转子冲片、斜极转子、电机及电动汽车的制作方法

[0001]
本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种转子冲片、斜极转子、电机及电动汽车。


背景技术：

[0002]
汽车驱动电机多为永磁同步电机，该类电机功率密度高，体积小，由于其特殊的永磁体结构，使得电机反电势谐波含量高，电机转矩脉动大、效率低，定转子发热量大，在高温下磁钢十分容易退磁。
[0003]
当前用于减少和消除电机的电动势谐波普遍采用的方法是定子斜槽或转子斜槽，其中转子斜槽设计中，多为将转子冲片分为两端或三段，每段的定位孔偏移某一角度正向、或反向叠压。但这种分段、分层的斜极，只能实现特定角度的分段式斜极，对削弱谐波含量丰富的电动势谐波作用较小。


技术实现要素：

[0004]
因此，本实用新型要解决的技术问题现有转子斜极只能实现特定角度的分段式斜极，对削弱谐波含量丰富的电动势谐波作用较小，从而提供一种转子冲片、斜极转子、电机及电动汽车。
[0005]
为了解决上述问题，本实用新型提供一种转子冲片，包括：
[0006]
沿周向均匀布置的磁极，磁极的数量为x个；
[0007]
沿周向均匀布置的定位孔，定位孔的数量为y个；
[0008]
满足，y＝ax-1，其中x＞2，a＝1,2,3
……
n。
[0009]
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0010]
优选地，转子冲片还包括沿周向均匀布置的散热孔，散热孔的数量为z，满足z＝y。
[0011]
优选地，磁极上设有磁钢槽，磁钢槽包括第一磁钢槽、第二磁钢槽，第一磁钢槽与第二磁钢槽v形设置，和/或，磁钢槽内安装永磁体。
[0012]
优选地，转子冲片包括8个沿周向均匀布置的磁极，15个沿周向均匀分布的定位孔。
[0013]
一种采用上述转子冲片的斜极转子，包括至少两个转子冲片，至少两个转子冲片同侧依次轴向叠压，至少两个转子冲片通过定位孔周向固定，相邻的两个转子冲片的斜极角为θ0，满足下式，
[0014][0015]
上式中，x为磁极的数量，y为定位孔的数量。
[0016]
优选地，磁极的数量为8个，定位孔的数量为15，至少两个转子冲片以3
°
的斜极角连续倾斜。
[0017]
一种上述转子冲片的斜极转子，优选地，包括至少两个转子冲片，至少两个转子冲
片正反侧交替轴向叠压，至少两个转子冲片通过定位孔周向固定，相邻的两个转子冲片的斜极角为θ3，满足下式，
[0018][0019]
上式中，x为磁极的数量，y为定位孔的数量。
[0020]
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0021]
优选地，至少两个转子冲片的定位孔包括m定位孔、n定位孔，其中m定位孔、n定位孔同时处于转子冲片上与d轴重合的直径o1的同一侧，满足下式，
[0022][0023]
上式中，θ
m
为m定位孔与直径o1的夹角，θ
n
为n定位孔与直径o1的夹角， y为定位孔的数量，c＝1,3,5
……
n，θ3为相邻的两个转子冲片的斜极角。
[0024]
优选地，磁极的数量为8个，定位孔的数量为15，至少两个转子冲片以1.5
°
的斜极角连续倾斜。
[0025]
优选地，θ
m
等于9.75
°
，θ
n
等于2.25
°
。
[0026]
一种电机，采用上述转子冲片，或采用上述的斜极转子，或采用上述的斜极转子的生产方法。
[0027]
一种电动汽车，采用上述转子冲片，或采用上述的斜极转子，或采用上述的斜极转子的生产方法。
[0028]
本实用新型提供的转子冲片、斜极转子、电机及电动汽车至少具有下列有益效果：
[0029]
本实用新型设计的转子冲片，设有与磁极数量具有特定函数关系的定位孔，当多个冲片叠压成转子时，通过不同冲片相应定位孔的对齐，能够实现连续、均匀的斜极转子，与现有技术中分段式、分层式的斜极转子具有明显区别，对削弱谐波含量丰富的电动势谐波作用明显。
附图说明
[0030]
图1为本实用新型实施例一的转子冲片的结构示意图；
[0031]
图2为本实用新型实施例二的斜极转子的结构示意图；
[0032]
图3为本实用新型实施例二的斜极转子的装配示意图；
[0033]
图4为本实用新型实施例三的斜极转子的结构示意图；
[0034]
图5为本实用新型实施例三的斜极转子的装配示意图。
[0035]
附图标记表示为：
[0036]
1、转子冲片；2、磁极；3、定位孔；4、散热孔；5、第一磁钢槽；6、第二磁钢槽；8、m定位孔；9、n定位孔；10、第一冲片；11、第二冲片；12、第三冲片。
具体实施方式
[0037]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例
仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0038]
结合图1所示，本申请实施例一提供了一种转子冲片11，包括：沿周向均匀布置的磁极2，磁极2的数量为x个；沿周向均匀布置的定位孔3，定位孔3的数量为y个；满足，y＝ax-1，其中x＞2，a＝1,2,3
……
n。
[0039]
本实施例提供的转子冲片1，设有与磁极2数量具有特定函数关系的定位孔 3，当多个冲片叠压成转子时，通过不同冲片件相应定位孔3的对齐，能够实现连续、均匀的斜极转子，与现有技术中分段式、分层式的斜极转子具有明显区别。通过选择不同的系数a，能够实现适用于不同斜极角的斜极转子。
[0040]
斜极转子生产时，需要将相邻的转子冲片1旋转一定角度，现有的转子冲片 1，由于定位孔3的设计不合理，两个转子冲片1旋转后定位孔3错落，导致转子无法轴向固定。在转子冲片1设计中，磁极2为2、4、6、8等偶数个，以8 个磁极2的转子冲片1为例，极间角为45
°
，取a＝2时，定位孔3为15个，所有的定位孔3将该极间角十五等分，每份3
°
，当任意两个定位孔3对齐时，上下两层相邻两个转子冲片1之间的夹角可以为3
°
、6
°
、9
°
等等，从而仅通过优化设计转子冲片1上的定位孔3，就能够实现斜极转子的连续斜极。
[0041]
另一方面，本实施例提供的能够用于制造连续斜极转子的转子冲片1，只需要一种就可以实现连续斜极，每种冲片又可以实现诸如3
°
、6
°
、9
°
等不同角度的斜极，转子冲片1的适用性更广，冲片的加工制造简单，减少了设计成本。
[0042]
优选地，转子冲片1还包括沿周向均匀布置的散热孔4，散热孔4的数量为 z，满足z＝y。为了满足电机转子的散热要求，本实施例的转子冲片11上还设有散热孔4，同时为了防止散热孔4在斜极时由于转子冲片1旋转而堵塞，散热孔 4的数量与定位孔3的数量一致，从而相邻散热孔4的圆心角与定位孔3的圆心角相等，不论转子冲片1如何旋转，但是当定位孔3对齐时，散热孔4也必然处于对齐的状态，斜极转子中的散热孔4以直通孔的形式存在，保证斜极转子的散热，相对于现有的斜极转子能够提高转子的散热效率，提高电机性能。
[0043]
优选地，磁极2上设有磁钢槽，磁钢槽包括第一磁钢槽5、第二磁钢槽6，第一磁钢槽5与第二磁钢槽6v形设置，和/或，磁钢槽内安装永磁体。
[0044]
优选地，本实施例的转子冲片1包括8个沿周向均匀布置的磁极2，15个沿周向均匀分布的定位孔3。转子冲片1的极间角为45
°
，取a＝2时，定位孔3为 15个，所有的定位孔3将该极间角十五等分，每份3
°
，上下两层相邻两个转子冲片1之间的夹角可以为3
°
、6
°
、9
°……
的角度装配，实现转子的连续斜极。
[0045]
如图2所示，本申请实施例二提供了一种采用上述转子冲片的斜极转子，包括至少两个转子冲片，至少两个转子冲片同侧依次轴向叠压，至少两个转子冲片通过定位孔周向固定，相邻的两个转子冲片的斜极角为θ0，满足下式，
[0046][0047]
上式中，x为磁极2的数量，y为定位孔3的数量。
[0048]
图2中示出了包括第一冲片10和第二冲片11的斜极转子，第一冲片10以实线示出，第二冲片11以虚线示出。第一冲片10和第二冲片11均为8个磁极，15个定位孔，则上式可以
写成
[0049][0050]
则，装配后第一冲片10和第二冲片11的斜极角θ0为3
°
。当实施例二的斜极转子包括两个以上的转子冲片1时，所有的转子冲片1均与相邻的转子冲片具有3
°
的斜极角，从而形成一个斜极角为3
°
的连续斜极转子。
[0051]
本申请实施例二提供的连续的斜极转子，相较于分段、分层斜极，能够有效降低电机反电势谐波含量；通过一种转子冲片装配而成，装配效率极高，冲片生产工艺简单，节省产品的制造成本；同时，能够轻易实现特定角度的连续斜极，产品的适用性较强，实用性较高。
[0052]
如图3所示，本申请实施例二还提供了一种本实施例的斜极转子的生产方法，包括：
[0053]
步骤一，将至少两个转子冲片1中的任一个转子冲片1作为基准冲片，在本实施例二中将第一冲片10定义为基准冲片；
[0054]
步骤二，首先将至少两个转子冲片1中其余转子冲片1与基准冲片周向重合，在本实施例中将第二冲片11与第一冲片10周向重合，即磁极2重合、定位孔3 也重合；
[0055]
步骤三，将其余转子冲片1相对于基准冲片旋转，使每个转子冲片1与基准冲片周向偏差θ1，满足下式，
[0056][0057]
上式中，x为磁极2的数量，y为定位孔3的数量，a＝1,2,3
……
n，b表示转子冲片1与基准冲片的间隔位置，若转子冲片1与基准冲片相邻，则b＝1，若转子冲片1与基准冲片相隔一个转子冲片1，则b＝2，以此类推。
[0058]
在实施例二中，x＝8，y＝15，a＝2，又第二冲片11与第一冲片10相邻，则 b＝1，则式写成
[0059][0060]
也就得到，第二冲片11需要相对于第一冲片10旋转48
°
，旋转后的第二冲片11与第一冲片10叠压，则两个冲片的磁极1形成3
°
的斜极角，且定位孔3 和散热孔4能够保持对齐，保证斜极转子的轴向穿接固定和散热通风。
[0061]
本实施例二中，若需要在第二冲片11外侧再增加第三冲片，则b＝2，θ1＝96
°
。
[0062]
优选地，为保证装配后的斜极转子为连续斜极，即所有的磁极1相对于表面的冲片斜极角方向一致，将其余转子冲片1相对于基准冲片旋转时，位于基准冲片同侧的转子冲片1旋转方向相同，且与相对侧的转子冲片1旋转方向相反。在图3示出的装配示例中，第二冲片11沿顺时针旋转，装配时，第二冲片11处于第一冲片10垂直于纸面的内侧，假设需要在第一冲片10的垂直于纸面的外侧再叠放新的冲片，则该冲片的旋转方向应为逆时针，从而才能保证三个冲片的倾斜方向相同。
[0063]
本实施例二提供的斜极转子及其生产方法，实现了一种连续的斜极转子，其装配方法简单高效，能够用于自动化生产。在应用到8极电机中时，可以实现最小3
°
的连续斜极，
且满足任一3
°
倍数的斜极设计，适用性较高，对削弱谐波含量丰富的电动势谐波作用明显。
[0064]
如图4所示，本申请实施例还三提供了一种上述转子冲片1的斜极转子，包括至少两个转子冲片1，至少两个转子冲片1正反侧交替轴向叠压，至少两个转子冲片1通过定位孔3周向固定，相邻的两个转子冲片1的斜极角为θ3，满足下式，
[0065][0066]
上式中，x为磁极2的数量，y为定位孔3的数量。
[0067]
本申请实施例三的斜极转子，是在实施例二的基础上做出的改进，通过在第一冲片10和第二冲片11之间，增加第三冲片12，第三冲片12恰好位于斜极角的中分线上，即θ3＝θ0/2，从而实现更小的斜极角。
[0068]
同时第一冲片10和第二冲片11满足实施例二中同侧同向，但第三冲片12 则需要相反侧，即在第一冲片10的基础上翻转，之后叠加在第一冲片10和第二冲片11之间。假如以第一冲片10的方向为正，则第三冲片12的方向为反，则三个冲片形成正、反、正的交替装配关系。
[0069]
对8极、15个定位孔的转子冲片，式写成
[0070][0071]
则，θ3＝1.5
°
。实施例二中的最小斜极角为3
°
，而在本实施例三中最小斜极角为1.5
°
，且实施例二的斜极角变化是3
°
的整数倍，本实施例三中斜极角变化是1.5
°
的倍数，本实施例的连续斜极转子具有更丰富的斜极范围。
[0072]
优选地，至少两个转子冲片1的定位孔3包括m定位孔8、n定位孔9，其中m定位孔8、n定位孔9同时处于转子冲片1上与d轴重合的直径o1的同一侧，满足下式，
[0073][0074]
上式中，θ
m
为m定位孔8与直径o1的夹角，θ
n
为n定位孔9与直径o1的夹角，y为定位孔3的数量，c＝1,3,5
……
n，θ3为相邻的两个转子冲片1的斜极角，int(y/2)表示定位孔数量除以2后取最大整数。
[0075]
当转子冲片1的定位孔3中出现与直径o1的夹角符合公式的要求的两个定位孔时，将其定义为m定位孔和n定位孔。
[0076]
在本实施例斜极转子包括8个磁极、15个定位孔时，斜极角θ3＝1.5
°
，取 c＝5，则上式可以写成：
[0077][0078][0079]
求得，θ
m
＝9.75
°
，θ
n
＝2.25
°
，此时，至少两个转子冲片1以1.5
°
的斜极角连续倾斜。
[0080]
如图5所示，本申请实施例三还提供了一种本实施例的斜极转子的生产方法，包括：
[0081]
步骤一，将至少两个转子冲片1中的任一个转子冲片1作为基准冲片，本实施例中以第一冲片10为基准冲片；
[0082]
步骤二，将至少两个转子冲片1中其余转子冲片1与基准冲片周向重合，在本实施例中将第二冲片11、第三冲片13与第一冲片10周向重合，即磁极2重合、定位孔3重合；
[0083]
步骤三，将与基准冲片间隔为1、3、5
……
n的转子冲片1，相对于基准冲片旋转，使每个转子冲片1与基准冲片周向偏差θ1，满足下式，
[0084][0085]
上式中，a＝1,2,3
……
n，d表示转子冲片1与基准冲片的间隔位置，若转子冲片1与基准冲片间隔为1，则d＝1，若转子冲片1与基准冲片间隔为3，则d＝2，以此类推；
[0086]
本实施例中，第二冲片11与第一冲片10间隔为1，则d＝1，a＝2，上式可以写成
[0087][0088]
则，第二冲片11相对于第一冲片10旋转48
°
，得到第二冲片11与第一冲片10的斜极角θ0＝3
°
。
[0089]
步骤四，将与基准冲片间隔为0，即相邻的转子冲片1作为第二基准冲片，将第二基准冲片沿垂直于直径o1的直径o2进行翻转，并相对于基准冲片旋转，使每个转子冲片1与基准冲片周向偏差θ4，满足下式，
[0090][0091]
在本实施例中，y＝15，c＝5，θ3＝1.5
°
，则式可写成
[0092][0093]
则，第三冲片12相对于第一冲片10旋转136.5
°
，得到第三冲片12与第一冲片10的斜极角θ3＝1.5
°
，同时，第三冲片12与第二冲片11的斜极角θ3＝1.5
°
。
[0094]
步骤五，将与第二基准冲片间隔为1、3、5
……
n的转子冲片1，相对于第二基准冲片旋转，使每个转子冲片1与第二基准冲片13周向偏差θ5，满足下式，
[0095][0096]
上式中，a＝1,2,3
……
n，f表示转子冲片1与第二基准冲片13的间隔位置，若转子冲片1与第二基准冲片间隔为1，则f＝1，若转子冲片1与基准冲片间隔为3，则f＝2，以此类推。
[0097]
在本实施例中，若在第二冲片11外侧增加第四冲片，则第四冲片与第三冲片12的间隔为1，f＝1，a＝2，y＝15，式可以写成
[0098][0099]
则，第四冲片相对于第三冲片12旋转48
°
，得到第四冲片与第三冲片12 的斜极角为3
°
，又第三冲片12与第一冲片10的斜极角θ3＝1.5
°
，所以第四冲片与第一冲片10的斜极
角为3
°
+1.5
°
＝4.5
°
，从而，第一冲片10到第四冲片之间形成了1.5
°
的连续斜极。
[0100]
本实用新型的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0101]
优选地，将转子冲片1相对于基准冲片旋转时，位于基准冲片同侧的转子冲片1旋转方向相同，且与相对侧的转子冲片1旋转方向相反。本实施例三中，第二冲片11、第三冲片12、第四冲片均设置在第一冲片10的同侧，具体为第一冲片10垂直与纸面的内侧，步骤三、步骤四、步骤五中均沿顺时针方向旋转。
[0102]
本实施例三提供的斜极转子及其生产方法，实现了一种连续的斜极转子，其装配方法简单高效，能够用于自动化生产。在应用到8极电机中时，可以实现最小1.5
°
的连续斜极，且满足任一1.5
°
倍数的斜极设计，适用性较高，对削弱谐波含量丰富的电动势谐波作用明显。
[0103]
一种电机，采用上述转子冲片1，或采用上述的斜极转子，或采用上述的斜极转子的生产方法。
[0104]
一种电动汽车，采用上述转子冲片1，或采用上述的斜极转子，或采用上述的斜极转子的生产方法。
[0105]
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。
[0106]
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。