CN202110407365.6一种具有低应力隔磁桥的硅钢片和电机转子

权利要求

1.一种具有低应力隔磁桥(6)的硅钢片，包括硅钢片(1)、开设在硅钢片(1)上的若干个磁钢槽组(2)和永磁体(4)，若干个所述磁钢槽组(2)沿所述硅钢片(1)周向分布，每个所述磁钢槽组(2)均至少包括一对沿径向对称分布的磁钢槽(3)，所述永磁体(4)嵌设于所述磁钢槽(3)内，所述磁钢槽(3)朝向硅钢片(1)内侧的一端设有空腔(5)，一对所述磁钢槽(3)的空腔(5)之间通过隔磁桥(6)隔离，其特征在于：所述隔磁桥(6)的空腔上壁面(7)与空腔侧壁面(8)之间通过第一椭圆弧(10)过渡连接，所述隔磁桥(6)的空腔下壁面(9)与空腔侧壁面(8)之间通过第二椭圆弧(11)过渡连接。

2.根据权利要求1所述的具有低应力隔磁桥(6)的硅钢片，其特征在于：所述第一椭圆弧(10)所在的第一椭圆(12)和所述第二椭圆弧(11)所在的第二椭圆(13)均位于空腔(5)内。

3.根据权利要求2所述的具有低应力隔磁桥(6)的硅钢片，其特征在于：所述第一椭圆弧(10)为1/4个第一椭圆(12)的弧长，所述第二椭圆弧(11)为1/4个第二椭圆(13)的弧长。

4.根据权利要求2所述的具有低应力隔磁桥(6)的硅钢片，其特征在于：所述第一椭圆(12)、第二椭圆(13)的短轴方向垂直于空腔侧壁面(8)。

5.根据权利要求2所述的具有低应力隔磁桥(6)的硅钢片，其特征在于：所述第一椭圆(12)、第二椭圆(13)的长轴长度为短轴长度的2～3倍。

6.根据权利要求2所述的具有低应力隔磁桥(6)的硅钢片，其特征在于：所述第一椭圆(12)和第二椭圆(13)的长轴位于一条直线上且两个椭圆不相交。

7.根据权利要求2所述的具有低应力隔磁桥(6)的硅钢片，其特征在于：所述第一椭圆(12)和第二椭圆(13)形状相同。

8.根据权利要求2所述的具有低应力隔磁桥(6)的硅钢片，其特征在于：当所述磁钢槽组(2)包括多对磁钢槽(3)时，至少一对磁钢槽(3)的隔磁桥(6)在空腔上壁面(7)与空腔侧壁面(8)之间通过第一椭圆弧(10)过渡连接，在空腔下壁面(9)与空腔侧壁面(8)之间通过第二椭圆弧(11)过渡连接。

9.根据权利要求1所述的具有低应力隔磁桥(6)的硅钢片，其特征在于：所述磁钢槽组(2)包括两对磁钢槽(3)，两对磁钢槽(3)内分别嵌设有一对小永磁体和一对大永磁体，所述小永磁体和大永磁体均呈八字形分布，所述八字形的开口端朝向硅钢片(1)的外边缘，所述一对小永磁体和一对大永磁体的对称轴均与转子d轴重合，一对所述大永磁体之间的夹角为45°～90°，一对所述小永磁体之间的夹角为140°～180°。

10.一种具有低应力隔磁桥的电机转子，包括硅钢片，其特征在于：所述硅钢片为权利要求1～9中任意一项所述的硅钢片。

说明书

一种具有低应力隔磁桥的硅钢片和电机转子

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种具有低应力隔磁桥的硅钢片和电机转子。

背景技术

由于内置式永磁同步电机具有效率高、功率密度高、体积小、调速范围宽的优点，在新能源汽车市场上应用较为广泛。如图1所示，现有的电机由于永磁体两侧铁芯刚度不同，导致永磁体之间的隔磁桥应力较大。电机高速转动时产生的离心力作用在电机转子磁钢及转子铁芯上时，会导致磁钢和铁芯产生形变而断裂，从而影响电机的性能与安全稳定性。

为解决上述技术问题，申请人在公告号为CN202010508175.9的中国专利申请中提出了一种具有低应力隔磁桥的硅钢片、电机转子及电机，该方案在转子相邻磁钢组的两个大永磁体之间设置从边缘向中心延伸的径向开槽，降低了隔磁桥处的应力，提高了电机的稳定性。但该结构仅能降低永磁体与转子边缘之间的隔磁桥应力，无法降低永磁体之间隔磁桥的应力。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种具有低应力隔磁桥的硅钢片和电机转子，其能降低一对永磁体之间隔磁桥的应力，防止该处隔磁桥的断裂。

本发明提供了一种具有低应力隔磁桥的硅钢片，其技术方案为：包括硅钢片、开设在硅钢片上的若干个磁钢槽组和永磁体，若干个所述磁钢槽组沿所述硅钢片周向分布，每个所述磁钢槽组均至少包括一对沿径向对称分布的磁钢槽，所述永磁体嵌设于所述磁钢槽内，所述磁钢槽朝向硅钢片内侧的一端设有空腔，一对所述磁钢槽的空腔之间通过隔磁桥隔离，所述隔磁桥的空腔上壁面与空腔侧壁面之间通过第一椭圆弧过渡连接，所述隔磁桥的空腔下壁面与空腔侧壁面之间通过第二椭圆弧过渡连接，该技术方案可保证电机电磁性能的同时分散电机隔磁桥的应力集中，若保证电机隔磁桥应力相同则可减小隔磁桥宽度以提高电机电磁性能。

较为优选的，所述第一椭圆弧所在的第一椭圆和所述第二椭圆弧所在的第二椭圆均位于空腔内，保证电机转子的磁路走向。

较为优选的，所述第一椭圆弧为1/4个第一椭圆的弧长，所述第二椭圆弧为1/4个第二椭圆的弧长，可以更好的分散应力，同时保证电机电磁性能。

较为优选的，所述第一椭圆、第二椭圆的短轴方向垂直于空腔侧壁面，保证减小径向方向上的应力。

较为优选的，所述第一椭圆、第二椭圆的长轴长度为短轴长度的2～3倍，保证应力的分散空间。

较为优选的，所述第一椭圆和第二椭圆的长轴位于一条直线上且两个椭圆不相交，保证隔磁桥的径向长度，以保证电机电磁性能。

较为优选的，所述第一椭圆和第二椭圆形状相同，保证分散应力的效果一致，不会出现二次集中。

较为优选的，当所述磁钢槽组包括多对磁钢槽时，至少一对磁钢槽的隔磁桥在空腔上壁面与空腔侧壁面之间通过第一椭圆弧过渡连接，在空腔下壁面与空腔侧壁面之间通过第二椭圆弧过渡连接。

较为优选的，所述磁钢槽组包括两对磁钢槽，两对磁钢槽内分别嵌设有一对小永磁体和一对大永磁体，所述小永磁体和大永磁体均呈八字形分布，所述八字形的开口端朝向硅钢片的外边缘，所述一对小永磁体和一对大永磁体的对称轴均与转子d轴重合，一对所述大永磁体之间的夹角为45°～90°，一对所述小永磁体之间的夹角为140°～180°。

本方案还提供一种具有低应力隔磁桥的电机转子，包括如上所述的硅钢片。

本发明的有益效果为：在一对永磁体之间隔磁桥的空腔上壁面与空腔侧壁面之间、空腔下壁面与空腔侧壁面之间均通过椭圆弧过渡连接，使该隔磁桥拐角处的转子铁芯材料刚度接近，从而有效降低该处隔磁桥在拐角处所受应力，进而提高该隔磁桥的强度，避免磁钢和铁芯产生形变而断裂。同时，永磁桥在拐角处采用椭圆弧过渡连接后，电机转矩输出得到提升。应用该隔磁桥结构的电机转子降低了关键位置应力，防止断裂，同时保证了转子在最高转速下安全运行，其结构简单，易于实施。

附图说明

图1为普通电机转子及其永磁体之间隔磁桥结构示意图；

图2为本发明实施例一的结构示意图；

图3为图2隔磁桥放大示意图；

图4为本发明实施例二的结构示意图；

图5为图4隔磁桥放大示意图；

图6为现有技术中隔磁桥应力仿真示意图；

图7为本方案隔磁桥应力仿真示意图；

图8为采用普通隔磁桥(虚线)和本方案隔磁桥(实线)的电机转矩输出示意图。

图中：1-硅钢片，2-磁钢槽组，3-磁钢槽，4-永磁体，5-空腔，6-隔磁桥，7-空腔上壁面，8-空腔侧壁面，9-空腔下壁面，10-第一椭圆弧，11-第二椭圆弧，12-第一椭圆，13-第二椭圆

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本方案一种具有低应力隔磁桥6的硅钢片，包括硅钢片1、开设在硅钢片1上的若干个磁钢槽组2和永磁体4，若干个磁钢槽组2沿硅钢片1周向分布，每个磁钢槽组2均至少包括一对沿径向对称分布的磁钢槽3，永磁体4嵌设于磁钢槽3内，磁钢槽3朝向硅钢片1内侧的一端设有空腔5，一对磁钢槽3的空腔5之间通过隔磁桥6隔离，隔磁桥6的空腔上壁面7与空腔侧壁面8之间通过第一椭圆弧10过渡连接，隔磁桥6的空腔下壁面9与空腔侧壁面8之间通过第二椭圆弧11过渡连接。第一椭圆弧10所在的第一椭圆12和第二椭圆弧11所在的第二椭圆13均位于空腔5内。

较为优选的，第一椭圆弧10为1/4个第一椭圆12的弧长，第二椭圆弧11为1/4个第二椭圆13的弧长。

较为优选的，第一椭圆12、第二椭圆13的短轴方向垂直于空腔侧壁面8。

较为优选的，第一椭圆12、第二椭圆13的长轴长度为短轴长度的2～3倍。

较为优选的，第一椭圆12和第二椭圆13的长轴位于一条直线上且两个椭圆不相交。

较为优选的，第一椭圆12和第二椭圆13形状相同。

较为优选的，当磁钢槽组2包括多对磁钢槽3时，至少一对磁钢槽3的隔磁桥6在空腔上壁面7与空腔侧壁面8之间通过第一椭圆弧10过渡连接，在空腔下壁面9与空腔侧壁面8之间通过第二椭圆弧11过渡连接。

实施例一

如图2和3所示，该转子的磁钢槽组2仅包含一对磁钢槽3，该磁钢槽3呈八字形分布，八字形的开口端朝向硅钢片1的外边缘。该磁钢槽3朝向硅钢片1内侧的一端设有空腔5，一对磁钢槽3的空腔5之间通过隔磁桥6隔离，隔磁桥6的空腔上壁面7与空腔侧壁面8之间通过第一椭圆弧10过渡连接，隔磁桥6的空腔下壁面9与空腔侧壁面8之间通过第二椭圆弧11过渡连接。第一椭圆弧10所在的第一椭圆O1 12和第二椭圆弧11所在的第二椭圆O2 13均位于空腔5内。

其中，第一椭圆弧10为1/4个第一椭圆12的弧长，第二椭圆弧11为1/4个第二椭圆13的弧长。第一椭圆12、第二椭圆13的短轴方向垂直于空腔侧壁面8。第一椭圆12、第二椭圆13的长轴长度为短轴长度的2～3倍。第一椭圆12和第二椭圆13的长轴位于一条直线上且两个椭圆不相交。第一椭圆12和第二椭圆13形状相同。

实施例二

如图4和5，磁钢槽组2包括两对磁钢槽3，两对磁钢槽3内分别嵌设有一对小永磁体和一对大永磁体，小永磁体和大永磁体均呈八字形分布，八字形的开口端朝向硅钢片1的外边缘，一对小永磁体和一对大永磁体的对称轴均与转子d轴重合，一对大永磁体之间的夹角为45°～90°，一对小永磁体之间的夹角为140°～180°。一对小永磁体和一对大永磁体之间均设有隔磁桥，两处隔磁桥在空腔上壁面7与空腔侧壁面8之间通过第一椭圆弧10过渡连接，在空腔下壁面9与空腔侧壁面8之间通过第二椭圆弧11过渡连接。第一椭圆弧10所在的第一椭圆O1 12和第二椭圆弧11所在的第二椭圆O2 13均位于空腔5内。

其中，第一椭圆弧10为1/4个第一椭圆12的弧长，第二椭圆弧11为1/4个第二椭圆13的弧长。即第一椭圆O1 12与空腔上壁面7和空腔侧壁面8均相切，第二椭圆O2 13与空腔下壁面9和空腔侧壁面8均相切。第一椭圆12、第二椭圆13的短轴方向垂直于空腔侧壁面8。第一椭圆12、第二椭圆13的长轴长度为短轴长度的2～3倍。第一椭圆12和第二椭圆13的长轴位于一条直线上且两个椭圆不相交。第一椭圆12和第二椭圆13形状相同。

实施例三

磁钢槽组2包括两对磁钢槽3，两对磁钢槽3内分别嵌设有一对小永磁体和一对大永磁体，小永磁体和大永磁体均呈八字形分布，八字形的开口端朝向硅钢片1的外边缘，一对小永磁体和一对大永磁体的对称轴均与转子d轴重合，一对大永磁体之间的夹角为45°～90°，一对小永磁体之间的夹角为140°～180°。一对小永磁体和一对大永磁体之间均设有隔磁桥。其中，小永磁体之间的隔磁桥在拐角处依然采用圆弧过渡连接，而大永磁体之间的隔磁桥在空腔上壁面7与空腔侧壁面8之间通过第一椭圆弧10过渡连接，在空腔下壁面9与空腔侧壁面8之间通过第二椭圆弧11过渡连接。第一椭圆弧10所在的第一椭圆O1 12和第二椭圆弧11所在的第二椭圆O2 13均位于空腔5内。

其中，第一椭圆弧10为1/4个第一椭圆12的弧长，第二椭圆弧11为1/4个第二椭圆13的弧长。第一椭圆12、第二椭圆13的短轴方向垂直于空腔侧壁面8。第一椭圆12、第二椭圆13的长轴长度为短轴长度的2～3倍。第一椭圆12和第二椭圆13的长轴位于一条直线上且两个椭圆不相交。第一椭圆12和第二椭圆13形状相同。

实施例四

磁钢槽组2包括两对磁钢槽3，两对磁钢槽3内分别嵌设有一对小永磁体和一对大永磁体，小永磁体和大永磁体均呈八字形分布，八字形的开口端朝向硅钢片1的外边缘，一对小永磁体和一对大永磁体的对称轴均与转子d轴重合，一对大永磁体之间的夹角为45°～90°，一对小永磁体之间的夹角为140°～180°。一对小永磁体和一对大永磁体之间均设有隔磁桥。其中，大永磁体之间的隔磁桥在拐角处依然采用圆弧过渡连接，而小永磁体之间的隔磁桥在空腔上壁面7与空腔侧壁面8之间通过第一椭圆弧10过渡连接，在空腔下壁面9与空腔侧壁面8之间通过第二椭圆弧11过渡连接。第一椭圆弧10所在的第一椭圆O1 12和第二椭圆弧11所在的第二椭圆O2 13均位于空腔5内。

其中，第一椭圆弧10为1/4个第一椭圆12的弧长，第二椭圆弧11为1/4个第二椭圆13的弧长。第一椭圆12、第二椭圆13的短轴方向垂直于空腔侧壁面8。第一椭圆12、第二椭圆13的长轴长度为短轴长度的2～3倍。第一椭圆12和第二椭圆13的长轴位于一条直线上且两个椭圆不相交。第一椭圆12和第二椭圆13形状相同。

如图6所示，隔磁桥6拐角为圆弧时，隔磁桥6拐角处受到的最大应力为450.48MPa，如图7所示，隔磁桥6拐角为椭圆弧后，隔磁桥6拐角处受到的最大应力为365.57MPa，降低了84.91MPa。

如图8所示，隔磁桥6拐角为椭圆弧的电机(实线)相较于隔磁桥6拐角为圆弧的电机(虚线)，其转矩输出提升了3Nm。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。