本發(fā)明屬于電機(jī)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種永磁電機(jī)，特別是一種永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

永磁電機(jī)是用永磁體建立磁場(chǎng)的一種電機(jī)，廣泛應(yīng)用于汽車、摩托車、干手器、電動(dòng)自行車、蓄電池車、船舶、航空、機(jī)械等行業(yè)，具有功率因數(shù)高、效率高、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。隔磁措施是影響永磁電機(jī)空載漏磁系數(shù)的重要因素，永磁電機(jī)的隔磁一般采用隔磁橋來實(shí)現(xiàn)。目前永磁電機(jī)中的內(nèi)置式轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是非常合理，從而導(dǎo)致電機(jī)啟動(dòng)后，電機(jī)的出力不夠大，且電機(jī)的弱磁擴(kuò)速能力不強(qiáng)，這些問題都是電機(jī)常會(huì)遇到的關(guān)鍵技術(shù)問題，無法滿足現(xiàn)代新型工具上電機(jī)的應(yīng)用要求。

中國(guó)專利(公告號(hào)：204334146U，公開日：2015.05.13)公開了一種V形八槽稀土永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片，它包括轉(zhuǎn)子沖片體，轉(zhuǎn)子沖片體均布有八個(gè)磁鋼槽，磁鋼槽為徑向式V形磁鋼槽，兩V形磁鋼槽端部之間設(shè)置的上隔磁橋C，在轉(zhuǎn)子沖片體中部設(shè)置有轉(zhuǎn)子軸孔，轉(zhuǎn)子沖片體直徑φ為55～550mm，兩V形磁鋼槽端部之間設(shè)置的上隔磁橋C寬度為0.5～20mm，磁鋼槽單邊長(zhǎng)度D為5～250mm，磁鋼槽寬度E為1～25mm，轉(zhuǎn)子沖片體上設(shè)置有4～20個(gè)散熱孔。

上述專利文獻(xiàn)中公開的永磁電機(jī)的內(nèi)置式轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)采用內(nèi)置徑向V形形式，其電機(jī)的出力仍然不夠大，且電機(jī)的弱磁擴(kuò)速能力不強(qiáng)，無法滿足電機(jī)高速大扭矩輸出需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在的上述問題，提供一種永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：如何提升永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的出力和弱磁擴(kuò)速能力。

本發(fā)明的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)，包括圓盤狀的片體，所述片體的中部開設(shè)有軸孔，所述片體上設(shè)有若干個(gè)V形槽，其特征在于，所述片體上還有若干個(gè)與所述V形槽一一對(duì)應(yīng)的U形槽，每對(duì)所述U形槽和V形槽形成一組磁鋼槽，所有磁鋼槽繞所述片體周向間隔分布，所述U形槽和V形槽的開口均朝向所述片體的外周面，所述U形槽位于所述V形槽與所述軸孔之間；所述U形槽和V形槽的開口端為上端，另一端為下端，所述U形槽的下端和V形槽的下端均設(shè)有隔磁橋。

其工作原理如下：本沖片結(jié)構(gòu)使用時(shí)，將若干個(gè)片體套裝在專用工裝上加壓固定，組裝成轉(zhuǎn)子鐵芯，以軸孔定位或以片體上的開鍵槽定位等，清理并檢查磁鋼槽后，在磁鋼槽中嵌入相對(duì)應(yīng)的磁鋼，本沖片結(jié)構(gòu)組裝的轉(zhuǎn)子鐵芯兩端可用端板通過螺栓進(jìn)行固定，在動(dòng)平衡機(jī)上校驗(yàn)動(dòng)平衡，校驗(yàn)合格后裝入定子內(nèi)形成本永磁電機(jī)。相比傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中片體上的每組磁鋼槽包括對(duì)應(yīng)設(shè)置的U形槽和V形槽，且沿片體徑向分為兩層，這樣電機(jī)直軸磁路的磁阻增加，磁導(dǎo)減小，直軸電感減小，進(jìn)而交軸電感與直軸電感的差值增大，電機(jī)磁阻轉(zhuǎn)矩增大，電機(jī)的出力增強(qiáng)；同時(shí)電機(jī)的直軸電感減小,引起電機(jī)的凸極率增大，因此電機(jī)的弱磁擴(kuò)速能力增強(qiáng)。

根據(jù)電機(jī)測(cè)試試驗(yàn)得知，與傳統(tǒng)的V形轉(zhuǎn)子沖片相比，在保證電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)一致且磁鋼厚度相同條件下，利用本發(fā)明中的沖片結(jié)構(gòu)組裝的電機(jī)的輸出扭矩增加約17％，弱磁擴(kuò)速能力增加了約26％。利用本發(fā)明中的沖片結(jié)構(gòu)生產(chǎn)的稀土永磁電機(jī)，既具有較大的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，又有較強(qiáng)的弱磁擴(kuò)速能力，同時(shí)噪音也比較小，可以滿足電機(jī)正常啟動(dòng)和運(yùn)行的要求，還有明顯的節(jié)能效果。

在上述的永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)中，每個(gè)所述U形槽和V形槽均包括左側(cè)槽和右側(cè)槽且每個(gè)所述U形槽和/或V形槽的左側(cè)槽與右側(cè)槽之間具有間隔，每個(gè)V形槽的下端具有兩個(gè)所述隔磁橋且兩個(gè)隔磁橋分別靠近所述V形槽的左側(cè)槽下端與右側(cè)槽下端；每個(gè)U形槽的下端具有三個(gè)所述隔磁橋，其中兩個(gè)隔磁橋分別靠近所述U形槽的左側(cè)槽下端與右側(cè)槽下端且第三個(gè)隔磁橋位于上述兩個(gè)隔磁橋之間。每個(gè)U形槽和V形槽中的磁鋼不是一個(gè)整體，而是斷開的，并且通過上述方式布置隔磁橋，更好的起到隔磁效果，限制磁鋼漏磁，從而提高永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的出力。

在上述的永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)中，所述隔磁橋均間隔設(shè)置，每個(gè)V形槽下端的兩個(gè)隔磁橋之間以及每個(gè)U形槽下端的三個(gè)隔磁橋之間均設(shè)有加強(qiáng)筋一。加強(qiáng)筋一可以遍布隔磁橋之間的區(qū)域，加強(qiáng)筋一的作用是在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，承受來自片體的離心力及磁鋼對(duì)片體上磁鋼槽的壓力，進(jìn)而增強(qiáng)整個(gè)轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度和剛度，使其能夠穩(wěn)定高速運(yùn)轉(zhuǎn)。另外加強(qiáng)筋一也能夠起到一定的隔磁效果，從而提高永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的出力。

在上述的永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)中，所述V形槽或/和U形槽的左側(cè)槽與右側(cè)槽之間的隔磁橋沿所述片體周向方向上的尺寸為0.5～50mm、沿所述片體徑向方向上的尺寸為0.5～15mm，每個(gè)隔磁橋與相鄰的加強(qiáng)筋一相貼靠。這一設(shè)置能夠保證較佳的片體強(qiáng)度和整體較好的隔磁效果。

在上述的永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)中，所述片體上靠近所述U形槽和/或V形槽的左側(cè)槽以及右側(cè)槽的上端位置也均設(shè)有所述隔磁橋且該隔磁橋與所述片體的外周面之間設(shè)有加強(qiáng)筋二。該隔磁橋同樣起到隔磁效果，限制磁鋼漏磁，加強(qiáng)筋二提高片體的強(qiáng)度，從而能夠使本沖片結(jié)構(gòu)承受電機(jī)轉(zhuǎn)子的高速運(yùn)轉(zhuǎn)。

在上述的永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)中，每組所述磁鋼槽中的U形槽和V形槽相互平行設(shè)置且所述U形槽和/或V形槽的左側(cè)槽與右側(cè)槽之間形成夾角α，其中，30°≤α≤160°。α的數(shù)值根據(jù)轉(zhuǎn)子極數(shù)進(jìn)行具體設(shè)置，磁鋼插入上述的U形槽和V形槽后，得到更佳的磁路，從而提高電機(jī)的功率，增強(qiáng)出力。

在上述的永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)中，所述U形槽或/和V形槽的左側(cè)槽以及右側(cè)槽的長(zhǎng)度范圍為5～100mm，所述U形槽或/和V形槽的寬度為3～15mm。這樣設(shè)置的磁鋼具有較好的磁場(chǎng)效能。

在上述的永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)中，所述片體上還開設(shè)有減重孔和鉚釘孔。減重孔和鉚釘孔可以是圓形或方形等形狀，鉚釘孔內(nèi)可以插入鉚釘對(duì)沖片結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，減重孔有利于減輕轉(zhuǎn)子鐵芯的整體重量，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并有利于電機(jī)轉(zhuǎn)子的散熱。

進(jìn)一步的，本技術(shù)方案中片體的直徑為50～400mm；片體的材料可為35W300、50W400或50W470等，隔磁橋采用絕緣膠或絕緣漆等填充形成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明中片體上的每組磁鋼槽包括對(duì)應(yīng)設(shè)置的U形槽和V形槽，且沿片體徑向分為兩層，這樣電機(jī)直軸磁路的磁阻增加，磁導(dǎo)減小，直軸電感減小，進(jìn)而交軸電感與直軸電感的差值增大，電機(jī)磁阻轉(zhuǎn)矩增大，電機(jī)的出力增強(qiáng)；同時(shí)電機(jī)的直軸電感減小,引起電機(jī)的凸極率增大，因此電機(jī)的弱磁擴(kuò)速能力增強(qiáng)。

附圖說明

圖1是本沖片結(jié)構(gòu)的正視結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本沖片結(jié)構(gòu)的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1、片體；11、軸孔；12、磁鋼槽；12a、U形槽；12b、V形槽；13、左側(cè)槽；14、右側(cè)槽；15、上端；16、下端；17、減重孔；18、鉚釘孔；2、隔磁橋；3、加強(qiáng)筋一；4、加強(qiáng)筋二。

具體實(shí)施方式

以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。

本實(shí)施例中的技術(shù)方案不受轉(zhuǎn)子極數(shù)的限制，可以適用于四極、六極、八極、十極等多極電機(jī)的轉(zhuǎn)子鐵芯結(jié)構(gòu)。如圖1和圖2所示，本實(shí)施例以十極為例，本永磁電機(jī)的沖片結(jié)構(gòu)包括圓盤狀的片體1，片體1的中部開設(shè)有軸孔11，片體1上沿軸孔11的周向分布有若干組磁鋼槽12，每組磁鋼槽12均包括對(duì)應(yīng)設(shè)置的U形槽12a和V形槽12b，U形槽12a和V形槽12b的開口均朝向片體1的外周面，U形槽12a位于V形槽12b與軸孔11之間；U形槽12a和V形槽12b的開口端為上端15，另一端為下端16，U形槽12a的下端16和V形槽12b的下端16均設(shè)有隔磁橋2。本沖片結(jié)構(gòu)使用時(shí)，將若干個(gè)片體1套裝在專用工裝上加壓固定，組裝成轉(zhuǎn)子鐵芯，以軸孔11定位或以片體1上的開鍵槽定位等，清理并檢查磁鋼槽12后，在磁鋼槽12中嵌入相對(duì)應(yīng)的磁鋼，本沖片結(jié)構(gòu)組裝的轉(zhuǎn)子鐵芯兩端可用端板通過螺栓進(jìn)行固定，在動(dòng)平衡機(jī)上校驗(yàn)動(dòng)平衡，校驗(yàn)合格后裝入定子內(nèi)形成本永磁電機(jī)。相比傳統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)子沖片結(jié)構(gòu)，本發(fā)明中片體1上的每組磁鋼槽12包括對(duì)應(yīng)設(shè)置的U形槽12a和V形槽12b，且沿片體1徑向分為兩層，這樣電機(jī)直軸磁路的磁阻增加，磁導(dǎo)減小，直軸電感減小，進(jìn)而交軸電感與直軸電感的差值增大，電機(jī)磁阻轉(zhuǎn)矩增大，電機(jī)的出力增強(qiáng)；同時(shí)電機(jī)的直軸電感減小,引起電機(jī)的凸極率增大，因此電機(jī)的弱磁擴(kuò)速能力增強(qiáng)。

如圖1所示，片體1上還開設(shè)有減重孔17和鉚釘孔18，鉚釘孔18內(nèi)可以插入鉚釘對(duì)沖片結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，減重孔17有利于減輕轉(zhuǎn)子鐵芯的整體重量，從而降低電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并有利于電機(jī)轉(zhuǎn)子的散熱。

如圖2所示，每個(gè)U形槽12a和V形槽12b均包括左側(cè)槽13和右側(cè)槽14且每個(gè)U形槽12a和/或V形槽12b的左側(cè)槽13與右側(cè)槽14之間具有間隔，每個(gè)V形槽12b的左側(cè)槽13與右側(cè)槽14之間具有兩個(gè)隔磁橋2且兩個(gè)隔磁橋2分別靠近V形槽12b的左側(cè)槽13下端16與右側(cè)槽14下端16；每個(gè)U形槽12a的左側(cè)槽13與右側(cè)槽14之間具有三個(gè)隔磁橋2，其中兩個(gè)隔磁橋2分別靠近U形槽12a的左側(cè)槽13下端16與右側(cè)槽14下端16且第三個(gè)隔磁橋2位于上述兩個(gè)隔磁橋2之間；隔磁橋2均間隔設(shè)置，相鄰兩個(gè)隔磁橋2之間還設(shè)有加強(qiáng)筋一3，加強(qiáng)筋一3的作用是在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，承受來自片體1的離心力及磁鋼對(duì)片體1上磁鋼槽12的壓力，進(jìn)而增強(qiáng)整個(gè)轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度和剛度，使其能夠穩(wěn)定高速運(yùn)轉(zhuǎn)，另外加強(qiáng)筋一3也能夠起到一定的隔磁效果，從而提高永磁電機(jī)轉(zhuǎn)子的出力。每組磁鋼槽12中的U形槽12a和V形槽12b相互平行設(shè)置且U形槽12a和/或V形槽12b的左側(cè)槽13與右側(cè)槽14之間形成夾角α，其中，30°≤α≤160°。本實(shí)施例中α優(yōu)選為135°，磁鋼插入上述的U形槽12a和V形槽12b后，得到更佳的磁路，從而提高電機(jī)的功效，增強(qiáng)出力。

本實(shí)施例中V形槽12b或/和U形槽12a的左側(cè)槽13與右側(cè)槽14之間的隔磁橋2沿片體1周向方向上的尺寸為0.5～50mm、沿片體1徑向方向上的尺寸為0.5～15mm且每個(gè)隔磁橋2與相鄰的加強(qiáng)筋一3相貼靠。這一設(shè)置能夠保證較佳的片體1強(qiáng)度和整體較好的隔磁效果。進(jìn)一步的，作為優(yōu)選，V形槽12b或/和U形槽12a的左側(cè)槽13與右側(cè)槽14之間的隔磁橋2沿片體1周向方向上的尺寸為20mm、沿片體1徑向方向上的尺寸為10mm。

如圖2所示，片體1上靠近U形槽12a和/或V形槽12b的左側(cè)槽13以及右側(cè)槽14的上端15位置也均設(shè)有隔磁橋2且該隔磁橋2與片體1的外周面之間設(shè)有加強(qiáng)筋二4，加強(qiáng)筋二4沿著對(duì)應(yīng)的V形槽12b或/和U形槽12a的左側(cè)槽13以及右側(cè)槽14的寬度方向設(shè)置，加強(qiáng)筋二4的長(zhǎng)度大于V形槽12b或/和U形槽12a的左側(cè)槽13以及右側(cè)槽14的寬度。

進(jìn)一步的，本技術(shù)方案中片體1的直徑為50～400mm；片體1的材料可為35W300、50W400或50W470等，隔磁橋2采用絕緣膠或絕緣漆等填充形成。U形槽12a或/和V形槽12b的左側(cè)槽13以及右側(cè)槽14的長(zhǎng)度范圍為5～100mm，U形槽12a或/和V形槽12b的寬度為3～15mm；作為優(yōu)選，U形槽12a或/和V形槽12b的左側(cè)槽13以及右側(cè)槽14的長(zhǎng)度為20mm或50mm，U形槽12a或/和V形槽12b的寬度為7mm或10mm。

本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了1、片體；11、軸孔；12、磁鋼槽；12a、U形槽；12b、V形槽；13、左側(cè)槽；14、右側(cè)槽；15、上端；16、下端；17、減重孔；18、鉚釘孔；2、隔磁橋；3、加強(qiáng)筋一；4、加強(qiáng)筋二等術(shù)語，但并不排除使用其它術(shù)語的可能性。使用這些術(shù)語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發(fā)明的本質(zhì)；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發(fā)明精神相違背的。