motor design of general motors’chevrolet bolt electric vehicle》中bolt电机的转子冲片是通过磁极夹角不等和不对称小孔来实现转子极不对称；再如cn 208955765 u专利《一种基于单一模具实现转子分段错极的转子冲片》中的键槽方案来实现正反叠。
3.一般的转子冲片都是根据电机性能而特定设计的，不能满足不同的性能需求及噪音标准。现有转子冲片的通用性不足，不能同时适用于不同的性能需求，使得冲片研发和生产周期加长，也增加了物料管控、采购成本和工艺复杂性。


技术实现要素：

4.本发明针对上述现有技术存在的不足提供一种通用性强的模块化永磁电机转子冲片及电机。
5.本发明所采用的技术方案为：一种模块化永磁电机转子冲片，包括转子冲片本体，在转子冲片本体上设有周向阵列布设的永磁体槽组，其特征在于：还包括若干对限位槽和与之相匹配的多种规格的磁桥，限位槽按照一定的间隔均匀分布在永磁体槽组的各条永磁体槽上，根据电机所需的性能，选择插入限位槽内磁桥的数量、位置和磁桥的规格。
6.按上述技术方案，所述永磁体槽组包括设于转子冲片本体最外侧的第一永磁体槽、位于磁极中线两侧的第二永磁体槽和位于转子冲片本体最内侧的第三永磁体槽。
7.按上述技术方案，所述限位槽在第一、第二和第三永磁体槽上分别均匀间隔布设，其间隔分别为l1、l2、l3，限位槽对数分别为n1、2n2、n3；根据所需要的电机性能，选择在相应的限位槽内插入对应所需型号的磁桥。
8.按上述技术方案，所述l1、l2、l3的取值范围是4～20mm，l1、l2、l3根据电机所需性能确定。
9.按上述技术方案，所述磁桥的厚度范围为1～5mm。
10.按上述技术方案，所述磁桥有两种，一种是导磁材质磁桥，另一种是非导磁材质磁桥。
11.按上述技术方案，一种永磁电机，所述限位槽内均不插入磁桥，用来提升转子的凸极率。
12.按上述技术方案，一种永磁电机，所述n1、n2、n3均为奇数，在所述第一永磁体槽、两条第二永磁体槽和第三永磁体槽中间的限位槽内插入磁桥。
13.按上述技术方案，所述磁桥选用导磁材质磁桥。
14.按上述技术方案，一种永磁电机，所述转子n极的第一和第二永磁体槽的第1对限
位槽内分别插入非导磁材质磁桥，在转子s极的第一和第二永磁体槽的第n1、n2对限位槽内分别插入非导磁材质磁桥。
15.本发明所取得的有益效果为：
16.本发明采用均匀间隔布设的限位槽+与之相匹配的磁桥的结构形式，设置多动规格的磁桥(包括导磁材质磁桥和非导磁材质磁桥)；通过磁桥的数量、位置以及材质的选择，能同时适用于不同电机的性能需求，大大提高了转子冲片的通用性，使得冲片研发和生产周期减少，使物料管控、采购成本和工艺复杂性也得到了改善。
附图说明
17.图1为本发明提供实施例的冲片结构示意图；
18.图2为本发明提供实施例的磁桥放大图；
19.图3为本发明提供实施例的冲片细节图；
20.图4为本发明提供实施例磁桥的第一种布置方式；
21.图5为本发明提供实施例磁桥的第二种布置方式；
22.图6为本发明提供实施例磁桥的第三种布置方式；
23.图中：1、转子冲片本体；2、永磁体槽组；3、限位槽；4、磁桥；2-1、第一永磁体槽；2-2、第二永磁体槽；2-3、第三永磁体槽。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明作进一步说明。
25.如图1～3所示，本发明提供了一种模块化永磁电机转子冲片，包括转子冲片本体1，在转子冲片本体上设有周向阵列布设的永磁体槽组2，还包括若干对限位槽3和与之相匹配的多种型号的磁桥4。磁桥是一根厚度为a的长条状物体，有多种规格，其宽度和长度一致，仅在厚度和材料上有所差异；磁桥的厚度a取值范围在1～5mm，依据材料的差异可分为导磁材质磁桥和非导磁材质磁桥。限位槽在永磁体槽组的永磁体槽上按照一定的间隔均匀分布，根据电机所需的性能选择插入磁桥的数量、位置以及插入磁桥的规格。
26.在一些实施例中，永磁体槽组包括设于转子冲片本体最外侧的第一永磁体槽2-1、位于磁极中线两侧的第二永磁体槽2-2和位于转子冲片本体最内侧的第三永磁体槽2-3。n1个限位槽以间隔l1均匀分布在第一永磁体槽上，2n1个限位槽以间隔l2均匀分布在两条第二永磁体槽上，n3个限位槽以间隔l3均匀分布在第三永磁体槽上。磁桥l1、l2、l3的取值范围是4～20mm，l1、l2、l3根据电机所需性能选择合适的值，这三个值可以相等。在在上述永磁体槽内插入永磁体(第一、第二和第三永磁体槽可以根据电机性能选择是否插入永磁体)，可以根据插入限位槽内磁桥的数量、位置以及规格，得到相应性能的电机。
27.本发明还提供了多种采用上述实施例中记载转子冲片的永磁电机，如图4～6所示。
28.第一种是，在永磁体槽组内插入永磁体但限位槽内均不插入磁桥。可有效的减小d轴电感，但对q轴电感无影响，使得转子的凸极率明显大于传统转子，可实现高性能、低成本的设计目标；可以有效的减小谐波电磁力，也不至于对电机性能产生不利影响；可有效减小第三磁桥的应力，从而可以减小第三磁桥的宽度，减小磁钢的漏磁，提升磁钢的利用率；避
免了出现其中一个磁桥应力过大而另一个磁桥应力过小导致材料浪费的情况；可在保持性能不变的前提下，减小磁桥的宽度，因此减小磁钢漏磁，提升磁钢利用率。
29.第二是，限位槽的对数n1、n2、n3均为奇数，分别在各永磁体槽第(n1+1)/2、(n2+1)/2、(n3+1)/2对限位槽中插入导磁材质磁桥，在第一和第二永磁体槽内插入永磁体，第三永磁体槽内不插入永磁体，得到电机可以增加d轴磁通，增加电机高转速性能，提高电机转速。
30.第三是，在第一和第二永磁体槽内插入永磁体，第三永磁体槽内不插入永磁体；且在转子n极的第一和第二永磁体槽的第1对限位槽内分别插入非导磁材质磁桥，在转子s极第一和第二永磁体槽的第n1、n2对限位槽内分别插入非导磁材质磁桥，得到的电机能够实现磁极偏移的作用，也有利于增大电机转矩、改善转矩波动和噪音振动。
31.磁桥的布置方式不局限于上述实施例，可以根据电机的性能，选择相应的转子冲片，转子冲片上任意一个限位槽内是否放入磁桥、放入导磁材质磁桥还是非导磁材质磁桥，根据电机的性能决定。
32.以上实例仅用于本发明的设计思想和特点，其目的在与使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施实例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种模块化永磁电机转子冲片，包括转子冲片本体，在转子冲片本体上设有周向阵列布设的永磁体槽组，其特征在于：还包括若干对限位槽和与之相匹配的多种规格的磁桥，限位槽按照一定的间隔均匀分布在永磁体槽组的各条永磁体槽上，根据电机所需的性能，选择插入限位槽内磁桥的数量、位置和磁桥的规格。2.根据权利要求1所述的模块化永磁电机转子冲片，其特征在于：所述永磁体槽组包括设于转子冲片本体最外侧的第一永磁体槽、位于磁极中线两侧的第二永磁体槽和位于转子冲片本体最内侧的第三永磁体槽。3.根据权利要求2所述的模块化永磁电机转子冲片，其特征在于：所述限位槽在第一、第二和第三永磁体槽上分别均匀间隔布设，其间隔分别为l1、l2、l3，限位槽对数分别为n1、2n2、n3；根据所需要的电机性能，选择在相应的限位槽内插入对应所需型号的磁桥。4.根据权利要求3所述的模块化永磁电机转子冲片，其特征在于：所述l1、l2、l3的取值范围是4～20mm，l1、l2、l3根据电机所需性能确定。5.根据权利要求1-4任一所述的模块化永磁电机转子冲片，其特征在于：所述磁桥的厚度范围为1～5mm。6.根据权利要求1-4任一所述的模块化永磁电机转子冲片，其特征在于：所述磁桥有两种，一种是导磁材质磁桥，另一种是非导磁材质磁桥。7.一种采用根据权利要求1-6任一所述的模块化永磁电机转子冲片的电机，其特征在于：所述限位槽内均不插入磁桥，用来提升转子的凸极率。8.一种采用根据权利要求2-4任一所述的模块化永磁电机转子冲片的电机，其特征在于：所述n1、n2、n3均为奇数，在所述第一永磁体槽、两条第二永磁体槽和第三永磁体槽中间的限位槽内插入磁桥。9.根据权利要求8所述的电机，其特征在于：所述磁桥选用导磁材质磁桥。10.一种采用根据权利要求2-4任一所述的模块化永磁电机转子冲片的电机，其特征在于：所述转子n极的第一和第二永磁体槽的第1对限位槽内分别插入非导磁材质磁桥，在转子s极的第一和第二永磁体槽的第n1、n2对限位槽内分别插入非导磁材质磁桥。

技术总结
本发明公开了一种模块化永磁电机转子冲片及电机，包括转子冲片本体，在转子冲片本体上设有周向阵列布设的永磁体槽组，其特征在于：还包括若干对限位槽和与之相匹配的多种规格的磁桥，限位槽按照一定的间隔均匀分布在永磁体槽组的各条永磁体槽上，根据电机所需的性能，选择插入限位槽内磁桥的数量、位置和磁桥的规格。本发明采用均匀间隔布设的限位槽+与之相匹配的磁桥的结构形式，设置多种规格的磁桥(包括导磁材质磁桥和非导磁材质磁桥)；通过磁桥的数量、位置以及材质的选择，能同时适用于不同电机的性能需求，大大提高了转子冲片的通用性，使得冲片研发和生产周期减少，使物料管控、采购成本和工艺复杂性也得到了改善。采购成本和工艺复杂性也得到了改善。采购成本和工艺复杂性也得到了改善。


技术研发人员：杨国威 梁德志 李栋 钟运平 张梓梁
受保护的技术使用者：河南通宇新源动力有限公司
技术研发日：2021.07.01
技术公布日：2022/2/7