电机转子和自起动同步磁阻电机的制作方法

1.本技术涉及电机技术领域，具体涉及一种电机转子和自起动同步磁阻电机。


背景技术：

2.自起动同步磁阻电机兼具异步电机和同步磁阻电机的特点，有以下几点基本特征：
3.1、转子内沿轴向开设空气槽，空气槽称为磁障槽，每两层磁障槽中间形成的铁芯部分，称为导磁通道；
4.2、磁障槽内全部或部分填充导电非导磁材料(例如铝)，称为导条；
5.3、转子轴向两端有端环，端环材料与导条材料相同，转子两端的端环与转子槽内的全部或部分导条连接，形成短路回路；
6.4、转子每极都形成两个对称轴d轴和q轴，与导磁通道近似平行的轴称为d轴，与导磁通道近似垂直的轴称为q轴.
7.自起动同步磁阻电机兼具异步电机无需变频器可直接起动、转子没有磁钢，可靠性高的优点，以及同步磁阻电机稳定运行在同步、高效率、高功率密度的优点。在工业领域，定频电机ie4能效得到突破，同时成本更低。
8.自起动同步磁阻磁障分为填充槽和非填充槽，填充槽内填充入导电不导磁的材料，填充槽和非填充槽由内磁桥分隔开。
9.与异步电机不同，填充槽形状为平行或近似平行d轴的结构，当转子斜极排布即转子冲片沿轴向相互错开一个角度时，填充槽和非填充槽交错，即填充材料可能进入非填充槽。


技术实现要素：

10.因此，本技术要解决的技术问题在于提供一种电机转子和自起动同步磁阻电机，能够避免斜极电机的电机转子在铸铝过程中发生填充材料进入非填充槽的问题，提高电机转子可靠性。
11.为了解决上述问题，本技术提供一种电机转子，包括转子冲片，转子冲片上设置有d轴磁障槽，d轴磁障槽包括位于两端的填充槽和位于中间的非填充槽，填充槽和非填充槽之间通过内磁桥间隔开，内磁桥为以转子冲片的中心为圆心的圆弧结构，转子冲片同心设置，并沿圆周方向错开预设角度叠置形成斜极转子。
12.优选地，非填充槽包括第一圆弧段，第一圆弧段为以转子冲片的中心为圆心的同心圆弧。
13.优选地，第一圆弧段的圆心角为at，电机转子的斜极角度为amax，at＞amax。
14.优选地，a
t
＞(2
×amax
+3
°
)，其中ns为定子槽数。
15.优选地，第一圆弧段关于q轴对称。
16.优选地，第一圆弧段的两端分别设置有第二圆弧段，第二圆弧段与第一圆弧段连接；或，第一圆弧段的两端分别设置有直线段，直线段沿平行于d轴方向延伸。
17.优选地，第一圆弧段的两端分别设置有第二圆弧段，第二圆弧段与第一圆弧段连接，部分第二圆弧段远离第一圆弧段的一端连接有直线段，沿着q轴方向，直线段的长度递减。
18.优选地，各内磁桥沿着q轴方向直径递增。
19.优选地，各内磁桥的直径相同。
20.优选地，转子冲片还设置有q轴磁障槽，q轴磁障槽位于d轴磁障槽的q轴方向外侧。
21.优选地，填充槽内填充有导电不导磁材料。
22.根据本技术的另一方面，提供了一种自起动同步磁阻电机，包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。
23.本技术提供的电机转子，包括转子冲片，转子冲片上设置有d轴磁障槽，d轴磁障槽包括位于两端的填充槽和位于中间的非填充槽，填充槽和非填充槽之间通过内磁桥间隔开，内磁桥为以转子冲片的中心为圆心的圆弧结构，转子冲片同心设置，并沿圆周方向错开预设角度叠置形成斜极转子。该电机转子的转子冲片中，位于填充槽和非填充槽之间的内磁桥采用以转子冲片的中心为圆心的圆弧结构，在进行转子冲片的叠片过程中，内磁桥均是相对于转子冲片的中心旋转一定角度，因此对应位置处的内磁桥始终是处于重叠状态，能够使得填充槽和非填充槽始终隔离，不会发生交错现象，因此能够在铸铝过程中有效避免填充材料进入到非填充槽内，保证了电机转子的可靠性。
附图说明
24.图1为本技术一个实施例的电机转子的转子冲片结构示意图；
25.图2为本技术一个实施例的电机转子的转子冲片内磁桥结构示意图；
26.图3为本技术一个实施例的电机转子的结构示意图。
27.附图标记表示为：
28.1、转子冲片；2、填充槽；3、非填充槽；4、内磁桥；5、第一圆弧段；6、第二圆弧段；7、直线段；8、q轴磁障槽。
具体实施方式
29.结合参见图1至图3所示，根据本技术的实施例，电机转子包括转子冲片1，转子冲片1上设置有d轴磁障槽，d轴磁障槽包括位于两端的填充槽2和位于中间的非填充槽3，填充槽2和非填充槽3之间通过内磁桥4间隔开，内磁桥4为以转子冲片1的中心为圆心的圆弧结构，转子冲片1同心设置，并沿圆周方向错开预设角度叠置形成斜极转子。
30.该电机转子的转子冲片1中，位于填充槽2和非填充槽3之间的内磁桥4采用以转子冲片1的中心为圆心的圆弧结构，在进行转子冲片1的叠片过程中，内磁桥4均是相对于转子冲片1的中心旋转一定角度，因此对应位置处的内磁桥4始终是处于重叠状态，能够使得填充槽2和非填充槽3始终隔离，不会发生交错现象，因此能够在铸铝过程中有效避免填充材料进入到非填充槽3内，保证了电机转子的可靠性。
31.在本实施例中，包括多层d轴磁障槽，多层d轴磁障槽沿着q轴方向间隔设置，相邻
的d轴磁障槽之间形成导磁通道。
32.多个转子冲片1沿着轴向堆叠，且每个转子冲片1均相对于前一个转子冲片1偏移一定角度，最终形成具有斜极角度的转子铁芯。
33.转子铁芯上开设有多组相同的磁障槽，多组磁障槽沿周向方向间隔设置，磁障槽组数为转子极数。
34.在本实施例中，d轴磁障槽的填充槽2内填充导电不导磁材料，形成导条，在转子铁芯的两端具有由导电不导磁材料制成的端环，与导条连接，形成短路结构。全部或者部分导条通过端环短接在一起，形成回路。非填充槽2内不填充导电不导磁材料，为空气槽结构，因此，通过改变内磁桥4的结构，使得内磁桥4在转子冲片1叠置形成斜极转子的过程中，仍然能够有效将填充槽2和非填充槽3间隔开，进而有效避免在填充导电不导磁材料过程中，导电不导磁材料从填充槽2进入到非填充槽3，提高了电机转子填充导电不导磁材料过程中的可靠性。
35.导电不导磁材料可以为铝，也可以为紫铜等。为了方便描述，以下以铸铝代替填充导电不导磁材料的描述。
36.在一个实施例中，非填充槽3包括第一圆弧段5，第一圆弧段5为以转子冲片1的中心为圆心的同心圆弧。在本实施例中，通过将非填充槽3的其中一段设置为以转子冲片1的中心为圆心的同心圆弧，能够使得转子冲片1在叠片过程中，仍然至少有部分第一圆弧段5是完全重合的，因此在进行铸铝过程中，即使每一个转子冲片1均错位一定角度，第一圆弧段5的重合部分仍然能够不受转子冲片1斜极叠置的影响，能够提供铸铝支撑工装的安装空间，即使转子冲片1旋转一定角度，也不影响工装放置，从而可以放入支撑工装来平衡铸铝过程中的压力，保证铸铝过程的顺利完成，同时能够避免铸铝过程中电机转子发生变形，提高电机转子结构的稳定性。
37.在一个实施例中，以第一层转子冲片1为基准，所有转子冲片1中错开角度中最大的转子冲片1相对于第一层转子冲片1的转动角度称为转子斜极角度，为amax，空气槽的突起部分圆弧所占最小圆心角度为at，at＞amax，从而保证在转子冲片1沿着轴向斜极叠置的过程中，至少有部分第一圆弧段5是完全重合的，进一步提高了转子冲片1的设计合理性，保证了在成型斜极转子的过程中，支撑工装的有效使用，降低了斜极转子的铸铝难度，保证了斜极转子的铸铝质量。
38.在一个实施例中，a
t
＞(2
×amax
+3
°
)，其中ns为定子槽数，从而能够对转子斜极角度与磁障槽层数进行关联，使得转子冲片1之间的相互错位不会影响铸铝。
39.在一个实施例中，第一圆弧段5关于q轴对称，更加方便进行支撑工装的设置，同时也能够在装入支撑工装时，使得支撑工装对两侧的铸铝支撑作用力一致，结构一致性更好。
40.在一个实施例中，第一圆弧段5的两端分别设置有第二圆弧段6，第二圆弧段6与第一圆弧段5连接。在本实施例中，整个非填充槽3可以部分为单独的第一圆弧段5，部分由第一圆弧段5和第二圆弧段6组合而成，也可以全部由第一圆弧段5和第二圆弧段6组合而成。
41.在一个实施例中，第一圆弧段5的两端分别设置有直线段7，直线段7沿平行于d轴方向延伸。在本实施例中，整个非填充槽3可以部分为单独的第一圆弧段5，部分由第一圆弧
段5和直线段7组合而成，也可以全部由第一圆弧段5和直线段7组合而成。
42.在一个实施例中，第一圆弧段5的两端分别设置有第二圆弧段6，第二圆弧段6与第一圆弧段5连接，部分第二圆弧段6远离第一圆弧段5的一端连接有直线段7，沿着q轴方向，直线段7的长度递减。
43.图1至图3中，虚线部分为第二圆弧段6的延长线，其本身并不实际存在，只是为了说明第一圆弧段5与第二圆弧段6的区别，以作为对比。
44.在一个实施例中，各内磁桥4沿着q轴方向直径递增。在本实施例中，内磁桥4呈圆弧状，所有内磁桥4的圆心与转子冲片1的圆心相同，各层转子冲片1的内磁桥4的圆弧直径沿着q轴方向依次为d1、...、dnb-1，各层磁桥圆弧直径可以不相同，随着层数增加，d1～dnb-1呈递增趋势。
45.在一个实施例中，各内磁桥4的直径相同。
46.在一个实施例中，转子冲片1还设置有q轴磁障槽8，q轴磁障槽8位于d轴磁障槽的q轴方向外侧。
47.根据本技术的实施例，自起动同步磁阻电机包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。
48.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。
49.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。