一种永磁同步伺服电机用转子冲片

专利摘要:
本实用新型公开了一种永磁同步伺服电机用转子冲片，包括转子冲片体，在所述转子冲片体外圆周设置有8个尺寸相同的V形槽，V形槽底部有圆弧结构，相邻V形槽之间有连接块；在转子冲片体外圆周面上设有16个尺寸相同的辅助凹槽，沿圆周对称分布；在转子冲片体中间圆周分布8个梯形槽，起转子减重节省成本。本实用新型只需改变转子冲片的冲压模具，不改变电机的原有装配方式；该冲片用于伺服电机中极数为8极电动机的转子铁心中，能提高电动机的功率密度，减少漏磁，提高电机效率，改善反电动势波形正弦性，降低齿槽转矩，改善转矩波动，降低磁钢退磁风险，改善电磁噪声。
公开号:CN214337669U
申请号:CN202023046899.0U
申请日:2020-12-16
公开日:2021-10-01
发明作者:邓家源；何海军；凌国万；江慧琴
申请人:Guangdong Elesy Electric Co ltd；
IPC主号:H02K1-27

专利说明:
[n0001] 本实用新型涉及电机技术领域，具体是一种永磁同步伺服电机用转子冲片。
[n0002] 当下高功率通用永磁同步伺服电机的转子冲片一般采用V型转子冲片结构，用此种转子冲片结构组装的永磁同步伺服电机的缺点：电机效率低、功率密度低、漏磁大、齿槽转矩大、转矩波动大、易引起磁钢局部退磁风险、电磁噪声大。
[n0003] 其中专利ZL201921304129.6一种内置式永磁电机转子冲片，与本实用新型有些类似，但是这专利所述权利是V形槽底部有连接桥，所述的连接桥会造成用此转子冲片的电机漏磁增大，造成电机效率降低；另外，专利所述的专利是V形槽的第一斜面和第二斜面，2斜面与V形槽的中心线夹角是相等的，不利于削弱电机的谐波，会生成电机齿槽转矩、转矩动波增大。
[n0004] 永磁同步伺服电机的使用和应用要求越来越苛刻，需要永磁同步伺服电机的体积、重量等也须做到小而轻，并且需要电机的运行波动小、噪声小、效率高等。为了使电机磁路设计性能满足智能装备应用领域，现有的V型转子冲片结构，满足不了现下永磁同步伺服电机的高功率密度、高效率、低运行波动的要求。转子冲片是电机中的关键零部件，当下永磁同步伺服电机设计中最关键是转子冲片的设计，它直接影响电机各项关键性能。
[n0005] 本实用新型的目的在于提供一种永磁同步伺服电机用转子冲片，以解决上述问题。
[n0006] 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[n0007] 一种永磁同步伺服电机用转子冲片，包括转子冲片体，在所述转子冲片体外圆周设置有8个尺寸相同的V形槽，V形槽底部有圆弧结构，相邻V形槽之间有连接块；在转子冲片体外圆周面上设有16个尺寸相同的辅助凹槽，沿圆周对称分布；在转子冲片体中间圆周分布8个梯形槽，起转子减重节省成本。
[n0008] 在上述技术方案的基础上，本实用新型还提供以下可选技术方案：
[n0009] 在一种可选方案中：8个尺寸相同的V形槽是连通的，V形槽底部没有相连的，即没有连接桥。
[n0010] 在一种可选方案中：所述的V形槽的两侧面与V形槽的中心线夹角不相等，左侧面与中心线夹角A2，右侧面与中心线夹角A3，所述的夹角A2不等于夹角A3，并且夹角A2=夹角A3+（0-3）度。
[n0011] 在一种可选方案中：圆弧结构半径尺寸小于V形槽半个槽宽宽度h。
[n0012] 在一种可选方案中：相邻V形槽之间有连接块，所述的连接块是等宽的，尺寸为d，d=（0.8-2）毫米。
[n0013] 在一种可选方案中：所述转子冲片体外圆周面上设有16个尺寸相同的辅助凹槽，辅助凹槽与V形槽一一对应，成对出现，一对辅助凹槽对应于一个V形槽。
[n0014] 在一种可选方案中：一对辅助凹槽所在的所述转子冲片体外圆周面上的位置与所述的转子冲片体的2个相隔V形槽的中心线成夹角A1，夹角A1=（9-12）度。
[n0015] 在一种可选方案中：所述梯形槽与所述的V形槽位置径向对应，梯形槽数量与所述的V形槽的数量对应。
[n0016] 相较于现有技术，本实用新型的有益效果如下：
[n0017] 1.能改善电机气隙磁场的正弦性，削减谐波幅值，使得反电动势波形正弦性更好；
[n0018] 2.能降低齿槽转矩，改善转矩波动，降低磁钢退磁风险，改善电磁噪声；
[n0019] 3.通过减少漏磁，能提高电动机的功率密度，提高电机效率；
[n0020] 4.而且本实用新型只需改变转子冲片的冲压模具，不改变电机的原有装配方式，不增加新生产成本。
[n0021] 图1为本实用新型的结构示意图。
[n0022] 图2为本实用新型中各角度标识图。
[n0023] 附图标记注释：1-转子冲片体、2-辅助凹槽、3-V形槽、4-圆弧结构、5-梯形槽。
[n0024] 以下实施例会结合附图对本实用新型进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本实用新型所列举的各实施例仅用以说明本实用新型，并非用以限制本实用新型的范围。对本实用新型所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本实用新型的精神与范围。
[n0025] 一种永磁同步伺服电机用转子冲片，包括转子冲片体1，在所述转子冲片体1外圆周设置有8个尺寸相同的V形槽3，V形槽3底部有圆弧结构4，相邻V形槽3之间有连接块；在转子冲片体1外圆周面上设有16个尺寸相同的辅助凹槽2，沿圆周对称分布；在转子冲片体1中间圆周分布8个梯形槽5。
[n0026] 在实际应用中，转子冲片体1的外径为f，f尺寸范围为120mm-135mm。
[n0027] 8个尺寸相同的V形槽是连通的，V形槽3底部没有连接桥，能减少磁场漏磁，从而能提高电机的效率。
[n0028] 用本实用新型转子冲片组装的电机，其中转子冲片组装成转子铁芯，其中转子冲片的V形槽3是放电机的磁钢的，V形槽3的两侧面与V形槽3的中心线夹角不相等，左侧面与中心线夹角A2，右侧面与中心线夹角A3，夹角A2不等于夹角A3，并且夹角A2=夹角A3+（0-3）度，可使得电机的气隙磁场波形更加正弦，减少气隙磁场谐波幅值，从而降低齿槽转矩大小，从而改善电机的转矩波动。
[n0029] 在实际应用中，A2的角度会随着A3的角度而变化的，A3的角度变化范围为68°-85°，那么A2=A3+（0-3）度，则A2角度变化范围71°-88°。
[n0030] 转子冲片V形槽3底部圆弧结构4半径尺寸是小于V形槽3半个槽宽宽度h的，使得V形底部几乎没有漏磁场产生，从而减少磁场漏磁，降低转子铁芯产生的铁损耗，进一步能提高电机的效率；除此之外，由于此位置不会有漏磁场产生，转子铁芯所装配的磁钢会降低退磁风险。
[n0031] 在实际应用中，圆弧结构4半径尺寸要小于V形槽3半个槽宽宽度h，槽宽宽度h变化范围为3.2mm-5mm，圆弧结构4半径尺寸小于3.2mm，此案例中是圆半径尺寸c范围为0.8mm-1.8mm。
[n0032] 在实际应用中，相邻V形槽3之间有连接块，此连接块是等宽的，尺寸为d， d=（0.8-2）毫米，通过把此连接块的磁密设计成高饱和，使用其磁导与空气接近。
[n0033] 转子冲片体1外圆周面上设有16个尺寸相同的辅助凹槽2，辅助凹槽2与V形槽3一一对应，成对出现，一对辅助凹槽2对应于一个V形槽3。
[n0034] 在实际应用中，一对辅助凹槽2在转子冲片体1外圆周面上的位置与转子冲片体1的2个相隔V形槽3的中心线成夹角A1，夹角A1=（9-12）度，能抑制气隙磁场的部分气隙的谐波磁场，进一步改善气隙磁场波形的正弦性，改进电机的齿槽转矩，最终减少转矩波形和减少电机噪声。
[n0035] 转子冲片体1中间圆周分布8个梯形槽5，梯形槽5与V形槽3位置径向对应，梯形槽5数量也与V形槽3数量对应。
[n0036] 在实际应用中，转子冲片体1中的梯形槽5对应的高度e尺寸变化范围为14mm-25mm，梯形槽5的宽度A4角度范围为30°-40°，能起减少转子铁芯重量，降低转子惯量，提高电机的低速运行时的响应速度。
[n0037] 以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

权利要求:
Claims (8)
[0001] 1.一种永磁同步伺服电机用转子冲片，包括圆环形转子冲片体（1）其特征在于，在所述转子冲片体外圆周设置有8个尺寸相同的V形槽（3），V形槽（3）底部有圆弧结构（4），相邻V形槽（3）之间有连接块；在转子冲片体外圆周面上设有16个尺寸相同的辅助凹槽（2）；在转子冲片体中间圆周分布8个梯形槽（5）。
[0002] 2.根据权利要求1所述的永磁同步伺服电机用转子冲片，其特征在于，8个尺寸相同的V形槽（3）是连通的。
[0003] 3.根据权利要求1所述的永磁同步伺服电机用转子冲片，其特征在于，所述的V形槽（3）的两侧面与V形槽（3）的中心线夹角不相等，左侧面与中心线夹角A2，右侧面与中心线夹角A3，所述的夹角A2不等于夹角A3，并且夹角A2=夹角A3+（0-3）度。
[0004] 4.根据权利要求1所述的永磁同步伺服电机用转子冲片，其特征在于，圆弧结构（4）半径尺寸小于V形槽（3）半个槽宽宽度h。
[0005] 5.根据权利要求1所述的永磁同步伺服电机用转子冲片，其特征在于，相邻V形槽（3）之间有连接块，所述的连接块是等宽的，尺寸为d，d=（0.8-2）毫米。
[0006] 6.根据权利要求1所述的永磁同步伺服电机用转子冲片，其特征在于，所述转子冲片体外圆周面上设有16个尺寸相同的辅助凹槽（2），辅助凹槽（2）与V形槽（3）一一对应，成对出现，一对辅助凹槽（2）对应于一个V形槽。
[0007] 7.根据权利要求1所述的永磁同步伺服电机用转子冲片，其特征在于，一对辅助凹槽（2）所在的所述转子冲片体外圆周面上的位置与所述的转子冲片体的2个相隔V形槽（3）的中心线成夹角A1，夹角A1=（9-12）度。
[0008] 8.根据权利要求1所述的永磁同步伺服电机用转子冲片，其特征在于，梯形槽（5）与所述的V形槽（3）位置径向对应，梯形槽（5）数量与所述的V形槽（3）的数量对应。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202023046899.0U|CN214337669U|2020-12-16|2020-12-16|一种永磁同步伺服电机用转子冲片|CN202023046899.0U| CN214337669U|2020-12-16|2020-12-16|一种永磁同步伺服电机用转子冲片|