一种永磁同步电机转子设计方法与流程

本发明涉及电机，尤其是涉及一种永磁同步电机转子设计方法。

背景技术：

1、随着永磁材料、电力电子等技术的发展，永磁同步电机越来越多的出现在各种自动化设备和军工等特殊领域的设备里；

2、而随着自动化行业的高速发展，各终端设备厂家(尤其是一些机器人、特种作业设备和军工装备等高端装备)对电机产品的性能要求越来越高，比如：电机动态响应高、功率密度高和齿槽转矩小等；与此同时，目前企业纷纷推出永磁同步电机产品，市场竞争也越来越激烈。这些都要求电机厂家研发和生产效率越来越高，成本也要得到有效的控制；

3、为了提高电机产品在市场上的竞争力，设计方案时要考虑电机主要物料(比如定转子铁芯、磁钢、铜线、机壳和端盖等物料)的方案成本。

4、对于转子铁芯，如图1-3所示，为表贴式转子铁芯、一字型嵌入式转子铁芯和v字型嵌入式转子铁芯的结构以及装配过程示意图，现有的设计方案为首先生产一体成型的整体转子铁芯，整体的转子铁芯设计为整圆形状，在此基础上根据磁钢形状设计、减小惯量设计和磁路走向设计来设计避空；

5、生产时依据磁路回路，在相邻的磁钢槽中依次插入n、s极磁钢；磁钢安装时需要考虑好磁钢的极性，不然很容易放置错误，引起电机无法运行的情况；而且表贴式(spm)转子在安装磁钢时容易被相邻磁钢吸引过去碰撞在一起导致磁钢的破裂情况；

6、如图4-6所示，为表贴式转子铁芯、一字型嵌入式转子铁芯和v字型嵌入式转子铁芯在硅钢片钢带上的冲压状态示意图，图中1、2、3、4和5所示圆形区域硅钢片为无法利用的空间，硅钢片在冲压时浪费较大。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高硅钢片的材料利用率，节约转子铁芯成本的永磁同步电机转子设计方法。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一种永磁同步电机转子设计方法，包括以下步骤：

4、s1：获取转子铁芯，该转子铁芯设有多个用于安装磁钢的安装部；

5、s2：根据转子铁芯的极数，将转子铁芯平均划分为多个相同形状的小单元转子模块，每个小单元转子模块均包含对应的所述安装部；

6、s3：根据所述小单元转子模块的形状制备对应的小单元模具，从而在硅钢片钢带上制备得到多个转子分块铁芯；

7、s4：根据将各个转子分块铁芯依次组合得到的环状结构的最外侧形状，制备钢套，用于套设在所述环状结构的外侧。

8、进一步地，每个所述硅钢片钢带对应多个小单元模具，各个所述小单元模具依次沿直线排列，相邻两个小单元模具之间通过侧面相互衔接，并且在位置上相邻两个小单元模具首尾互换。

9、进一步地，所述小单元转子模块的形状为转子铁芯的最小重复单元。

10、进一步地，若所述转子铁芯为表贴式转子铁芯，该表贴式转子铁芯的外侧均匀设有多个磁钢固定凸块，

11、则以各个所述磁钢固定凸块的中心线作为分隔线，该分隔线经过表贴式转子铁芯的中心，得到多个相同形状的小单元转子模块。

12、进一步地，若所述转子铁芯为一字型嵌入式转子铁芯，该一字型嵌入式转子铁芯均匀设有多个一字型通孔，

13、则以相邻两个一字型通孔之间的中心线作为分隔线，该分隔线经过一字型嵌入式转子铁芯的中心，得到多个相同形状的小单元转子模块。

14、进一步地，若所述转子铁芯为v字型嵌入式转子铁芯，该v字型嵌入式转子铁芯均匀设有多个v字型通孔，

15、则以相邻两个v字型通孔之间的中心线作为分隔线，该分隔线经过v字型嵌入式转子铁芯的中心，得到多个相同形状的小单元转子模块。

16、进一步地，所述转子铁芯的组装过程包括：在各个转子分块铁芯上的安装部内装配磁钢，将装配有磁钢的各个转子分块铁芯沿圆周依次排布，在排布后的整体结构外侧套设钢套。

17、进一步地，所述钢套与排布后的转子分块铁芯整体结构紧配合。

18、进一步地，所述钢套与排布后的各个转子分块铁芯相互套设、粘接或焊接连接。

19、进一步地，通过小单元模具，在硅钢片钢带上采用冲压的方式制备得到转子分块铁芯。

20、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

21、(1)本发明设计了一种旋转永磁同步电机转子铁芯方案，通过将传统的转子铁芯根据极数分开冲压和生产，可以使得模具成本大大减小、硅钢片钢带的利用率大大提升以及生产效率的大幅提升。

22、(2)本发明将转子铁芯分为多个相同结构的转子分块铁芯，加工时可在硅钢片钢带上直接加工转子分块铁芯，各个转子分块铁芯彼此间可通过斜面相互嵌合，硅钢片钢带上的废料区域少，硅钢片的材料利用率高，相当于节约了转子铁芯的成本。

23、(3)由于采用更小单元的转子分块铁芯，其模具开模难度降低，模具成本也低。

24、(4)本发明单个转子模块比较小，便于工厂批量化和自动化生产(贴磁钢或者插磁钢)；根据产线整机生产的任务量来进行转子模块的配料制供应，也减少了生产现场的物料堆放面积与空间，有利于现场的5s管理。

技术特征：

1.一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，每个所述硅钢片钢带对应多个小单元模具，各个所述小单元模具依次沿直线排列，相邻两个小单元模具之间通过侧面相互衔接，并且在位置上相邻两个小单元模具首尾互换。

3.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，所述小单元转子模块的形状为转子铁芯(1)的最小重复单元。

4.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，所述转子铁芯(1)的组装过程包括：在各个转子分块铁芯(101)上的安装部(102)内装配磁钢(2)，将装配有磁钢(2)的各个转子分块铁芯(101)沿圆周依次排布，在排布后的整体结构外侧套设钢套(3)。

8.根据权利要求7所述的一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，所述钢套(3)与排布后的转子分块铁芯(101)整体结构紧配合。

9.根据权利要求7所述的一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，所述钢套(3)与排布后的各个转子分块铁芯(101)相互套设、粘接或焊接连接。

10.根据权利要求1所述的一种永磁同步电机转子设计方法，其特征在于，通过小单元模具，在硅钢片钢带上采用冲压的方式制备得到转子分块铁芯(101)。

技术总结
本发明涉及一种永磁同步电机转子设计方法，包括：获取转子铁芯，该转子铁芯设有多个用于安装磁钢的安装部；根据转子铁芯的极数，将转子铁芯平均划分为多个相同形状的小单元转子模块，每个小单元转子模块均包含对应的安装部；根据小单元转子模块的形状制备对应的小单元模具，从而在硅钢片钢带上制备得到多个转子分块铁芯；根据将各个转子分块铁芯依次组合得到的环状结构的最外侧形状，制备钢套，用于套设在环状结构的外侧。与现有技术相比，本发明将传统的转子铁芯根据极数分开为多个转子分块铁芯，可以使得模具成本大大减小、硅钢片钢带的利用率大大提升以及生产效率的大幅提升。

技术研发人员：徐军,陈亮亮,王磊明,涂晨炜,邢融
受保护的技术使用者：上海航天智能装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14