本發(fā)明涉及永磁同步電機(jī)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種轉(zhuǎn)子沖片、電機(jī)轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)。

背景技術(shù)：

隨著全球變暖以及能源危機(jī)的不斷加劇，新能源汽車替代現(xiàn)有的燃油汽車已經(jīng)成為必然的趨勢。永磁同步電機(jī)由于高轉(zhuǎn)矩密度、高效率、高功率密度等特點(diǎn)而成為新能源汽車驅(qū)動電機(jī)的首選。永磁同步電機(jī)作為新能源汽車動力總成的重要組成部分，其轉(zhuǎn)子所采用的磁路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一直以來都為業(yè)界設(shè)計(jì)人員所關(guān)注。

針對多層磁鋼平行放置磁路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，申請?zhí)枮?01610325058.2的中國專利申請中提出，使每組對稱的隔磁槽之間不貫通，即在隔磁槽中間保留有一定寬度的肋(即隔磁橋結(jié)構(gòu))，對轉(zhuǎn)子鐵芯起到徑向支撐的作用，從而減小轉(zhuǎn)子邊緣受到的應(yīng)力，保證轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度，以及減小轉(zhuǎn)子的離心力。申請?zhí)枮?01180042631.4的中國專利申請?zhí)岢?，將每層磁鋼安置槽孔采用梯形設(shè)計(jì)，梯形兩側(cè)分別設(shè)置傾斜橫梁；申請?zhí)枮?01080048982.1的中國專利申請則提出，在不同磁鋼的隔磁槽之間設(shè)置磁通調(diào)制組。

但上述方案都無法解決多層磁鋼平行放置磁路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中最上層磁鋼漏磁的問題，如圖1所示，部分磁場將無法抵達(dá)轉(zhuǎn)子鐵芯外周。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對上述多層磁鋼平行放置磁路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中最上層磁鋼漏磁的問題，提供一種新的轉(zhuǎn)子沖片、電機(jī)轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種轉(zhuǎn)子沖片，包括多個沿圓周方向均勻分布的磁鋼安裝位，每一所述磁鋼安裝位包括沿轉(zhuǎn)子沖片的徑向分布的一個第一磁鋼插槽和多個第二磁鋼插槽，且所述第一磁鋼插槽位于第二磁鋼插槽的外層；所述第一磁鋼插槽包括第一插槽部和兩個分別位于第一插槽部兩側(cè)且對稱分布的第一輔助屏蔽槽；所述兩個第一輔助屏蔽槽的底端分別與所述第一插槽部的兩側(cè)連通。

在本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)子沖片中，所述兩個第一輔助屏蔽槽與所述第一插槽部組成碗形通槽；所述兩個第一輔助屏蔽槽的相對側(cè)分別向所述第一插槽部的上方突出，使得所述第一插槽部上方形成燕尾形的極靴。

在本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)子沖片中，所述第二磁鋼插槽包括第二插槽部和兩個分別位于第二插槽部兩側(cè)且對稱分布的第二輔助屏蔽槽，所述第二輔助屏蔽槽的底端延伸到所述第二插槽部的側(cè)面，且所述第二輔助屏蔽槽與所述第二插槽部之間具有輔助磁橋；每一所述磁鋼安裝位的所述第一插槽部和所述第二插槽部平行設(shè)置并分別垂直于所在位置的轉(zhuǎn)子沖片的徑向。

在本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)子沖片中，所述第一輔助屏蔽槽和所述第二輔助屏蔽槽分別沿轉(zhuǎn)子沖片的徑向分布。

在本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)子沖片中，所述多個第二磁鋼插槽包括首位第二磁鋼插槽及末位第二磁鋼插槽，所述首位第二磁鋼插槽靠近所述第一磁鋼插槽，所述末位第二磁鋼插槽靠近所述轉(zhuǎn)子沖片圓心；所述第一磁鋼插槽的尺寸小于所述首位第二磁鋼插槽的尺寸，所述首位第二磁鋼插槽的尺寸小于所述末位第二磁鋼插槽的尺寸。

在本發(fā)明所述的轉(zhuǎn)子沖片中，所述第一輔助屏蔽槽和第二輔助屏蔽槽的頂端向上延伸，并與轉(zhuǎn)子沖片的外圓形成非均勻主磁橋。

本發(fā)明還提供一種電機(jī)轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)軸；所述轉(zhuǎn)子鐵芯包括多個沿該轉(zhuǎn)子鐵芯軸向分布的鐵芯單元，且每一鐵芯單元上具有多個沿該鐵芯單元的圓周方向均勻分布的磁極，每一所述磁極包括沿鐵芯單元的徑向分布的一個第一磁鋼插槽、多個第二磁鋼插槽，所述第一磁鋼插槽位于第二磁鋼插槽的外層且所述第一磁鋼插槽和第二磁鋼插槽內(nèi)分別插有磁鋼；所述第一磁鋼插槽包括第一插槽部和兩個分別位于第一插槽部兩側(cè)且對稱分布的第一輔助屏蔽槽；所述兩個第一輔助屏蔽槽的底端分別與所述第一插槽部的兩側(cè)連通。

在本發(fā)明所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子中，所述兩個第一輔助屏蔽槽與所述第一插槽部組成碗形通槽；所述兩個第一輔助屏蔽槽的相對側(cè)分別向所述第一插槽部的上方突出，使得所述第一插槽部上方形成燕尾形的極靴。

在本發(fā)明所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子中，所述第二磁鋼插槽包括第二插槽部和兩個分別位于第二插槽部兩側(cè)且對稱分布的第二輔助屏蔽槽，所述第二輔助屏蔽槽的底端延伸到所述第二插槽部的側(cè)面，且所述第二輔助屏蔽槽與所述第二插槽部之間具有輔助磁橋；每一所述磁鋼安裝位的所述第一插槽部和所述第二插槽部平行設(shè)置并分別垂直于所在位置的鐵芯單元的徑向；所述第一輔助屏蔽槽和所述第二輔助屏蔽槽分別沿鐵芯單元的徑向分布，所述多個第二磁鋼插槽包括首位第二磁鋼插槽及末位第二磁鋼插槽，所述首位第二磁鋼插槽靠近所述第一磁鋼插槽，所述末位第二磁鋼插槽靠近所述轉(zhuǎn)子沖片圓心；所述第一磁鋼插槽的尺寸小于所述首位第二磁鋼插槽的尺寸，所述首位第二磁鋼插槽的尺寸小于所述末位第二磁鋼插槽的尺寸；所述第一輔助屏蔽槽和第二輔助屏蔽槽的頂端向上延伸，并與鐵芯單元的外圓形成非均勻主磁橋。

本發(fā)明還提供一種永磁同步電機(jī)，包括機(jī)殼和位于機(jī)殼內(nèi)的定子，所述永磁同步電機(jī)還包括如上所述的電機(jī)轉(zhuǎn)子。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)子沖片、電機(jī)轉(zhuǎn)子及永磁同步電機(jī)，通過將靠近轉(zhuǎn)子外周表面的一層磁鋼安裝位的輔助屏蔽槽與磁鋼插槽之間的通槽結(jié)構(gòu)，可顯著減小該層磁鋼漏磁，從而提高磁鋼利用率。同時該層磁鋼頂部的燕尾型極靴結(jié)構(gòu)可以減緩主磁橋處的應(yīng)力集中，優(yōu)化主氣隙磁通。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有電機(jī)轉(zhuǎn)子中磁場的示意圖。

圖2是本發(fā)明轉(zhuǎn)子沖片實(shí)施例的示意圖。

圖3是本發(fā)明永磁同步電機(jī)實(shí)施例的示意圖。

圖4是本發(fā)明電機(jī)轉(zhuǎn)子中磁場的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖2所示，是本發(fā)明轉(zhuǎn)子沖片實(shí)施例的示意圖，該轉(zhuǎn)子沖片可疊加形成轉(zhuǎn)子鐵芯。本實(shí)施例中的轉(zhuǎn)子沖片20包括多個磁鋼安裝位，且該多個磁鋼安裝位在轉(zhuǎn)子沖片20上沿圓周方向均勻分布。每一磁鋼安裝位包括沿轉(zhuǎn)子沖片的徑向分布的一個第一磁鋼插槽和多個第二磁鋼插槽，且第一磁鋼插槽位于第二磁鋼插槽的外層。第一磁鋼插槽包括第一插槽部211和兩個第一輔助屏蔽槽212，且兩個第一輔助屏蔽槽212分別位于第一插槽部211的兩側(cè)且對稱分布(對稱軸為穿過第一插槽部211中心的徑向線)。上述兩個第一輔助屏蔽槽212的底端分別與第一插槽部211的兩側(cè)連通第一輔助屏蔽槽212的底端與第一插槽部211之間通過突起結(jié)構(gòu)固定第一插槽部211內(nèi)的磁鋼，避免磁鋼移動到第一輔助屏蔽槽212。特別地，兩個第一輔助屏蔽槽212與第一插槽部211組成碗形通槽。

上述轉(zhuǎn)子沖片通過將靠近轉(zhuǎn)子外周表面的第一磁鋼安裝位的第一輔助屏蔽槽212與第一插槽部211之間的通槽結(jié)構(gòu)，使得插接到第一插槽部211的磁鋼的磁場無法向兩側(cè)泄露，如圖4所示，從而顯著減小該層磁鋼漏磁，提高磁鋼利用率。

為減緩第一插槽部211與轉(zhuǎn)子外圓形成的主磁橋24的應(yīng)力集中，可使兩個第一輔助屏蔽槽212的相對側(cè)分別向第一插槽部211的上方突出，使得第一插槽部211上方形成燕尾形的極靴。

在上述的轉(zhuǎn)子沖片中，第二磁鋼插槽包括第二插槽部和兩個分別位于第二插槽部兩側(cè)且對稱分布的第二輔助屏蔽槽，第二輔助屏蔽槽的底端延伸到第二插槽部的側(cè)面，且第二輔助屏蔽槽與第二插槽部之間具有輔助磁橋；每一磁鋼安裝位的第一插槽部和第二插槽部平行設(shè)置并分別垂直于所在位置的轉(zhuǎn)子沖片的徑向。

在一個具體的實(shí)施例中，多個第二磁鋼插槽包括首位第二磁鋼插槽及末位第二磁鋼插槽，首位第二磁鋼插槽靠近第一磁鋼插槽，末位第二磁鋼插槽靠近轉(zhuǎn)子沖片20的圓心。需要說明的是，第二磁鋼插槽的數(shù)量不限于兩個，可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。

此時，每一磁鋼安裝位具有兩層第二磁鋼插槽，從而使得每一磁鋼安裝位具有三層磁鋼插槽。進(jìn)一步地，首位第二磁鋼插槽包括首位第二插槽部221以及兩個首位第二輔助屏蔽槽222。首位第二輔助屏蔽槽222位于首位第二插槽部221的兩側(cè)且對稱分布(對稱軸為穿過首位第二插槽部221中心的徑向線)，該首位第二輔助屏蔽槽222的底端延伸到首位第二插槽部221的側(cè)面(即首位第二輔助屏蔽槽222的底端與首位第二插槽部221的底端持平)且首位第二輔助屏蔽槽222與首位第二插槽部221之間具有首位輔助磁橋223。末位第二磁鋼插槽包括末位第二插槽部231以及兩個末位第二輔助屏蔽槽232。末位第二輔助屏蔽槽232位于末位第二插槽部231的兩側(cè)且對稱分布(對稱軸為穿過末位第二插槽部231中心的徑向線)，該末位第二輔助屏蔽槽232的底端延伸到末位第二插槽部231的側(cè)面(即末位第二輔助屏蔽槽232的底端與末位第二插槽部231的底端持平)且末位第二輔助屏蔽槽232與末位第二插槽部231之間具有末位輔助磁橋233。

特別地，在每一磁鋼安裝位中，第一磁鋼插槽的尺寸小于首位第二磁鋼插槽的尺寸，且首位第二磁鋼插槽的尺寸小于末位第二磁鋼插槽的尺寸。

每一磁鋼安裝位的第一插槽部211、首位第二磁鋼插槽的首位第一插槽部221和末位磁鋼插槽的末位第二插槽部231平行設(shè)置并分別垂直于所在位置的轉(zhuǎn)子沖片20的徑向。由于每一磁鋼安裝位中的各層磁鋼沿徑向呈平行布置，并使各層磁鋼磁化方向相同，結(jié)合多層屏蔽槽，可增大凸極比，也即增大了磁阻轉(zhuǎn)矩分量的比例，從而可大大提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度。磁阻轉(zhuǎn)矩分量的增加，可克服控制器失控時電機(jī)高速反電勢過高對前級驅(qū)動器損壞的風(fēng)險。

首位第二磁鋼插槽的輔助磁橋223和末位磁鋼插槽中的輔助磁橋233可提高磁鋼的抗去磁能力及電機(jī)弱磁率，結(jié)合多層布置形成的高凸極率，可拓寬電機(jī)恒功率調(diào)速范圍，同時首位第二磁鋼插槽的輔助磁橋223和末位磁鋼插槽中的輔助磁橋233也增強(qiáng)了轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度及轉(zhuǎn)子可靠性。當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度、磁鋼抗去磁能力及弱磁率等綜合要求，上述首位第二磁鋼插槽的輔助磁橋223和末位磁鋼插槽中的輔助磁橋233可部分或全部省去。上述首位第二磁鋼插槽的輔助磁橋223和末位磁鋼插槽中的輔助磁橋233的寬度不僅需要考慮轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度、磁鋼漏磁，而且還需要考慮磁鋼抗去磁能力及電機(jī)弱磁率的影響。

上述第一輔助屏蔽槽212、首位第二磁鋼插槽的首位第二輔助屏蔽槽222和末位磁鋼插槽中的末位第二輔助屏蔽槽232的頂端分別向上延伸，并與轉(zhuǎn)子沖片20的外圓形成非均勻主磁橋24，通過該主磁橋24，可改善氣隙磁密波形和反電勢波形，降低齒槽轉(zhuǎn)矩和高速轉(zhuǎn)矩脈動。更重要的是，非均勻主磁橋24在機(jī)械上可削弱主磁橋24的應(yīng)力集中。上述第一輔助屏蔽槽212、首位第二磁鋼插槽的首位第二輔助屏蔽槽222和末位磁鋼插槽中的末位第二輔助屏蔽槽232的寬度可根據(jù)轉(zhuǎn)子機(jī)械強(qiáng)度及極間漏磁大小綜合選取。

在每一磁鋼安裝位中，第一輔助屏蔽槽212、首位第二磁鋼插槽的首位第二輔助屏蔽槽222和末位磁鋼插槽中的末位第二輔助屏蔽槽232與磁極中心線(即各層磁鋼中心所在的徑向線)成一定夾角，調(diào)整此角度即可調(diào)整由磁鋼所產(chǎn)生的磁力線路徑，從而改變極弧系數(shù)。特別地，可使第一輔助屏蔽槽212、首位第二磁鋼插槽的首位第二輔助屏蔽槽222和末位磁鋼插槽中的末位第二輔助屏蔽槽232沿轉(zhuǎn)子沖片20的徑向分布。

此外，為減輕轉(zhuǎn)子鐵芯重量，上述轉(zhuǎn)子沖片20上可具有多個減重孔25，例如每一磁鋼安裝位具有一個減重孔25。

上述轉(zhuǎn)子沖片可直接應(yīng)用于電機(jī)轉(zhuǎn)子，該電機(jī)轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子鐵芯和轉(zhuǎn)軸。該轉(zhuǎn)子鐵芯包括多個沿該轉(zhuǎn)子鐵芯軸向分布的鐵芯單元，且每一鐵芯單元上具有多個沿該鐵芯單元的圓周方向均勻分布的磁極。每一磁極包括沿鐵芯單元的徑向分布的一個第一磁鋼插槽和多個第二磁鋼插槽且第一磁鋼插槽和第二磁鋼插槽內(nèi)分別插有磁鋼，上述第一磁鋼插槽位于第二磁鋼插槽的外層。第一磁鋼插槽包括第一插槽部和兩個分別位于第一插槽部兩側(cè)且對稱分布的第一輔助屏蔽槽；兩個第一輔助屏蔽槽的底端分別與第一插槽部的兩側(cè)連通。

特別地，上述兩個第一輔助屏蔽槽的底端分別與第一插槽部組成碗形通槽。

在上述的電機(jī)轉(zhuǎn)子中，兩個第一輔助屏蔽槽的相對側(cè)分別向第一插槽部的上方突出，使得第一插槽部上方形成燕尾形的極靴，從而減緩第一插槽部211與轉(zhuǎn)子外圓形成的主磁橋24的應(yīng)力集中。

第二磁鋼插槽包括第二插槽部和兩個分別位于第二插槽部兩側(cè)且對稱分布的第二輔助屏蔽槽，第二輔助屏蔽槽的底端延伸到第二插槽部的側(cè)面且第二輔助屏蔽槽與第二插槽部之間具有輔助磁橋；每一磁鋼安裝位的第一插槽部和第二插槽部平行設(shè)置并分別垂直于所在位置的轉(zhuǎn)子沖片的徑向。

第一輔助屏蔽槽和第二輔助屏蔽槽沿鐵芯單元的徑向分布，多個第二磁鋼插槽包括首位第二磁鋼插槽及末位第二磁鋼插槽，其中首位第二磁鋼插槽靠近第一磁鋼插槽，末位第二磁鋼插槽靠近所述轉(zhuǎn)子沖片圓心；第一磁鋼插槽的尺寸小于首位第二磁鋼插槽的尺寸，首位第二磁鋼插槽的尺寸小于所述末位第二磁鋼插槽的尺寸；第一輔助屏蔽槽和第二輔助屏蔽槽的頂端分別向上延伸且與鐵芯單元的外圓形成非均勻主磁橋。

如圖3所示，本發(fā)明還提供一種永磁同步電機(jī)，包括機(jī)殼和位于機(jī)殼內(nèi)的定子10、電機(jī)轉(zhuǎn)子，且上述電機(jī)轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)子鐵芯由圖2所示的轉(zhuǎn)子沖片20構(gòu)成，該轉(zhuǎn)子沖片20上具有16個磁鋼安裝位，每一磁鋼安裝位具有三個平行設(shè)置的磁鋼。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。