CN217388353U - 转子冲片、转子、电机及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种转子冲片，包括各磁极、d轴和q轴，其中d轴和q轴形成的夹角为α，在各磁极所对应的转子冲片上，转子冲片（1）上设置第一辅助槽（21），第一辅助槽（21）在径向方向上的底部与转子冲片（1）的圆心形成第一连接线，第一连接线与转子冲片（1）上的d轴所形成的夹角为α1，其中K1=α1/α，0.85≤K1≤0.95；转子冲片上还包括有第二辅助槽（22），第一辅助槽（21）与第二辅助槽（22）沿轴对称，第一辅助槽（21）和第二辅助槽（22）设置在转子冲片（1）的外边缘上。本实用新型通过调整转子冲片上的辅助槽的位置，调整了气隙磁密，使得转子冲片上的扭矩波动和径向力下降到一个最低的水平，从而使电机的振动减小，最终达到低噪音的目的。

Description

转子冲片、转子、电机及电动汽车

技术领域

本实用新型属于电机领域，尤其涉及一种转子冲片、转子、电机及电动汽车。

背景技术

目前，电机是电动汽车的核心零部件，而电机的噪音大小会影响到电动汽车的舒适性。电机的转子组成中包括转子冲片，转子冲片作为电机的关键部件，转子冲片的结构设计会直接影响到电机的噪音大小。因此，如何进一步设置转子冲片的结构是降低电机噪音的核心所在，也是本技术领域人员亟待解决的问题。与此同时，电机的降噪不仅仅是电动汽车行业所面临的课题，也是其他行业所面临的技术问题，比如适用于该电机的其他工业领域当中。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种转子冲片，以降低电机的噪音。本实用新型还提供了一种具有上述转子冲片的转子、电机及其电动汽车。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种转子冲片，包括各磁极、d轴和q轴，其中d轴和q轴形成的夹角为α，且在各磁极所对应的转子冲片上，转子冲片上设置第一辅助槽，第一辅助槽在径向方向上的底部与转子冲片的圆心形成第一连接线，第一连接线与转子冲片上的d轴所形成的夹角为α1，其中K1=α1/α，0.85≤K1≤0.95；转子冲片上还包括有第二辅助槽，第一辅助槽与第二辅助槽沿d轴对称，第一辅助槽和第二辅助槽设置在转子冲片的外边缘上。

进一步地，在该实施例中，转子冲片上设置有第三辅助槽和第四辅助槽，第三辅助槽和第四辅助槽沿d轴对称，第三辅助槽和第四辅助槽设置在转子冲片的外边缘上，其中第三辅助槽在径向方向上的底部与转子冲片的圆心形成第二连接线，第二连接线与d轴的夹角为α2，其中K2=α2/α，0.45≤K2≤0.65。

进一步的，在上述实施例中，转子冲片上设置有第五辅助槽和第六辅助槽，第五辅助槽和第六辅助槽沿d轴对称，第五辅助槽和第六辅助槽设置在转子冲片的外边缘上，其中第五辅助槽在径向方向上的底部与转子冲片的圆心形成第三连接线，第三连接线与d轴的夹角为α3，其中K3=α3/α，0.15≤K3≤0.35。

在一种实施方式中，第一辅助槽在转子冲片周向方向上的宽度为L1，径向方向上的深度为H1，其中，3mm≤L1≤7mm，0.5mm≤H1≤1.2mm。

在一种实施方式中，第三辅助槽在转子冲片周向方向上的宽度为L2，径向方向上的深度为H2，其中，2.7mm≤L2≤6.7mm，0.3mm≤H2≤0.7mm。

在一种实施方式中，第五辅助槽在转子冲片周向方向上的宽度为L3，径向方向上的深度为H3，其中，4.5mm≤L3≤8.5mm，0.4mm≤H3≤0.8mm。

在一种实施方式中，转子冲片上包括永磁体槽组，永磁体槽组包括第一永磁体槽组和第二永磁体槽组，第一辅助槽和第二辅助槽分别位于q轴和第一永磁体槽组之间。

在一种实施方式中，转子冲片上包括永磁体槽组，永磁体槽组包括第一永磁体槽组和第二永磁体槽组，所述第三辅助槽和第四辅助槽分别位于第一永磁体槽组和第二永磁体槽组之间。

在一种实施方式中，转子冲片上包括永磁体槽组，永磁体槽组包括第一永磁体槽组和第二永磁体槽组，第五辅助槽和第六辅助槽分别位于第二永磁体槽组和d轴之间。

在一种实施方式中，第一辅助槽由圆弧段和/或直线段构成。

在一种实施方式中，第三辅助槽由圆弧段和/或直线段构成。

在一种实施方式中，第五辅助槽由圆弧段和/或直线段构成。

在一种实施方式中，转子冲片上有6个磁极，各磁极沿转子冲片的圆周方向均匀排布。

第二方面，本申请提供一种转子，包括多个转子冲片，各转子冲片通过叠压形成转子，转子冲片为上述第一方面内容提到的转子冲片。

第三方面，本申请提供一种电机，包括定子和上述第二方面内容提到的转子，转子和定子之间还存在气隙。

第四方面，本申请提供一种电动汽车，包括上述第三方面内容提到的电机。

在本实用新型中，通过在各磁极所对应的转子冲片上，在转子冲片的外边缘上设置对称的第一辅助槽和第二辅助槽，而且第一辅助槽在径向方向上的底部与转子冲片的圆心形成第一连接线。因此，第一连接线与转子冲片上的d轴所形成的夹角为α1，其中通过限定第一辅助槽在转子上的位置和角度关系，并且使得角度满足如下关系：K1=α1/α，0.85≤K1≤0.95，其中d轴和q轴形成的夹角为α。如此设置能够调整转子冲片的气隙密度，使得转子冲片上的扭矩波动和径向力下降到一个最低的水平，进而优化转子和电机的负载反电动势，以此来降低电机的振动噪音。

同样地，对于使用了该电机的电动汽车来说，也能够进一步降低汽车的噪音，提升舒适性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例的转子冲片一个磁极下的的结构示意图。

图2是根据本实用新型实施例的转子冲片整体的结构示意图。

图3是根据本实用新型实施例的图1的局部结构放大示意图。

图4是根据本实用新型实施例的转子冲片的第一辅助槽组的第二种结构示意图。

图5是根据本实用新型实施例的转子冲片的第一辅助槽组的第三种结构示意图。

附图标记：

1-转子冲片；5-第一永磁体槽组；6-第二永磁体槽组；21-第一辅助槽；22-第二辅助槽；31-第三辅助槽；32-第四辅助槽；41-第五辅助槽；42-第六辅助槽。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

实施例一

在实施例一中，如图1至图3所示，在转子的冲片上沿圆周方向设置有多个磁极，各磁极均匀排布，如图2所示转子上有6个磁极 。在图1中，示出了单个磁极所在的转子冲片1，在转子冲片1上有d轴和q轴，d轴和q轴之间形成如图1中所示的夹角α，其中d轴与磁极的中心线重合。在转子冲片1的外边缘上设置有第一辅助槽21和第二辅助槽22，而且第一辅助槽21和第二辅助槽22沿着d轴对称。同时，第一辅助槽21在转子冲片1的径向方向上的底部与转子冲片1的圆心连接形成了第一连接线N1。上述的第一辅助槽21的径向方向上的底部也就是辅助槽位于最深处的那个点，如图3中虚线所指的点A。而第一连接线N1与d轴所形成的α1，其中K1=α1/α，0.85≤K1≤0.95。

因为转子冲片1上的扭矩波动和径向力的大小主要和气隙的气隙磁密相关。因此，气隙磁密的正弦度越高，气隙磁密对应的谐波幅值会越小。同时在转子冲片1的外边缘上设置辅助槽或谐波槽，气隙磁密的正弦度越好优化。因此一方面来说通过在转子冲片1的外边缘上对称设置了第一辅助槽21和第二辅助槽22，优化了气隙磁密的正弦度，相应地气隙磁密对应的谐波幅值也减小了。另一方面，对该辅助槽的位置进行了设计，使得辅助槽位于q轴附近。具体来说，将该辅助槽的与d轴之间的角度关系限定在0.85至0.95之间，发现该位置的辅助槽能够使得转子冲片上获取较优的极弧系数，并且减小了气隙磁密的谐波，从而使得转子冲片1上的径向力和扭矩波动都下降，达到了降低电机噪音的目的。

进一步地，对上述第一辅助槽21和第二辅助槽22的长宽进一步限定优化。特别低，第一辅助槽21在转子冲片1周向方向上的宽度为L1，径向方向上的深度为H1，其中，3mm≤L1≤7mm，0.5mm≤H1≤1.2mm，因第二辅助槽22与第一辅助槽21对称设置，因此大小范围同第一辅助槽21。在第一辅助槽21角度位置关系的基础上，进一步使得第一辅助槽21的长度和宽度大小设置在上述范围内，能够使得第一辅助槽21在角度、长度和宽度三者相互组合的限定之下，能够使得转子冲片1的扭矩波动和径向力更低，降噪效果更好。

实施例二

在上述实施例一的基础上，如图1至图3所示，通过在冲片的外边缘上设置沿d轴对称的第三辅助槽31和第四辅助槽32，第三辅助槽31在径向方向上的底部与转子冲片1的圆心形成第二连接线，如图1中所示的N2，同样的对第三辅助槽31的角度关系也进行了限定，使得第二连接线N2与d轴的夹角为α2，其中K2=α2/α，0.45≤K2≤0.65。同样地，在增加了第三辅助槽31和第四辅助槽32后，在第一辅助槽21和第二辅助槽22的基础上，更深程度的优化了气隙磁密的正弦度，相应地气隙磁密对应的谐波幅值也减小更多。

同样地，参考实施例一。对第三辅助槽31和第四辅助槽32的长度和宽度大小也及进行了限定，第三辅助槽31在转子冲片1周向方向上的宽度为L2，径向方向上的深度为H2，其中，2.7mm≤L2≤6.7mm，0.3mm≤H2≤0.7mm。因为在第一辅助槽、第二辅助槽、第三辅助槽和第四辅助槽的角度关系的限定下，上述四个辅助槽的长宽大小限定下。使得上述四个辅助槽相互组合之下，转子冲片1上的扭矩波动和径向力较实施例一中的方案产生的效果会更好，降噪效果也更加明显。

实施例三

在上述实施例一的基础上，如图1至图3所示，可单独在转子的外边缘上再设置沿d轴相对称设置的第五辅助槽41和第六辅助槽42，其中第五辅助槽41在径向方向上的底部与所述转子冲片1的圆心形成第三连接线N3，所述第三连接线N3与所述d轴的夹角为α3，其中K3=α3/α，0.15≤K3≤0.35。

进一步地，第五辅助槽41在转子冲片1周向方向上的宽度为L3，径向方向上的深度为H3，其中，4.5mm≤L3≤8.5mm，0.4mm≤H3≤0.8mm。上述第五辅助槽41的角度位置不同于实施例二中的第三辅助槽31的角度位置。因此，在上述第一辅助槽21和第二辅助槽22的基础上，增加了第五辅助槽41和第六辅助槽42后，通过对其角度、长宽位置大小关系做了进一步限定后，所能够产生降低电机噪音的效果与实施例二中的原理相同。因此，本实施例中不再详细具体说明。

实施例四

在实施例二的基础上，如图1至图3所示，即第一辅助槽21、第二辅助槽22、第三辅助槽31和第四辅助槽32的基础上，再结合第三实施例，得到本申请方案的最优实施例。通过在转子冲片1的外边缘上设置三组辅助槽，即第一辅助槽21和第二辅助槽22、第三辅助槽31和第四辅助槽32、第五辅助槽41和第六辅助槽42。上述各组辅助槽的夹角分别与d轴之间满足0.85≤K1≤0.95，0.45≤K2≤0.65，0.15≤K3≤0.35；长度和宽度方面分别满足3mm≤L1≤7mm，0.5mm≤H1≤1.2mm；2.7mm≤L2≤6.7mm，0.3mm≤H2≤0.7mm；4.5mm≤L3≤8.5mm，0.4mm≤H3≤0.8mm。

在转子冲片1外边缘上设置三组辅助槽，优化了气隙磁密的正弦度，相应地气隙磁密对应的谐波幅值也减小了。通过调整上述三个辅助槽组的长度L1~L3、深度H1~H3和角度系数k1~k3，如此设置的组合，能够使得转子冲片1上获取较优的极弧系数，并且减小了气隙磁密的谐波，从而使得转子冲片上的径向力和扭矩波动都下降，达到了降低电机噪音的目的。

实施例五

转子冲片1上的磁极可以通过永磁体来产生，永磁体位于转子冲片1上的永磁体槽中。转子冲片1上设置有多个永磁体槽组，永磁体槽组可以是多个永磁体槽组成一个，也可以是单个永磁体槽。在本实施例中，如图1所示，各磁极由两个永磁体组形成，所述两个永磁体位于两个永磁体槽组中，分别为第一永磁体槽组5和第二永磁体槽组6。其中第一辅助槽21和第二辅助槽22分别位于q轴和第一永磁体槽组5之间。

进一步地，第三辅助槽31和第四辅助槽32分别位于第一永磁体槽组5和第二永磁体槽组6之间；

更进一步地，第五辅助槽41和第六辅助槽42分别位于第二永磁体槽组6和d轴之间。

上述三个方案可以结合上述实施例一至实施例四之间相互组合。本方案中，通过对V型永磁体的转子冲片的各个辅助槽和永磁体槽位置关系的设置，寻求了V型永磁体槽的转子冲片上的降低转子冲片的径向力和扭矩波动来降低电机所产生的噪音。

同时，在另外一实施例中，转子冲片1上的永磁体也可以是一字型、单V字型、或者“△”型、“U”字型等，上述实施例一至实施例四也中各辅助槽的角度、长度和宽度等也适用于上述不同类型的永磁体槽等。常见的永磁体的形状设置，对于本领域技术人员来说属于公知常识。

并且，在上述各实施例中，各辅助槽的整体形状在转子的外边缘是凹下去的。优选地，如图3所示，辅助槽的形状是圆弧形结构。同样，辅助槽的形状也可以由图5所示的直线段构成，比如两个直线段L6和L7构成辅助槽；或者由图4所示的直线段加圆弧段构成，如直线段L4和半径为R1的圆弧段构成。只要是转子的边缘上设置有凹槽状的辅助槽或者是凸起之间形成的辅助槽能够优化气隙磁密的正弦度，降低电机的噪音，都属于本实用新型所要求保护的范围内，

需注意的是，辅助槽的圆周方向上的宽度是指辅助槽在转子的外边缘起始和结束的两个端点的直线距离，如图3至图5中的L1；辅助槽径向方向上的深度是指辅助槽的最低点到转子边缘线的距离，如图3至图5中的H1。

在另外一实施例中，如图2所示，转子冲片上的磁极数优选为6极，配合上述多组辅助槽更加有利于降低噪音。当然同样也可以设置为8极或者16极，或者32极等。

在另外一实施例中，转子由上述多个转子冲片1叠加起来，整体上有利于降低转子的径向力和扭矩波动。因此，能够降低电机的振动噪音。

在另外一实施例中，上述电机用于电动汽车，汽车的振动和噪音减小，进一步提升电动汽车的舒适性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“深度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，本实用新型实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本实用新型实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。

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、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种转子冲片，包括各磁极、d轴和q轴，其中所述d轴和所述q轴形成的夹角为α，且在各磁极所对应的转子冲片上，所述转子冲片（1）上设置第一辅助槽（21），其特征在于，

所述第一辅助槽（21）在径向方向上的底部与所述转子冲片（1）的圆心形成第一连接线，所述第一连接线与所述转子冲片（1）上的d轴所形成的夹角为α1，其中K1=α1/α，0.85≤K1≤0.95；

所述转子冲片上还包括有第二辅助槽（22），所述第一辅助槽（21）与所述第二辅助槽（22）沿所述d轴对称，所述第一辅助槽（21）和所述第二辅助槽（22）设置在所述转子冲片（1）的外边缘上。

2.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述转子冲片上设置有第三辅助槽（31）和第四辅助槽（32），所述第三辅助槽（31）和所述第四辅助槽（32）沿所述d轴对称，所述第三辅助槽（31）和所述第四辅助槽（32）设置在所述转子冲片（1）的外边缘上，其中所述第三辅助槽（31）在径向方向上的底部与所述转子冲片（1）的圆心形成第二连接线，所述第二连接线与所述d轴的夹角为α2，其中K2=α2/α，0.45≤K2≤0.65。

3.根据权利要求1或2所述的转子冲片，其特征在于，所述转子冲片上设置有第五辅助槽（41）和第六辅助槽（42），所述第五辅助槽（41）和所述第六辅助槽（42）沿所述d轴对称，所述第五辅助槽（41）和所述第六辅助槽（42）设置在所述转子冲片（1）的外边缘上，其中所述第五辅助槽（41）在径向方向上的底部与所述转子冲片（1）的圆心形成第三连接线，所述第三连接线与所述d轴的夹角为α3，其中K3=α3/α，0.15≤K3≤0.35。

4.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述第一辅助槽（21）在所述转子冲片（1）周向方向上的宽度为L1，径向方向上的深度为H1，其中，3mm≤L1≤7mm，0.5mm≤H1≤1.2mm。

5.根据权利要求2所述的转子冲片，其特征在于，所述第三辅助槽（31）在所述转子冲片（1）周向方向上的宽度为L2，径向方向上的深度为H2，其中，2.7mm≤L2≤6.7mm，0.3mm≤H2≤0.7mm。

6.根据权利要求3所述的转子冲片，其特征在于，所述第五辅助槽（41）在所述转子冲片（1）周向方向上的宽度为L3，径向方向上的深度为H3，其中，4.5mm≤L3≤8.5mm，0.4mm≤H3≤0.8mm。

7.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述转子冲片（1）上包括永磁体槽组，所述永磁体槽组包括第一永磁体槽组（5）和第二永磁体槽组（6），所述第一辅助槽（21）和所述第二辅助槽（22）分别位于所述q轴和所述第一永磁体槽组（5）之间。

8.根据权利要求2所述的转子冲片，其特征在于，所述转子冲片（1）上包括永磁体槽组，所述永磁体槽组包括第一永磁体槽组（5）和第二永磁体槽组（6），所述第三辅助槽（31）和所述第四辅助槽（32）分别位于所述第一永磁体槽组（5）和第二永磁体槽组（6）之间。

9.根据权利要求3所述的转子冲片，其特征在于，所述转子冲片（1）上包括永磁体槽组，所述永磁体槽组包括第一永磁体槽组（5）和第二永磁体槽组（6），所述第五辅助槽（41）和所述第六辅助槽（42）分别位于所述第二永磁体槽组（6）和所述d轴之间。

10.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述第一辅助槽（21）由圆弧段和/或直线段构成。

11.根据权利要求2所述的转子冲片，其特征在于，所述第三辅助槽（31）由圆弧段和/或直线段构成。

12.根据权利要求3所述的转子冲片，其特征在于，所述第五辅助槽（41）由圆弧段和/或直线段构成。

13.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于，所述转子冲片（1）上有6个磁极，各所述磁极沿所述转子冲片（1）的圆周方向均匀排布。

14.一种转子，其特征在于，包括多个转子冲片，各转子冲片通过叠压形成转子，所述转子冲片为权利要求1-13任意一项所述的转子冲片（1）。

15.一种电机，其特征在于，包括定子和权利要求14所述的转子，所述转子和所述定子之间还存在气隙。

16.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求15所述的电机。

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