新能源汽车电机转子铁芯结构的制作方法

1.本实用新型属于新能源汽车技术领域，更具体地说，是涉及一种新能源汽车电机转子铁芯斜槽结构。


背景技术：

2.永磁同步电机，特别是在转子铁芯中埋入有永磁体的永磁同步电机，具有易于获得高转矩和高输出的结构，但是，该结构的间隙磁通密度分布趋于矩形，并且通常会增加转矩脉动。而斜槽是一种能够减少电动机转矩脉动的结构。实现斜槽的方法有很多种，大致分为定子斜槽和转子斜槽。斜槽角是根据要减小的脉冲次数确定的，但是，永磁电机往往会产生与定子槽数和转子极数的最小公倍数成比例的转矩脉动，在许多情况下，将等于一槽间距连续偏斜的斜槽应用于定子铁芯。斜槽大致分为定子斜槽和转子斜槽。定子斜槽可以连续偏斜，并且作用在定子铁芯上的切向力可以连续平滑，但是绕组工作变得复杂。关于转子斜槽，永磁电机通常难以连续偏斜，并且通常具有阶梯斜槽结构较多，但是与连续斜槽相比，阶梯斜槽是轴向的磁通势的变化较为离散，作用在定子铁芯上的切向力则为阶段性的。分层斜槽的层数的增加使磁通势的这种变化更精细，但是，分层斜槽的层数增加具有相对于偏斜角设计定位转子铁芯变得困难的问题。特别是在使用定位销结构的情况下，如果存在两个以上多层斜槽时，则为了获得期望的斜槽角，而设定多个键销角度，因此致使铁芯模具可能会变得复杂化。通常在永磁同步电机中，为了抑制由定子槽引起的电磁力波动，确定斜槽角度考虑的是针对定子槽数ns的一个槽的偏斜(即，(360/ns)
°
的斜槽)。为了用转子斜槽来实现这一点，若将转子铁芯分段成nr个，那么各个转子间的相位偏移为(360/ns/nr)
°
，转子两端张角(最大相位偏移)为 (360/ns/nr
×
(nr
‑
1))
°
。此时，当使用销来安装转子铁心和电机轴时，如果nr为2，则应将键安装在转子几何中心与键中心之间的相位相差(90/ns)
°
的位置，因此，可以通过将转子铁心以内外关系插入电机轴中来获得期望的斜槽角。另一方面，在nr为3以上的多层斜槽的情况下，为了得到期望的斜槽角，需要在转子铁芯几何中心与销中心间设定多个相位偏移。导致转子生产模具的复杂性，加工不易。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的不足，提供一种结构简单，能够在不改变生产转子铁芯模具结构的前提下，通过改变键槽数量实现转子铁芯斜槽的连续性设计，提高设计自由度和加工便利性，满足性能要求的新能源汽车电机转子铁芯结构。
4.要解决以上所述的技术问题，本实用新型采取的技术方案为：
5.本发明提供一种新能源汽车电机转子铁芯结构，包括电机转轴、转子铁芯，转子铁芯的转轴安装孔内轴向设置键销，转子铁芯上设置永磁体，电机转轴侧面轴向设置与键销数量和位置对应的键槽，键槽中心线与转子铁芯几何中心线之间设置为存在偏移角的结构，所述新能源汽车电机转子铁芯结构的多个偏移角的偏移角度相同。
6.所述的新能源汽车电机转子铁芯结构的转子铁芯包括多层铁芯组件，多层铁芯组件固定连接在一起，所述的铁芯组件的数量nr设置为等于键槽的数量k 的两倍的结构。
7.所述的转子铁芯的转轴安装孔内表面按间隙设置多个键槽，电机转轴外表面按间隙设置多个键销。
8.所述的新能源汽车电机转子铁芯结构的转子铁芯设置为环形体结构，转子铁芯沿铁芯外表面和转轴安装孔内表面之间位置一周按间隙设置多个永磁体。
9.所述的电机转轴安装在转子铁芯内，转子铁芯通过键槽与电机转轴的键销卡装固定连接。
10.所述的转子铁芯的铁芯组件的数量nr为偶数。
11.所述的转子铁芯的铁芯组件的数量nr≥2。
12.本实用新型所述的新能源汽车电机转子铁芯结构，通过对键槽的数量和铁芯组件的数量之间建立对应关系。有效解决现有技术中的问题。转子铁芯的键销在设计时，键销中心线与转子铁芯几何中心线的相位偏移(偏移角)为相同的角度，因此，转子铁芯在生产模具设计时简化了模具的结构。而确定转子铁芯的铁芯组件的分层数量nr时，nr≥2，且为偶数，然后设计电机转轴的键槽，键槽数量k＝1,2，
…
,nr/2。根据设计时转子铁芯的铁芯组件的数量nr，在装配到电机转轴上时，根据转子铁芯按a面、b面安装时形成的偏角，以及电机转轴不同位置键槽的偏角，实现电机转子磁钢槽分段斜槽设计，可以在不改变生产转子铁芯模具结构的前提下，通过改变铁芯的厚度来实现转子铁芯的分段斜槽设计，提高设计自由度和加工便利性。本实用新型所述的新能源汽车电机转子铁芯结构，能够在不改变生产转子铁芯模具结构的前提下，通过改变键槽数量实现转子铁芯斜槽的连续性设计，提高设计自由度和加工便利性，满足性能要求。
附图说明
13.下面对本说明书各附图所表达的内容及图中的标记作出简要的说明：
14.图1为本实用新型所述的新能源汽车电机转子铁芯结构的正面(a面)的结构示意图；
15.图2为本实用新型所述的新能源汽车电机转子铁芯结构的正面(b面)的结构示意图；
16.图3a为本实用新型所述的转子铁芯组件的数量nr为4时的俯视结构示意图；
17.图3b为本实用新型所述的转子铁芯组件的数量nr为4时的电机转轴的结构示意图；
18.图4a为本实用新型所述的转子铁芯组件的数量nr为6时的俯视结构示意图；
19.图4b为本实用新型所述的转子铁芯组件的数量nr为6时的电机转轴的结构示意图；
20.图5a为本实用新型所述的转子铁芯组件的数量nr为8时的俯视结构示意图；
21.图5b为本实用新型所述的转子铁芯组件的数量nr为8时的电机转轴的结构示意图；
22.附图中标记分别为：1、电机转轴；2、转子铁芯；3、转轴安装孔；4、键销；5、永磁体；6、键槽；7、键槽中心线；8、转子铁芯几何中心线；9、偏移角；10、铁芯组件；11、铁芯外表面。
具体实施方式
23.下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明：
24.如附图1
‑
附图5b所示，本实用新型为一种新能源汽车电机转子铁芯结构，包括电机转轴1、转子铁芯2，转子铁芯2的转轴安装孔3内轴向设置键销4，转子铁芯2上设置永磁体5，电机转轴1侧面轴向设置与键销4数量和位置对应的键槽6，键槽中心线7与转子铁芯几何中心线8之间设置为存在偏移角9的结构，所述新能源汽车电机转子铁芯结构的多个偏移角9的偏移角度相同。转子铁芯的铁芯组件的数量nr与键槽4的数量k成倍数关系。现有技术中，在靠转子铁芯键销和电机转轴键槽配合的永磁同步电机设计转子斜槽时，传统设计若要增加斜槽的连续性，则需要将转子铁芯分层设计，每层转子铁芯的键销中心位置与转子铁芯几何中心位置相位偏移都不一样，因此生产转子铁芯的模具会随着分层数的增加而变得更加复杂。而本实用新型的结构，通过对键槽的数量和铁芯组件的数量之间建立对应关系。有效解决现有技术中的问题。转子铁芯的键销在设计时，键销中心线与转子铁芯几何中心线的相位偏移(偏移角)统一为(90/ns)
°
(如图1、图2所示，转子铁芯从a面、b两面看时，键销的偏转方向不同)，因此，转子铁芯在生产模具设计时简化了模具的结构。而确定转子铁芯的铁芯组件的分层数量nr时，nr≥2，且为偶数，然后设计电机转轴的键槽，键槽数量k＝1,2，
…
,nr/2。例如：当nr＝2时，k＝1，即键槽数量为1，当nr＝4时，k＝2，即键槽数量为2，以此类推。上述结构，根据设计时转子铁芯的铁芯组件的数量nr，在装配到电机转轴上时，根据转子铁芯按a面、b面安装时形成的偏角，以及电机转轴不同位置键槽的偏角，实现电机转子磁钢槽分段斜槽设计，可以在不改变生产转子铁芯模具结构的前提下，通过改变铁芯的厚度来实现转子铁芯的分段斜槽设计，提高设计自由度和加工便利性。本实用新型所述的新能源汽车电机转子铁芯结构，结构简单，能够在不改变生产转子铁芯模具结构的前提下，通过改变键槽数量实现转子铁芯斜槽的连续性设计，提高设计自由度和加工便利性，满足性能要求。
25.所述的新能源汽车电机转子铁芯结构的转子铁芯2包括多层铁芯组件10，多层铁芯组件10固定连接在一起，所述的铁芯组件10的数量nr设置为等于键槽4的数量k的两倍的结构。上述结构，在键槽数量k和铁芯组件10的数量nr 建立对应关系，根据转子铁芯的设计要求，可以将偏移角设置为相同的角度，简化生产，降低成本。
26.所述的转子铁芯2的转轴安装孔3内表面按间隙设置多个键槽4，电机转轴 1外表面按间隙设置多个键销4。所述的新能源汽车电机转子铁芯结构的转子铁芯2设置为环形体结构，转子铁芯2沿铁芯外表面11和转轴安装孔3内表面之间位置一周按间隙设置多个永磁体5。所述的电机转轴1安装在转子铁芯2内，转子铁芯2通过键槽4与电机转轴1的键销4卡装固定连接。所述的转子铁芯2 的铁芯组件10的数量nr为偶数。所述的转子铁芯2的铁芯组件10的数量nr ≥2。
27.本实用新型所述的转子铁芯结构，键槽角度设计：从一个参考线性键销部分开始针对电机轴心相位(360/k)
°
开始，逆时针或顺时针方向按[(360/ns/nr)
ꢀ×
(k
‑
1)]
°
错开电机转轴检测角度。例如：当nr＝6时，k＝3，即电机转轴有3 个键槽。键槽位置分布在(360/k)
°
的基础上第2个键槽逆时针(也可顺时针) 偏转[(360/ns/nr)
×
(2
‑
1)]
°
，第3个键槽偏
转[(360/ns/nr)
×
(3
‑
1)]
°
。
[0028]
本实用新型所述的新能源汽车电机转子铁芯结构，通过对键槽的数量和铁芯组件的数量之间建立对应关系。有效解决现有技术中的问题。转子铁芯的键销在设计时，键销中心线与转子铁芯几何中心线的相位偏移(偏移角)为相同的角度，因此，转子铁芯在生产模具设计时简化了模具的结构。而确定转子铁芯的铁芯组件的分层数量nr时，nr≥2，且为偶数，然后设计电机转轴的键槽，键槽数量k＝1,2，
…
,nr/2。根据设计时转子铁芯的铁芯组件的数量nr，在装配到电机转轴上时，根据转子铁芯按a面、b面安装时形成的偏角，以及电机转轴不同位置键槽的偏角，实现电机转子磁钢槽分段斜槽设计，可以在不改变生产转子铁芯模具结构的前提下，通过改变铁芯的厚度来实现转子铁芯的分段斜槽设计，提高设计自由度和加工便利性。本实用新型所述的新能源汽车电机转子铁芯结构，能够在不改变生产转子铁芯模具结构的前提下，通过改变键槽数量实现转子铁芯斜槽的连续性设计，提高设计自由度和加工便利性，满足性能要求。