一种电动摩托用永磁同步电机转子冲片结构及其转子的制作方法

1.本发明涉及电机设备技术领域，特别是一种电动摩托用永磁同步电机转子冲片结构及其转子。


背景技术：

2.随着自然环境的不断恶化，以及化石能源的供应紧张，电动车是在减少对化石燃料依赖和环境污染的同时，确保人类移动灵活性和实现汽车产业可持续发展的有效路径。电能作为一种新型清洁能源，将成为未来能源发展的必然趋势，电动车也将必然取代传统的燃油汽车成为新时代的主宰交通工具。电动车包括电动乘用车、电动客车、电动物流车、电动摩托车和电动自行车等使用电源作为主要主动力的交通工具。电动摩托车相比于电动汽车，出行更便捷，更通畅，更节能，更低成本。特别是在当前交通拥堵的市中心，收入成本较低的二三线城市以及城镇交通，更是出行的首选。
3.然而，目前大部分电动摩托用永磁同步电机转子的设计和实际应用中，有很多我们不能忽视的问题,如电机漏磁通大、功率因数低、反电动势的正弦性差、效率低、振动噪声大、高效率运行区域小。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种电动摩托用永磁同步电机转子冲片结构及其转子。
5.本发明采用的技术方案是：
6.一种电动摩托用永磁同步电机转子冲片结构，包括冲片本体，所述冲片本体分为多个形状大小相等的扇形区，所述扇形区靠近弧边处设有槽组，所述槽组包括分别用于安装磁钢的内层槽体和外层槽体，所述外层槽体设于内层槽体靠近扇形区弧边的一侧；所述内层槽体包括内层中部槽和设于内层中部槽两侧的内层侧部槽，所述内层中部槽和内层侧部槽均呈矩形，所述内层中部槽对称的设于扇形区的中心线处，两所述内层侧部槽以扇形区的中心线为中心对称的设于内层中部槽的两侧，所述内层中部槽和两内层侧部槽呈“v”字形布置，且两所述内层侧部槽形成的“v”字形的开口位于内层中部槽靠近扇形区弧边的一侧，所述内层中部槽的两侧边分别设有内层中部隔磁槽，所述内层侧部槽与内层中部隔磁槽之间具有间隙，所述内层侧部槽远离内层中部槽的一侧边设有内层侧部隔磁槽；所述外层槽体对称的设于扇形区的中心线处。
7.优选的，所述内层中部槽的四角处分别设有向外凸起的内层中部凸槽，所述内层中部凸槽的凸起方向与内层中部槽的两侧边方向一致，所述内层中部凸槽与内层中部槽连通。
8.优选的，所述内层中部隔磁槽设于内层中部槽的两侧边靠近扇形区弧边的一端处，所述内层中部隔磁槽呈三角形，所述内层中部隔磁槽的一边与内层中部槽连通，且所述内层中部隔磁槽的该边与内层中部隔磁槽的另两边中靠近扇形区弧边的一边之间的夹角
为锐角。
9.优选的，所述内层侧部槽靠近内层中部槽的一侧边与内层中部隔磁槽的另两边中靠近扇形区弧边的一边平行。
10.优选的，所述内层侧部槽靠近内层中部槽的一侧边的两角处分别设有向外凸起的内层侧部凸槽，所述内层侧部槽远离内层中部槽的一侧边远离扇形区弧边的一端设有向外凸起的内层侧部凸槽，所述内层侧部凸槽的凸起方向与内层侧部槽的两侧边方向一致，所述内层侧部凸槽与内层侧部槽连通。
11.优选的，所述内层侧部隔磁槽设于内层侧部槽远离内层中部槽的一侧边，并位于该边远离该边的内层侧部凸槽的一端处，所述内层侧部隔磁槽与内层侧部槽连通，所述内层侧部隔磁槽和内层侧部槽的连通处远离扇形区弧边的一侧与内层中部槽的侧边之间的夹角为锐角。
12.优选的，所述外层槽体包括外层中部槽和设于外层中部槽两侧的外层侧部槽，所述外层中部槽呈矩形并对称的设于扇形区的中心线处，所述外层中部槽的两侧边靠近扇形区弧边的一端处分别设有外层中部隔磁槽，所述外层中部隔磁槽呈三角形，所述外层中部隔磁槽的一边与外层中部槽连通，且所述外层中部隔磁槽的该边与外层中部隔磁槽的另两边中靠近扇形区弧边的一边之间的夹角为锐角，所述外层侧部槽呈三角形，且外层侧部槽靠近外层中部槽的一边与外层中部隔磁槽的另两边中靠近扇形区弧边的一边之间平行设置，所述外层侧部槽与外层中部隔磁槽之间具有间隙。
13.优选的，所述外层槽体包括外层中部槽和设于外层中部槽两侧的外层中部隔磁槽，所述外层中部槽呈矩形并对称的设于扇形区的中心线处，所述外层中部槽靠近扇形区圆心的一侧的两角处分别设有向外凸起的外层中部凸槽，所述外层中部凸槽的凸起方向与外层中部槽的两侧边方向一致，所述外层中部隔磁槽设于外层中部槽靠近扇形区弧边的一侧的两角处，所述外层中部隔磁槽呈梯形，该梯形的其中一个腰边与外层中部槽连通，该梯形的较短底边位于较长底边靠近扇形区弧边的一侧，该梯形的底边与外层中部槽靠近扇形区弧边的一侧边之间的夹角为钝角。
14.优选的，所述外层槽体包括两呈“v”字形布置且以扇形区的中心线相互对称设置的外层侧部槽，该“v”字形的开口朝向扇形区弧边，所述外层侧部槽呈矩形，所述外层侧部槽靠近扇形区中心线的一侧边的两角处分别设有向外凸起的外层侧部凸槽，所述外层侧部槽远离扇形区中心线的一侧边靠近扇形区圆心的一端处设有外层侧部凸槽，所述外层侧部凸槽的凸起方向与外层侧部槽的两侧边方向一致，所述外层侧部槽靠近扇形区中心线的一侧边靠近扇形区弧边的一端处设有外层中部隔磁槽，所述外层中部隔磁槽呈三角形，所述外层中部隔磁槽的一边与外层侧部槽连通，且所述外层中部隔磁槽的该边与外层中部隔磁槽的另两边中靠近靠近扇形区弧边的一边之间的夹角为锐角，所述外层侧部槽远离扇形区中心线的一侧边靠近扇形区弧边的一端处设有外层侧部隔磁槽，所述外层侧部隔磁槽呈三角形，所述外层侧部隔磁槽的一边与外层侧部槽连通，且所述外层侧部隔磁槽的该边与外层侧部隔磁槽的另两边中靠近靠近扇形区弧边的一边之间的夹角为锐角。
15.一种电动摩托用永磁同步电机转子，由具有上述任一电动摩托用永磁同步电机转子冲片结构的多个冲片叠加而成。
16.本发明的有益效果是：采用本发明的转子冲片结构制成的转子气隙磁密更加正
弦，可减少电机谐波含量及提升电机效率，能增加电机磁阻扭矩从而增加电机输出扭矩，提升电机弱磁扩速能力。
附图说明
17.图1为本发明实施例1的结构示意图；
18.图2为本发明实施例1装配磁钢后的结构示意图；
19.图3为本发明实施例1中单个扇形区的结构示意图；
20.图4为本发明实施例1中单个扇形区装配磁钢后的结构示意图；
21.图5为本发明实施例2中单个扇形区的结构示意图；
22.图6为本发明实施例3中单个扇形区的结构示意图；
23.附图标记：10、冲片本体，20、扇形区，30、内层中部槽，31、内层中部凸槽，32、内层中部隔磁槽，40、内层侧部槽，41、内层侧部凸槽，42、内层侧部隔磁槽，50、外层中部槽，51、外层中部凸槽，52、外层中部隔磁槽，60、外层侧部槽，61、外层侧部凸槽，62、外层中部隔磁槽，63、外层侧部隔磁槽，70、磁钢。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
25.实施例1
26.如图1-4所示，一种电动摩托用永磁同步电机转子冲片结构，包括冲片本体10，所述冲片本体10分为多个形状大小相等的扇形区20，所述扇形区20靠近弧边处设有槽组，所述槽组包括分别用于安装磁钢70的内层槽体和外层槽体，所述外层槽体设于内层槽体靠近扇形区20弧边的一侧；所述内层槽体包括内层中部槽30和设于内层中部槽30两侧的内层侧部槽40，所述内层中部槽30和内层侧部槽40均呈矩形，所述内层中部槽30对称的设于扇形区20的中心线处，两所述内层侧部槽40以扇形区20的中心线为中心对称的设于内层中部槽30的两侧，所述内层中部槽30和两内层侧部槽40呈“v”字形布置，且两所述内层侧部槽40形成的“v”字形的开口位于内层中部槽30靠近扇形区20弧边的一侧，所述内层中部槽30的两侧边分别设有内层中部隔磁槽32，所述内层侧部槽40与内层中部隔磁槽32之间具有间隙，所述内层侧部槽40远离内层中部槽30的一侧边设有内层侧部隔磁槽42；所述外层槽体对称的设于扇形区20的中心线处。
27.具体的，所述内层中部槽30的四角处分别设有向外凸起的内层中部凸槽31，所述内层中部凸槽31的凸起方向与内层中部槽30的两侧边方向一致，所述内层中部凸槽31与内层中部槽30连通。
28.具体的，所述内层中部隔磁槽32设于内层中部槽30的两侧边靠近扇形区20弧边的一端处，所述内层中部隔磁槽32呈三角形，所述内层中部隔磁槽32的一边与内层中部槽30连通，且所述内层中部隔磁槽32的该边与内层中部隔磁槽32的另两边中靠近扇形区20弧边的一边之间的夹角为锐角。
29.具体的，所述内层侧部槽40靠近内层中部槽30的一侧边与内层中部隔磁槽32的另两边中靠近扇形区20弧边的一边平行。
30.具体的，所述内层侧部槽40靠近内层中部槽30的一侧边的两角处分别设有向外凸
起的内层侧部凸槽41，所述内层侧部槽40远离内层中部槽30的一侧边远离扇形区20弧边的一端设有向外凸起的内层侧部凸槽41，所述内层侧部凸槽41的凸起方向与内层侧部槽40的两侧边方向一致，所述内层侧部凸槽41与内层侧部槽40连通。
31.具体的，所述内层侧部隔磁槽42设于内层侧部槽40远离内层中部槽30的一侧边，并位于该边远离该边的内层侧部凸槽41的一端处，所述内层侧部隔磁槽42与内层侧部槽40连通，所述内层侧部隔磁槽42和内层侧部槽40的连通处远离扇形区20弧边的一侧与内层中部槽30的侧边之间的夹角为锐角。
32.具体的，所述外层槽体包括外层中部槽50和设于外层中部槽50两侧的外层侧部槽60，所述外层中部槽50呈矩形并对称的设于扇形区20的中心线处，所述外层中部槽50的两侧边靠近扇形区20弧边的一端处分别设有外层中部隔磁槽52，所述外层中部隔磁槽52呈三角形，所述外层中部隔磁槽52的一边与外层中部槽50连通，且所述外层中部隔磁槽52的该边与外层中部隔磁槽52的另两边中靠近扇形区20弧边的一边之间的夹角为锐角，所述外层侧部槽60呈三角形，且外层侧部槽60靠近外层中部槽50的一边与外层中部隔磁槽52的另两边中靠近扇形区20弧边的一边之间平行设置，所述外层侧部槽60与外层中部隔磁槽52之间具有间隙。
33.内层侧部槽40与内层中部隔磁槽32之间的间隙形成磁桥，可提高电机转速，增加电机弱磁扩速能力，磁钢70通过内层中部槽30、内层侧部槽40和外层中部槽50固定设置，在电机调整转动时，内层中部槽30、内层侧部槽40和外层中部槽50可防止磁钢70移动。
34.在设计上，使内层中部槽30的宽度与内层侧部槽40的宽度一致，内层侧部槽40朝向内层中部槽30的一侧边具有两内层侧部凸槽41，由于内层侧部凸槽41的存在，使得该侧边的长度大于内层侧部槽40中部的宽度，而内层中部隔磁槽32与内层侧部槽40对应的一边的长度也大于内层中部槽30中部的宽度，使得内层侧部槽40与内层中部隔磁槽32之间的间隙形成磁桥的长度大于内层侧部槽40和内层中部槽30内安装的磁钢70的宽度，如此可保证电机高转速运行时具有足够的磁桥强度，同时尽可能的减少磁钢70漏磁，节省磁钢70用量。
35.内层侧部隔磁槽42的宽度小于内层侧部槽40中部的宽度，如此设计当磁钢70的宽度较大，而电机定子齿宽较小时，可以灵活调整电机磁极宽度和电机极弧系数，使得在提升电机扭矩的同时降低电机扭矩波动。
36.外层中部槽50的宽度小于内层中部槽30的宽度，可减少外层磁钢70用量，同时外层的磁钢70更窄可以减少外层磁钢70的涡流损耗，提升磁钢70的退磁能力。而外层中部隔磁槽52朝向外层侧部槽60的一边与外层侧部槽60之间形成磁桥，可以提升电机转速，增加电机弱磁能力。外层侧部槽60和外层中部隔磁槽52可减少磁钢70漏磁，节省磁钢70用量。外层中部隔磁槽52还可起到调整冲片磁场强度饱和程度的作用，从而使得气隙磁密更加接近正弦性，可有效抑制电机高次谐波，减小电机扭矩波动，降低电机噪声，提升电机效率。
37.实施例2
38.本实施例与实施例1基本相同，区别在于外层槽体的结构不同，如图5所示，本实施例中所述外层槽体包括外层中部槽50和设于外层中部槽50两侧的外层中部隔磁槽52，所述外层中部槽50呈矩形并对称的设于扇形区20的中心线处，所述外层中部槽50靠近扇形区20圆心的一侧的两角处分别设有向外凸起的外层中部凸槽51，所述外层中部凸槽51的凸起方向与外层中部槽50的两侧边方向一致，所述外层中部隔磁槽52设于外层中部槽50靠近扇形
区20弧边的一侧的两角处，所述外层中部隔磁槽52呈梯形，该梯形的其中一个腰边与外层中部槽50连通，该梯形的较短底边位于较长底边靠近扇形区20弧边的一侧，该梯形的底边与外层中部槽50靠近扇形区20弧边的一侧边之间的夹角为钝角。
39.外层中部槽50的宽度小于内层中部槽30的宽度，可减少外层磁钢用量，同时外层的磁钢更窄可以减少外层磁钢的涡流损耗，提升磁钢的退磁能力。外层侧部槽可减少磁钢漏磁，节省磁钢用量。外层中部隔磁槽52可起到调整冲片磁场强度饱和程度的作用，从而使得气隙磁密更加接近正弦性，可有效抑制电机高次谐波，减小电机扭矩波动，降低电机噪声，提升电机效率。
40.实施例3
41.本实施例与实施例1基本相同，区别在于外层槽体的结构不同，如图6所示，本实施例中所述外层槽体包括两呈“v”字形布置且以扇形区20的中心线相互对称设置的外层侧部槽60，该“v”字形的开口朝向扇形区20弧边，所述外层侧部槽60呈矩形，所述外层侧部槽60靠近扇形区20中心线的一侧边的两角处分别设有向外凸起的外层侧部凸槽61，所述外层侧部槽60远离扇形区20中心线的一侧边靠近扇形区20圆心的一端处设有外层侧部凸槽61，所述外层侧部凸槽61的凸起方向与外层侧部槽60的两侧边方向一致，所述外层侧部槽60靠近扇形区20中心线的一侧边靠近扇形区20弧边的一端处设有外层中部隔磁槽62，所述外层中部隔磁槽62呈三角形，所述外层中部隔磁槽62的一边与外层侧部槽60连通，且所述外层中部隔磁槽62的该边与外层中部隔磁槽62的另两边中靠近靠近扇形区20弧边的一边之间的夹角为锐角，所述外层侧部槽60远离扇形区20中心线的一侧边靠近扇形区20弧边的一端处设有外层侧部隔磁槽63，所述外层侧部隔磁槽63呈三角形，所述外层侧部隔磁槽63的一边与外层侧部槽60连通，且所述外层侧部隔磁槽63的该边与外层侧部隔磁槽63的另两边中靠近靠近扇形区20弧边的一边之间的夹角为锐角。
42.两外层侧部槽60之间形成磁桥，可提升电机转速，增加电机弱磁能力，且外层侧部槽60的宽度均小于内层中部槽30的宽度，可减少外层磁钢用量，同时外层的磁钢更窄可以减少外层磁钢的涡流损耗，提升磁钢的退磁能力。两外层中部隔磁槽62相对的一边相互平行设置，且长度均大于外层侧部槽60的宽度，使得磁桥的长度更长，在保证电机高速运行时具有足够的磁桥强度，同时尽可能的减小磁钢漏磁，节省磁钢用量。外层侧部隔磁槽63可起到调整冲片磁场强度饱和程度的作用，从而使得气隙磁密更加接近正弦性，可有效抑制电机高次谐波，减小电机扭矩波动，降低电机噪声，提升电机效率。
43.实施例4
44.一种电动摩托用永磁同步电机转子，由具有实施例1-3中任一实施例所述的电动摩托用永磁同步电机转子冲片结构的多个冲片叠加而成。
45.采用本发明的转子冲片结构制成的转子气隙磁密更加正弦，可减少电机谐波含量及提升电机效率，能增加电机磁阻扭矩从而增加电机输出扭矩，提升电机弱磁扩速能力。
46.以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。