一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构的制作方法

本发明属于新能源汽车电机，具体涉及一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构。

背景技术：

1、随着新能源汽车技术的快速发展，永磁同步电机以其高效率，高功率密度，高转速等优点，成为主流驱动电机。

2、车用驱动电机高速化趋势明显，随着永磁同步电机转速要求越来越高，容易造成转子冲片局部应力集中，超出了转子冲片材料的屈服极限强度，造成转子冲片变形甚至断裂，不能满足高转速的要求。

3、永磁同步电机设计中另外一个重要的部分是磁钢的退磁，温度对磁钢的性能影响很大，在高温环境下性能会降低，在高速弱磁时，将导致永磁发生不可逆退磁，影响电机的性能和使用寿命，因此提高永磁体的抗退磁能力显得非常关键的。

4、一般冲片的拓扑结构中磁钢限位结构一般有两个，一个设置于靠近转子内侧，另一个设置于靠近转子的外侧，且位于磁钢的下方。在高速时磁钢在离心力作用下向外甩，离心力所产生的应力作用会集中在靠近外侧的一个磁钢限位结构上，造成磁钢限位结构局部应力过大，产生变形甚至断裂。并且磁钢外侧的两个尖角处受退磁磁场的影响严重，容易产生退磁，降低电机的性能和使用寿命。

5、2015-05-13公开的申请号为cn201420841609的中国实用新型专利公开了一字形四槽稀土永磁同步电机转子冲片涉及的是一种异步启动同步运转的三相稀土永磁同步电机转子冲片，属于高整步稀土同步电机的转子铁芯冲片，可与纺织电机、减速器电机、水泵电机、风机电机、压缩机电机、注塑机电机、吹塑机电机、橡塑机械电机等配套使用。具有转子冲片体，转子冲片体外圆周均布有启动杆槽，在启动杆槽下方转子冲片体均布有四个磁钢槽，所述磁钢槽为径向式一字形磁钢槽，在启动杆槽与磁钢槽之间设置有隔磁桥c，在转子冲片体中部设置有转子轴孔，所述的转子冲片体直径φ为55～550mm。但该专利中的技术方案仍然无法解决上述技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构紧凑、抗退磁能力强、使用寿命长的内置式永磁同步电机转子冲片拓扑结构，本发明的转子冲片结构可以有效的降低转子冲片的局部应力集中问题，提高转子强度，适合高速运行；可以提高磁钢的抗退磁能力，减少了磁钢用量，提高了电机性能，降低的电机成本。

2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，包括转子冲片本体和磁钢，所述转子冲片本体上设有多个v型磁极结构组，v型磁极结构组沿转子冲片本体的圆周方向均匀分布，v型磁极结构组的数量与电机的极数相等，磁钢安装在v型磁极结构组中。

3、进一步的，所述v型磁极结构组包括第一磁极结构和/或第二磁极结构，第一磁极结构和第二磁极结构均为v型结构，当v型磁极结构组同时包含第一磁极结构和第二磁极结构时，第一磁极结构与第二磁极结构嵌套布置构成双v型磁极结构。

4、进一步的，所述第一磁极结构与第二磁极结构结构相同均包括第一隔磁桥、第一隔磁槽、第一磁钢槽、第二隔磁槽、第二隔磁桥、第三隔磁槽、第二磁钢槽、第四隔磁槽和第三隔磁桥，第一隔磁桥与第三隔磁桥结构相同且关于d轴轴线对称设置，第一隔磁槽与第四隔磁槽结构相同且关于d轴轴线对称设置，第一磁钢槽与第二磁钢槽结构相同且关于d轴轴线对称设置，第二隔磁槽与第三隔磁槽结构相同且关于d轴轴线对称设置。

5、进一步的，所述第一磁钢槽与第二磁钢槽呈v字型分布构成v型磁极结构，v型磁极结构的开口均朝向所述转子冲片本体的外侧。

6、进一步的，所述磁钢槽为直线段ⅰ、直线段ⅱ、直线段ⅲ、直线段ⅳ、直段线ⅴ和直线段ⅵ组成的矩形槽，磁钢设置在矩形槽中。

7、进一步的，所述磁钢槽的四周分别设有第一磁钢限位结构、第二磁钢限位结构、第三磁钢限位结构和第四磁钢限位结构，磁钢置于磁钢槽中，即在磁钢的四角处分别设有第一磁钢限位结构、第二磁钢限位结构、第三磁钢限位结构、第四磁钢限位结构，第一磁钢限位结构与第四磁钢限位结构位于磁钢槽的同一侧且分别位于磁钢的拐角处，第二磁钢限位结构和第三磁钢限位结构位于磁钢槽的另一侧且分别位于磁钢的拐角处。

8、进一步的，所述第一磁钢限位结构包括依次连接的直线段a、直线段b和直线段ⅰ，直线段a与直线段ⅰ之间的夹角为0～90°，直线段b位于直线段a与直线段ⅰ之间；第二磁钢限位结构包括依次连接的直线段ⅲ、直线段e和直线段f，直线段ⅲ与直线段f之间的夹角为0～90°，直线段e位于直线段ⅲ与直线段f之间；所述第三磁钢限位结构包括直线段g和直线段ⅳ，直线段g与直线段ⅳ连接且之间的夹角为90°；第四磁钢限位结构包括直线段ⅵ和直线段j，直线段ⅵ与直线段j连接且之间的夹角为90°。

9、进一步的，所述第一隔磁槽包括第一曲线段和第一磁钢限位结构，第四磁钢限位结构，第一曲线段包括依次连接第一圆弧段、第二圆弧段和第三圆弧段，第一圆弧段与对应转子冲片的外边缘平行，第二圆弧段的一端与第一圆弧段相切，并且逐渐向转子冲片内部弯曲，第二圆弧段的另一端与直线段a连接，第三圆弧段的一端与第一圆弧段相切，第三圆弧段的另一端与直线段j相切，第一曲线段与转子冲片的外边缘之间形成的区域为第一隔磁桥。

10、进一步的，所述包括第二隔磁槽包括第二曲线段、第二磁钢限位结构和第三磁钢限位结构，第二曲线段包括依次连接的直线段k、第四圆弧段、直线段m和第五圆弧段，直线段k与直线段ⅱ平行且延伸方向一致，直线段m与d轴的轴线平行，第四圆弧段的一端与直线段k相切，第四圆弧段的另一端与直线段m相切，第五圆弧段的一端与直线段m相切，第五圆弧段的另一端与直线段g相切，第二隔磁槽中的曲线段与第三隔磁中的曲线段之间形成的区域为第二隔磁桥。

11、进一步的，所述转子冲片本体上还设有轴孔和多个减重孔，轴孔设置在转子冲片本体的中心，减重孔沿圆周设置在轴孔的外侧，且位于相邻两组磁极结构的对称轴线q轴上，减重孔的数量与电机极数相等。

12、采用本发明技术方案的优点为：

13、本发明的转子冲片结构可以有效的降低转子冲片的局部应力集中问题，提高转子强度，适合高速运行；可以提高磁钢的抗退磁能力，减少了磁钢用量，提高了电机性能，降低的电机成本。

技术特征：

1.一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：包括转子冲片本体(101)和磁钢(103)，所述转子冲片本体(101)上设有多个v型磁极结构组(102)，v型磁极结构组(102)沿转子冲片本体(101)的圆周方向均匀分布，v型磁极结构组(102)的数量与电机的极数相等，磁钢(103)安装在v型磁极结构组(102)中。

2.如权利要求1所述的一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：所述v型磁极结构组(102)包括第一磁极结构(201)和/或第二磁极结构(202)，第一磁极结构(201)和第二磁极结构(202)均为v型结构，当v型磁极结构组(102)同时包含第一磁极结构(201)和第二磁极结构(202)时，第一磁极结构(201)与第二磁极结构(202)嵌套布置构成双v型磁极结构。

3.如权利要求2所述的一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：所述第一磁极结构(201)与第二磁极结构(202)结构相同均包括第一隔磁桥(301)、第一隔磁槽(302)、第一磁钢槽(303)、第二隔磁槽(304)、第二隔磁桥(305)、第三隔磁槽(306)、第二磁钢槽(307)、第四隔磁槽(308)和第三隔磁桥(309)，第一隔磁桥(301)与第三隔磁桥(309)结构相同且关于d轴轴线对称设置，第一隔磁槽(302)与第四隔磁槽(308)结构相同且关于d轴轴线对称设置，第一磁钢槽(303)与第二磁钢槽(307)结构相同且关于d轴轴线对称设置，第二隔磁槽(304)与第三隔磁槽(305)结构相同且关于d轴轴线对称设置。

4.如权利要求3所述的一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：所述第一磁钢槽(303)与第二磁钢槽(307)呈v字型分布构成v型磁极结构，v型磁极结构的开口均朝向所述转子冲片本体(101)的外侧。

5.如权利要求1至3任意一项所述的一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：所述磁钢槽(303)为直线段ⅰ(403)、直线段ⅱ(404)、直线段ⅲ(405)、直线段ⅳ(411)、直段线ⅴ(412)和直线段ⅵ(413)组成的矩形槽，磁钢(103)设置在矩形槽中。

6.如权利要求5所述的一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：所述磁钢槽(303)的四周分别设有第一磁钢限位结构(41)、第二磁钢限位结构(42)、第三磁钢限位结构(43)和第四磁钢限位结构(44)，磁钢(103)置于磁钢槽(303)中，即在磁钢(103)的四角处分别设有第一磁钢限位结构(41)、第二磁钢限位结构(42)、第三磁钢限位结构(43)、第四磁钢限位结构(44)，第一磁钢限位结构(41)与第四磁钢限位结构(44)位于磁钢槽(303)的同一侧且分别位于磁钢(103)的拐角处，第二磁钢限位结构(42)和第三磁钢限位结构(43)位于磁钢槽(303)的另一侧且分别位于磁钢(103)的拐角处。

7.如权利要求6所述的一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：所述第一磁钢限位结构(41)包括依次连接的直线段a(401)、直线段b(402)和直线段ⅰ(403)，直线段a(401)与直线段ⅰ(403)之间的夹角为0～90°，直线段b(402)位于直线段a(401)与直线段ⅰ(403)之间；第二磁钢限位结构(42)包括依次连接的直线段ⅲ(405)、直线段e(406)和直线段f(407)，直线段ⅲ(405)与直线段f(407)之间的夹角为0～90°，直线段e(406)位于直线段ⅲ(405)与直线段f(407)之间；所述第三磁钢限位结构(43)包括直线段g(410)和直线段ⅳ(411)，直线段g(410)与直线段ⅳ(411)连接且之间的夹角为90°；第四磁钢限位结构(44)包括直线段ⅵ(413)和直线段j(414)，直线段ⅵ(413)与直线段j(414)连接且之间的夹角为90°。

8.如权利要求5所述的一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：所述第一隔磁槽(302)包括第一曲线段(45)和第一磁钢限位结构(41)，第四磁钢限位结构(44)，第一曲线段(45)包括依次连接第一圆弧段(416)、第二圆弧段(415)和第三圆弧段(417)，第一圆弧段(416)与对应转子冲片的外边缘(418)平行，第二圆弧段(415)的一端与第一圆弧段(416)相切，并且逐渐向转子冲片内部弯曲，第二圆弧段(415)的另一端与直线段a(401)连接，第三圆弧段(417)的一端与第一圆弧段(416)相切，第三圆弧段(417)的另一端与直线段j(414)相切，第一曲线段(45)与转子冲片的外边缘(418)之间形成的区域为第一隔磁桥(301)。

9.如权利要求5所述的一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：所述包括第二隔磁槽(304)包括第二曲线段(46)、第二磁钢限位结构(42)和第三磁钢限位结构(43)，第二曲线段(46)包括依次连接的直线段k(408)、第四圆弧段(418)、直线段m(419)和第五圆弧段(420)，直线段k(408)与直线段ⅱ(404)平行且延伸方向一致，直线段m(419)与d轴的轴线平行，第四圆弧段(418)的一端与直线段k(408)相切，第四圆弧段(418)的另一端与直线段m(419)相切，第五圆弧段(420)的一端与直线段m(419)相切，第五圆弧段(420)的另一端与直线段g(410)相切，第二隔磁槽(304)中的曲线段(46)与第三隔磁(306)中的曲线段(46)之间形成的区域为第二隔磁桥(305)。

10.如权利要求9所述的一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，其特征在于：所述转子冲片本体(101)上还设有轴孔(105)和多个减重孔(104)，轴孔(105)设置在转子冲片本体(101)的中心，减重孔(104)沿圆周设置在轴孔(105)的外侧，且位于相邻两组磁极结构的对称轴线q轴上，减重孔(104)的数量与电机极数相等。

技术总结
本发明公开了一种永磁同步电机转子冲片拓扑结构，包括转子冲片本体和磁钢，所述转子冲片本体上设有多个V型磁极结构组，V型磁极结构组沿转子冲片本体的圆周方向均匀分布，V型磁极结构组的数量与电机的极数相等，磁钢安装在V型磁极结构组中。本发明的转子冲片结构可以有效的降低转子冲片的局部应力集中问题，提高转子强度，适合高速运行；可以提高磁钢的抗退磁能力，减少了磁钢用量，提高了电机性能，降低的电机成本。

技术研发人员：张奇鹏,王鹏伟,袁新涛,胡均奕,翁晓明
受保护的技术使用者：南京邦奇自动变速箱有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/5