一种转子冲片、电机转子及电机的制作方法

1.本发明涉及永磁同步电动机装置技术领域，尤其涉及一种转子冲片、电机转子及电机。


背景技术：

2.近年来电机技术尤其是永磁同步电动机技术迅速发展，电机本体结构设计日趋新颖，电机产品得竞争力除了其性能之外，其材料成本一定程度也决定了电机能否最终推向市场。
3.通常，电机包括定子和转子，定子上绕有线组，转子伸入至定子中，转子包括转子轴以及装设于转子轴上的相叠置的多个转子冲片，每个转子冲片上均开设有磁钢槽，磁石嵌设于所有转子冲片的相对应的磁钢槽中，以在所述转子转动时与定子形成电磁激励。现有的永磁同步电机转子通常是由形状为均匀规则的圆形冲片叠压而成，转子与定子间采用等气隙，这种形式的转子受定子三相交流电电流谐波的影响，通常会在定转子气隙中产生各种不同阶次的谐波，这些谐波会产生反电势谐波和齿槽转矩，使电机负载运行时的转矩脉动和噪音增大，效率降低。
4.然而，传统永磁电机的转子冲片，为满足使用要求，往往设置了较多的磁极，从而浪费了大量制造转子冲片的材料。而诸如三菱等开发的交替极电机，其磁极数量为传统永磁电机的一半，大大降低了电机材料成本，但采用此种方式会导致电机谐波恶化，使得特定阶次的转矩脉动及敏感电磁力被激发出来，从而使得电机的振动和噪音问题尤为凸显，相应的也会导致电机的能耗增加。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种转子冲片、电机转子及电机，以解决现有技术中存在的电机材料成本较高，而通过减少磁极数量以减少制作成本又往往会增大电机运转时的转矩脉动和噪声的问题。
6.为解决上述技术问题，本发明提供一种转子冲片，用于装设于电机的转子轴上，所述转子冲片包括冲片本体，所述冲片本体呈圆环状，所述冲片本体沿其圆周方向均匀布置有奇数个磁极；
7.每个所述磁极均包括呈v型分布的两个磁钢槽；
8.所述冲片本体的外圆边缘且与每个所述磁极相对应的位置处分别设置有与所述磁极的两个磁钢槽一一对应设置的两个第一气隙凹槽和两个辅助凹槽，所述第一气隙凹槽位于所述磁极的两个所述磁钢槽所围成的区域的内部，所述辅助凹槽位于所述磁极的两个所述磁钢槽所围成的区域的外部。
9.可选的，所述磁极的两个所述磁钢槽之间的圆弧所对应的圆心角c与所述磁极所对应的圆心角b之间满足如下关系式：
10.0.65≤c/b≤0.85；
11.其中，b＝360/p，p为电机极数。
12.可选的，所述第一气隙凹槽为圆弧状，与同一所述磁极相对应的的两个所述第一气隙凹槽所对应的圆弧的圆心和所述冲片本体的圆心的连线之间的夹角e与所述磁极的两个所述磁钢槽之间的圆弧所对应的圆心角c之间满足如下关系式：
13.0.65≤e/c≤0.85；
14.所述夹角e与每个所述磁极所对应的圆心角b之间满足如下关系式：
15.0.5≤e/b≤0.7。
16.可选的，所述磁极的两个所述磁钢槽之间的最大距离l1与所述第一气隙凹槽的宽度l2之间满足如下关系式：
17.3≤l1/l2≤6。
18.可选的，所述冲片本体的外周边缘且与每个所述磁极相对应的位置处还设置有第二气隙凹槽，所述第二气隙凹槽位于所述磁极的两个所述磁钢槽所围成的区域的内部，且位于两个所述第一气隙凹槽之间，所述第一气隙凹槽和所述第二气隙凹槽均为圆弧状，所述第一气隙凹槽和所述第二气隙凹槽均和与所述冲片本体的外圆边缘相距距离为l3的同心圆相切。
19.可选的，所述第一气隙凹槽的宽度l2与所述第二气隙凹槽的宽度l4之间满足如下关系式：
20.2≤l2/l4≤4。
21.可选的，所述冲片本体的外圆边缘上还设有多个均匀分布的第三气隙凹槽，所述第三气隙凹槽位于相邻的两所述磁极之间，所述第一气隙凹槽和所述第三气隙凹槽均为圆弧状，所述第一气隙凹槽和所述第三气隙凹槽均和与所述冲片本体的外圆边缘相距距离为l3的同心圆相切。
22.可选的，所述磁极的两个所述磁钢槽之间的最大距离l1与所述第三气隙凹槽的宽度l5之间满足如下关系式：
23.8≤l1/l5≤12。
24.本发明还提供一种电机转子，包括多个如上所述转子冲片。
25.本发明还提供一种电机，包括如上所述的电机转子。
26.与现有技术相比，本发明提供的转子冲片、电机转子及电机具有以下优点：
27.(1)本发明提供的转子冲片包括冲片本体，所述冲片本体呈圆环状，所述冲片本体沿其圆周方向均匀布置有奇数个磁极；每个所述磁极均包括呈v型分布的两个磁钢槽；所述冲片本体的外圆边缘且与每个所述磁极相对应的位置处分别设置有与所述磁极的两个磁钢槽一一对应设置的两个第一气隙凹槽和两个辅助凹槽，所述第一气隙凹槽位于所述磁极的两个所述磁钢槽所围成的区域的内部，所述辅助凹槽位于所述磁极的两个所述磁钢槽所围成的区域的外部。由此，通过所述辅助凹槽和所述第一气隙凹槽能够改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，由于传统永磁同步电机的转子冲片上一般设置了偶数个磁极，而本发明提供的转子冲片仅布置了奇数个磁极，由此，相对于具有偶数个磁极的传统永磁同步电机，本发明提供的转子冲片仅需要设置其磁极数目一半的磁极，应用所述转子冲片的电机就能够达到所述传统永磁同步电机所能
达到的运转效率，并且不会产生额外的噪声，其噪声水平与所述传统电机的噪声水平基本保持一致；而通过减少在所述转子冲片上设置的磁极数目，大大减少了布置在所述磁极处的磁石的数量，从而能够有效地降低20％的电机材料成本。
28.(2)由于本发明对所述磁极的两个所述磁钢槽之间的圆弧所对应的圆心角c与所述磁极所对应的圆心角b之间的比值范围进行了限制和优化，由此，在所述圆心角c保持不变的情况下，此时两所述磁钢槽之间的夹角a也保持不变，通过更改所述圆心角c与所述圆心角b之间的比值，能够改变所述磁极的两所述磁钢槽的形状以改变电机转子的气隙磁场的分布；同样，在所述圆心角b保持不变的情况下，通过更改所述圆心角c与所述圆心角b之间的比值，能够同时改变所述磁极的两所述磁钢槽的形状和所述夹角a以改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述圆心角c与所述圆心角b之间的比值范围进行了限制，进而限定了两所述磁钢槽的形状可以被更改的范围，优化了所述磁钢槽的结构，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
29.(3)由于本发明对与同一所述磁极相对应的两个所述第一气隙凹槽所对应的圆弧的圆心和所述冲片本体的圆心的连线之间的夹角e与所述磁极的两个所述磁钢槽之间的圆弧所对应的圆心角c之间的比值、所述夹角e与每个所述磁极所对应的圆心角b之间的比值进行了限定和优化，由此，通过更改所述夹角e与所述圆心角c之间的比值、所述夹角e与所述圆心角b之间的比值，能够改变所述第一气隙凹槽相对于其所对应的磁极的位置以改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述夹角e与所述圆心角c之间的比值、所述夹角e与所述圆心角b之间的比值进行了限制，进而限定了所述第一气隙凹槽相对于其所对应的磁极的位置可以被更改的范围，优化了所述第一气隙凹槽的相对位置，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
30.(4)由于本发明对所述磁极的两个所述磁钢槽之间的最大距离l1与所述第一气隙凹槽的宽度l2之间的比值进行了限定和优化，由此，在所述最大距离l1保持不变的情况下，此时两所述磁钢槽之间的夹角a也保持不变，通过更改所述最大距离l1与所述第一气隙凹槽的宽度l2之间的比值，能够改变所述第一气隙凹槽的宽度l2以改变电机转子的气隙磁场的分布；在所述第一气隙凹槽的宽度l2保持不变的情况下，通过更改所述最大距离l1与所述第一气隙凹槽的宽度l2之间的比值，能够改变所述夹角a的大小以改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述最大距离l1与所述第一气隙凹槽的宽度l2之间的比值进行了限制，进而限定了所述第一气隙凹槽的宽度l2可以被更改的范围，优化了所述第一气隙凹槽、所述磁钢槽的结构，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
31.(5)由于所述冲片本体的外周边缘且与每个所述磁极相对应的位置处还设置有第二气隙凹槽，所述第二气隙凹槽位于所述磁极的两个所述磁钢槽所围成的区域的内部，且位于两个所述第一气隙凹槽之间，由此，通过所述第二气隙凹槽能够改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。又由于所述第一气隙凹槽和所述第二气隙凹槽均为圆弧状，所述第一气隙凹槽和所述第二气隙凹槽均和与所述冲
片本体的外圆边缘相距距离为l3的同心圆相切，由此，此种设置有利于保证所述第一气隙凹槽与所述第二气隙凹槽的深度相同，且有利于通过控制所述距离l3以控制所述第一气隙凹槽与所述第二气隙凹槽的深度。
32.(6)由于本发明对所述第一气隙凹槽的宽度l2与所述第二气隙凹槽的宽度l4之间的比值进行了限定和优化，由此，在保证所述第一气隙凹槽的宽度l2不变的条件下，更改所述第二气隙凹槽的宽度l4以改变电机转子的气隙磁场的分布，从而通过对所述第一气隙凹槽的宽度l2与所述第二气隙凹槽的宽度l4之间的比值进行了限制，进而限定了所述第二气隙凹槽的宽度l4相对于所述第一气隙凹槽的宽度l2可以被更改的范围，从而优化了所述第二气隙凹槽的结构，有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
33.(7)由于所述冲片本体的外圆边缘上还设有多个均匀分布的第三气隙凹槽，所述第三气隙凹槽位于相邻的两所述磁极之间，由此，通过所述第三气隙凹槽能够改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。由于所述第一气隙凹槽和所述第三气隙凹槽均为圆弧状，所述第一气隙凹槽和所述第三气隙凹槽均和与所述冲片本体的外圆边缘相距距离为l3的同心圆相切，由此，此种设置有利于保证所述第一气隙凹槽与所述第三气隙凹槽的深度相同，且有利于通过控制所述距离l3以控制所述第一气隙凹槽与所述第三气隙凹槽的深度。
34.(8)由于本发明对所述磁极的两个所述磁钢槽之间的最大距离l1与所述第三气隙凹槽的宽度l5之间的比值进行了限定和优化，由此，在保证所述最大距离l1不变的条件下，通过更改所述第三气隙凹槽的宽度l5能够改变电机转子的气隙磁场的分布；在保证所述第三气隙凹槽的宽度l5不变的条件下，通过更改所述最大距离l1能够改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述最大距离l1与所述第三气隙凹槽的宽度l5之间的比值进行了限制，进而限定了所述第三气隙凹槽的宽度l5相对于所述最大距离l1可以被更改的范围，优化了所述第一气隙凹槽、所述磁钢槽的结构，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
35.(9)本发明还提供一种电机转子，包括多个如上所述转子冲片。由此，有利于改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，由于传统永磁同步电机一般设置了偶数个磁极，而本发明提供的电机转子仅布置了奇数个磁极，由此，相对于具有偶数个磁极的传统永磁同步电机，本发明提供的电机转子仅需要设置其磁极数目一半的磁极，应用所述电机转子的电机就能够达到所述传统永磁同步电机所能达到的运转效率，并且不会产生额外的噪声，其噪声水平与所述传统电机的噪声水平基本保持一致；而通过减少电机转子的磁极数，进而大大减少了布置在所述磁极处的磁石的数量，从而能够有效地降低20％的电机材料成本。
36.(10)本发明还提供一种电机，包括如上所述的电机转子。由此，有利于改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，由于传
统永磁同步电机的一般设置了偶数个磁极，而本发明提供的电机仅设置了奇数个磁极，由此，相对于具有偶数个磁极的传统永磁同步电机，本发明提供的电机仅需要设置其磁极数目一半的磁极，就能够达到所述传统永磁同步电机所能达到的运转效率，并且不会产生额外的噪声，其噪声水平与所述传统电机的噪声水平基本保持一致；而通过减少电机的磁极数，进而大大减少了布置在所述磁极处的磁石的数量，从而能够有效地降低20％的电机材料成本。
附图说明
37.图1为本发明一实施例提供的转子冲片的结构示意图；
38.图2为本发明一实施例提供的转子冲片的第二气隙凹槽处的结构示意图；
39.图3为本发明一实施例提供的转子冲片的第三气隙凹槽处的结构示意图；
40.图4为本发明一实施例提供的电机转子的关于c/b的转矩脉动仿真图；
41.图5为本发明一实施例提供的电机转子的关于e/b的转矩脉动仿真图；
42.图6为本发明一实施例提供的电机转子的关于l1/l2的转矩脉动仿真图；
43.图7为本发明一实施例提供的电机转子的关于l2/l4的转矩脉动仿真图；
44.图8为本发明一实施例提供的电机转子的关于l1/l5的转矩脉动仿真图。
45.其中，附图标记如下：
46.200-冲片本体，210-磁钢槽，220-辅助凹槽，230-第一气隙凹槽，240-转子轴安装孔，250-第二气隙凹槽，260-第三气隙凹槽。
具体实施方式
47.为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合图1至图8对本发明提出的转子冲片、电机转子及电机作进一步详细说明。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
48.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
49.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.本发明的核心思想在于提供一种转子冲片、电机转子及电机，能够有效降低电机材料成本，同时还能够有效地确保电机的运转效率，控制电机的转矩脉动和振动噪声不会超过原有正常水平。
51.为实现上述思想，本发明提供了一种转子冲片，请参考图1至图3，其中，图1示意性地给出了本发明提供的转子冲片的结构示意图；图2示意性地给出了本发明提供的转子冲片的第二气隙凹槽处的结构示意图；图3示意性地给出了本发明提供的转子冲片的第三气隙凹槽处的结构示意图。如图1至3所示，所述转子冲片包括冲片本体200，所述冲片本体200呈圆环状，所述冲片本体200沿其圆周方向均匀布置有奇数个磁极；每个所述磁极均包括呈v型分布的两个磁钢槽210；所述冲片本体200的外圆边缘且与每个所述磁极相对应的位置处分别设置有与所述磁极的两个磁钢槽210一一对应设置的两个第一气隙凹槽230和两个辅助凹槽220，所述第一气隙凹槽230位于所述磁极的两个所述磁钢槽210所围成的区域的内部，所述辅助凹槽220位于所述磁极的两个所述磁钢槽210所围成的区域的外部。
52.由此，通过所述辅助凹槽220和所述第一气隙凹槽230均能够改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，由于传统永磁同步电机的转子冲片上一般设置了偶数个磁极，而本发明提供的转子冲片仅布置了奇数个磁极，由此，相对于具有偶数个磁极的传统永磁同步电机，本发明提供的转子冲片仅需要设置其磁极数目一半的磁极，应用所述转子冲片的电机就能够达到所述传统永磁同步电机所能达到的运转效率，并且不会产生额外的噪声，其噪声水平与所述传统电机的噪声水平基本保持一致；通过减少在所述转子冲片上设置的磁极数目，由此，减少了布置在所述磁极处的磁石的数量，从而能够有效地降低20％的电机材料成本。
53.需要说明的是，所述转子冲片上设有一安装孔240，所述转子冲片通过所述安装孔240安装于电机转子的转子轴上；所述辅助凹槽220仅仅是用于改变气隙磁场分布设置，并非是所述磁极的一部分，所述辅助凹槽220中优选不放置或安装任何物品；所述转子冲片的辅助凹槽220的形状和设置位置本发明不做具体限定；每个磁极的两磁钢槽210之间形成的夹角为a，所述夹角a的大小本发明不做具体限定，其根据具体实际情况和具体的电机结构进行设计。
54.优选的，所述辅助凹槽220的结构为一边为弧边的梯形槽，所述梯形槽的宽底远离所述辅助凹槽220所对应的磁钢槽210所在位置。由此，此种结构的辅助凹槽220更有利于改善气隙磁场分布，从而更有利于控制电机的转矩脉动和振动噪声。
55.优选的，所述磁极的两个所述磁钢槽210之间的圆弧所对应的圆心角c与所述磁极所对应的圆心角b之间满足如下关系式：
56.0.65≤c/b≤0.85；
57.其中，b＝360/p，p为电机极数。
58.由此，在所述圆心角c保持不变的情况下，两所述磁钢槽210之间的夹角a也保持不变，通过更改所述圆心角c与所述圆心角b之间的比值，能够改变所述磁极的两所述磁钢槽210的形状以改变电机转子的气隙磁场的分布；同样，在所述圆心角b保持不变的情况下，通过更改所述圆心角c与所述圆心角b之间的比值，能够同时改变所述磁极的两所述磁钢槽210的形状和所述夹角a以改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述圆心角c与
所述圆心角b之间的比值范围进行了限制，进而限定了两所述磁钢槽210的形状可以被更改的范围，优化了所述磁钢槽210的结构，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
59.优选的，所述第一气隙凹槽230为圆弧状，与同一所述磁极相对应的的两个所述第一气隙凹槽230所对应的圆弧的圆心和所述冲片本体200的圆心的连线之间的夹角e与所述磁极的两个所述磁钢槽210之间的圆弧所对应的圆心角c之间满足如下关系式：
60.0.65≤e/c≤0.85；
61.所述夹角e与每个所述磁极所对应的圆心角b之间满足如下关系式：
62.0.5≤e/b≤0.7。
63.由此，通过更改所述夹角e与所述圆心角c之间的比值或所述夹角e与所述圆心角b之间的比值，能够改变所述第一气隙凹槽230相对于其所对应的磁极的位置以改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述夹角e与所述圆心角c之间的比值或所述夹角e与所述圆心角b之间的比值进行了限制，进而限定了所述第一气隙凹槽230相对于其所对应的磁极的位置可以被更改的范围，优化了所述第一气隙凹槽230的相对位置，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
64.优选的，所述磁极的两个所述磁钢槽210之间的最大距离l1与所述第一气隙凹槽230的宽度l2之间满足如下关系式：
65.3≤l1/l2≤6。
66.由此，在所述最大距离l1保持不变的情况下，两所述磁钢槽210之间的夹角a也保持不变，通过更改所述最大距离l1与所述第一气隙凹槽230的宽度l2之间的比值，能够改变所述第一气隙凹槽230的宽度l2以改变电机转子的气隙磁场的分布；在所述第一气隙凹槽230的宽度l2保持不变的情况下，通过更改所述最大距离l1与所述第一气隙凹槽230的宽度l2之间的比值，能够改变所述夹角a的大小以改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述最大距离l1与所述第一气隙凹槽230的宽度l2之间的比值进行了限制，进而限定了所述第一气隙凹槽230的宽度l2可以被更改的范围，优化了所述第一气隙凹槽230、所述磁钢槽210的结构，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
67.优选的，所述冲片本体200的外周边缘且与每个所述磁极相对应的位置处还设置有第二气隙凹槽250，所述第二气隙凹槽250位于所述磁极的两个所述磁钢槽210所围成的区域的内部，且位于两个所述第一气隙凹槽230之间，所述第一气隙凹槽230和所述第二气隙凹槽250均为圆弧状，所述第一气隙凹槽230和所述第二气隙凹槽250均和与所述冲片本体200的外圆边缘相距距离为l3的同心圆相切。由此，通过所述第二气隙凹槽250能够改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，由于所述第一气隙凹槽230和所述第二气隙凹槽250均与所述同心圆相切，有利于保证所述第一气隙凹槽230与所述第二气隙凹槽250的深度相同，且有利于通过控制所述距离l3以控制所述第一气隙凹槽230与所述第二气隙凹槽250的深度。
68.优选的，所述第一气隙凹槽230的宽度l2与所述第二气隙凹槽250的宽度l4之间满足如下关系式：
69.2≤l2/l4≤4。
70.由此，在保证所述第一气隙凹槽230的宽度l2不变的条件下，更改所述第二气隙凹槽250的宽度l4能够改变电机转子的气隙磁场的分布，从而通过对所述第一气隙凹槽230的宽度l2与所述第二气隙凹槽250的宽度l4之间的比值进行了限制，进而限定了所述第二气隙凹槽250的宽度l4相对于所述第一气隙凹槽230的宽度l2可以被更改的范围，从而优化了所述第二气隙凹槽250的结构，有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
71.优选的，所述冲片本体200的外圆边缘上还设有多个均匀分布的第三气隙凹槽260，所述第三气隙凹槽260位于相邻的两所述磁极之间，所述第一气隙凹槽230和所述第三气隙凹槽260均为圆弧状，所述第一气隙凹槽230和所述第三气隙凹槽260均和与所述冲片本体200的外圆边缘相距距离为l3的同心圆相切。由此，通过所述第三气隙凹槽260能够改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，由于所述第一气隙凹槽230和所述第三气隙凹槽260均与所述同心圆相切，有利于保证所述第一气隙凹槽230与所述第三气隙凹槽260的深度相同，且有利于通过控制所述距离l3以控制所述第一气隙凹槽230与所述第三气隙凹槽260的深度。
72.优选的，所述磁极的两个所述磁钢槽210之间的最大距离l1与所述第三气隙凹槽260的宽度l5之间满足如下关系式：
73.8≤l1/l5≤12。
74.由此，在保证所述最大距离l1不变的条件下，通过更改能够改变所述第三气隙凹槽260的宽度l5能够改变电机转子的气隙磁场的分布；在保证所述第三气隙凹槽260的宽度l5不变的条件下，通过更改所述最大距离l1能够改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述最大距离l1与所述第三气隙凹槽260的宽度l5之间的比值进行了限制，进而限定了所述第三气隙凹槽260的宽度l5相对于所述最大距离l1可以被更改的范围，优化了所述第一气隙凹槽230、所述磁钢槽210的结构，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
75.优选的，所述磁极的两个磁钢槽210对称设置，与所述磁极的两个磁钢槽210一一对应设置的两个第一气隙凹槽230和两个辅助凹槽220均关于所述磁极的对称轴对称设置。由此，对称分布的结构更有利于改善用于安装所述转子冲片的电机转子周围的气隙磁场分布，有效地降低所述电机转子的转矩脉动和振动噪声，保证装设所述电机转子的电机的运转效率。
76.为实现上述思想，本发明还提供一种电机转子，包括多个如上所述转子冲片。请参考图4至图8，图4示意性的给出了本发明提供的电机转子的关于c/b的转矩脉动仿真图；图5示意性的给出了本发明提供的电机转子的关于e/b的转矩脉动仿真图；图6示意性的给出了本发明提供的电机转子的关于l1/l2的转矩脉动仿真图；图7示意性的给出了本发明提供的电机转子的关于l2/l4的转矩脉动仿真图；图8示意性的给出了本发明提供的电机转子的关
于l1/l5的转矩脉动仿真图。如图4至图8所示，从各个仿真图中可以看出，c/b、e/b、l1/l2、l2/l4和l1/l5各个比值的改变均会影响所述电机转子的转矩脉动，所有的仿真图曲线在一定范围内均基本呈现v形的分布，因此，将上述各个比值参数设定在一定的范围内的情况下，能够有效地将电机转子的转矩脉动抑制在原有水平的40％以下，从而达到减少噪声和减少电机能耗的目的，而在较低的转矩脉动情况下，电机的振动幅度变小，振动噪声被抑制，有效地降低了噪声水平，同时振动减小使得电机转子的转速稳定，不易发生由于电机振动而大幅度降低速度的情况，保证了电机的运转效率。
77.由此，通过对所述转子冲片各个参数的限定和优化设计，能够有效地改变电机转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，还能够有效地降低20％的电机材料成本，同时确保了电机的运转效率，并且不会产生额外的噪声，与传统电机的噪声水平基本保持一致。
78.为实现上述思想，本发明还提供一种电机，包括如上所述的电机转子。由此，本发明提供的电机通过改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，还能够有效地降低20％的电机材料成本，同时确保了电机的运转效率，并且不会产生额外的噪声，与传统电机的噪声水平基本保持一致。
79.综上所述，与现有技术相比，本发明提供的转子冲片、电机转子及电机具有以下优点：
80.(1)本发明提供的转子冲片包括冲片本体，所述冲片本体呈圆环状，所述冲片本体沿其圆周方向均匀布置有奇数个磁极；每个所述磁极均包括呈v型分布的两个磁钢槽；所述冲片本体的外圆边缘且与每个所述磁极相对应的位置处分别设置有与所述磁极的两个磁钢槽一一对应设置的两个第一气隙凹槽和两个辅助凹槽，所述第一气隙凹槽位于所述磁极的两个所述磁钢槽所围成的区域的内部，所述辅助凹槽位于所述磁极的两个所述磁钢槽所围成的区域的外部。由此，通过所述辅助凹槽和所述第一气隙凹槽能够改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，由于传统永磁同步电机的转子冲片上一般设置了偶数个磁极，而本发明提供的转子冲片仅布置了奇数个磁极，由此，相对于具有偶数个磁极的传统永磁同步电机，本发明提供的转子冲片仅需要设置其磁极数目一半的磁极，应用所述转子冲片的电机就能够达到所述传统永磁同步电机所能达到的运转效率，并且不会产生额外的噪声，其噪声水平与所述传统电机的噪声水平基本保持一致；而通过减少在所述转子冲片上设置的磁极数目，大大减少了布置在所述磁极处的磁石的数量，从而能够有效地降低20％的电机材料成本。
81.(2)由于本发明对所述磁极的两个所述磁钢槽之间的圆弧所对应的圆心角c与所述磁极所对应的圆心角b之间的比值范围进行了限制和优化，由此，在所述圆心角c保持不变的情况下，此时两所述磁钢槽之间的夹角a也保持不变，通过更改所述圆心角c与所述圆心角b之间的比值，能够改变所述磁极的两所述磁钢槽的形状以改变电机转子的气隙磁场的分布；同样，在所述圆心角b保持不变的情况下，通过更改所述圆心角c与所述圆心角b之间的比值，能够同时改变所述磁极的两所述磁钢槽的形状和所述夹角a以改变电机转子的
气隙磁场的分布。本发明通过对所述圆心角c与所述圆心角b之间的比值范围进行了限制，进而限定了两所述磁钢槽的形状可以被更改的范围，优化了所述磁钢槽的结构，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
82.(3)由于本发明对与同一所述磁极相对应的两个所述第一气隙凹槽所对应的圆弧的圆心和所述冲片本体的圆心的连线之间的夹角e与所述磁极的两个所述磁钢槽之间的圆弧所对应的圆心角c之间的比值、所述夹角e与每个所述磁极所对应的圆心角b之间的比值进行了限定和优化，由此，通过更改所述夹角e与所述圆心角c之间的比值、所述夹角e与所述圆心角b之间的比值，能够改变所述第一气隙凹槽相对于其所对应的磁极的位置以改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述夹角e与所述圆心角c之间的比值、所述夹角e与所述圆心角b之间的比值进行了限制，进而限定了所述第一气隙凹槽相对于其所对应的磁极的位置可以被更改的范围，优化了所述第一气隙凹槽的相对位置，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
83.(4)由于本发明对所述磁极的两个所述磁钢槽之间的最大距离l1与所述第一气隙凹槽的宽度l2之间的比值进行了限定和优化，由此，在所述最大距离l1保持不变的情况下，此时两所述磁钢槽之间的夹角a也保持不变，通过更改所述最大距离l1与所述第一气隙凹槽的宽度l2之间的比值，能够改变所述第一气隙凹槽的宽度l2以改变电机转子的气隙磁场的分布；在所述第一气隙凹槽的宽度l2保持不变的情况下，通过更改所述最大距离l1与所述第一气隙凹槽的宽度l2之间的比值，能够改变所述夹角a的大小以改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述最大距离l1与所述第一气隙凹槽的宽度l2之间的比值进行了限制，进而限定了所述第一气隙凹槽的宽度l2可以被更改的范围，优化了所述第一气隙凹槽、所述磁钢槽的结构，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
84.(5)由于所述冲片本体的外周边缘且与每个所述磁极相对应的位置处还设置有第二气隙凹槽，所述第二气隙凹槽位于所述磁极的两个所述磁钢槽所围成的区域的内部，且位于两个所述第一气隙凹槽之间，由此，通过所述第二气隙凹槽能够改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。又由于所述第一气隙凹槽和所述第二气隙凹槽均为圆弧状，所述第一气隙凹槽和所述第二气隙凹槽均和与所述冲片本体的外圆边缘相距距离为l3的同心圆相切，由此，此种设置有利于保证所述第一气隙凹槽与所述第二气隙凹槽的深度相同，且有利于通过控制所述距离l3以控制所述第一气隙凹槽与所述第二气隙凹槽的深度。
85.(6)由于本发明对所述第一气隙凹槽的宽度l2与所述第二气隙凹槽的宽度l4之间的比值进行了限定和优化，由此，在保证所述第一气隙凹槽的宽度l2不变的条件下，更改所述第二气隙凹槽的宽度l4以改变电机转子的气隙磁场的分布，从而通过对所述第一气隙凹槽的宽度l2与所述第二气隙凹槽的宽度l4之间的比值进行了限制，进而限定了所述第二气隙凹槽的宽度l4相对于所述第一气隙凹槽的宽度l2可以被更改的范围，从而优化了所述第二气隙凹槽的结构，有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平
的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
86.(7)由于所述冲片本体的外圆边缘上还设有多个均匀分布的第三气隙凹槽，所述第三气隙凹槽位于相邻的两所述磁极之间，由此，通过所述第三气隙凹槽能够改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。由于所述第一气隙凹槽和所述第三气隙凹槽均为圆弧状，所述第一气隙凹槽和所述第三气隙凹槽均和与所述冲片本体的外圆边缘相距距离为l3的同心圆相切，由此，此种设置有利于保证所述第一气隙凹槽与所述第三气隙凹槽的深度相同，且有利于通过控制所述距离l3以控制所述第一气隙凹槽与所述第三气隙凹槽的深度。
87.(8)由于本发明对所述磁极的两个所述磁钢槽之间的最大距离l1与所述第三气隙凹槽的宽度l5之间的比值进行了限定和优化，由此，在保证所述最大距离l1不变的条件下，通过更改所述第三气隙凹槽的宽度l5能够改变电机转子的气隙磁场的分布；在保证所述第三气隙凹槽的宽度l5不变的条件下，通过更改所述最大距离l1能够改变电机转子的气隙磁场的分布。本发明通过对所述最大距离l1与所述第三气隙凹槽的宽度l5之间的比值进行了限制，进而限定了所述第三气隙凹槽的宽度l5相对于所述最大距离l1可以被更改的范围，优化了所述第一气隙凹槽、所述磁钢槽的结构，从而有效地控制了电机的转矩脉动，使得电机的转矩脉动始终在原有水平的40％以下，大大降低了电机的振动幅度，削弱了电机运转时的振动噪声。
88.(9)本发明还提供一种电机转子，包括多个如上所述转子冲片。由此，有利于改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，由于传统永磁同步电机一般设置了偶数个磁极，而本发明提供的电机转子仅布置了奇数个磁极，由此，相对于具有偶数个磁极的传统永磁同步电机，本发明提供的电机转子仅需要设置其磁极数目一半的磁极，应用所述电机转子的电机就能够达到所述传统永磁同步电机所能达到的运转效率，并且不会产生额外的噪声，其噪声水平与所述传统电机的噪声水平基本保持一致；而通过减少电机转子的磁极数，进而大大减少了布置在所述磁极处的磁石的数量，从而能够有效地降低20％的电机材料成本。
89.(10)本发明还提供一种电机，包括如上所述的电机转子。由此，有利于改变转子的气隙磁场分布，进而改善电机的谐波阶次，使得电机气隙磁场的畸变率显著下降，提高定子、转子间气隙磁场的正弦度，从而有效地降低电机的转矩脉动和振动噪声。此外，由于传统永磁同步电机的一般设置了偶数个磁极，而本发明提供的电机仅设置了奇数个磁极，由此，相对于具有偶数个磁极的传统永磁同步电机，本发明提供的电机仅需要设置其磁极数目一半的磁极，就能够达到所述传统永磁同步电机所能达到的运转效率，并且不会产生额外的噪声，其噪声水平与所述传统电机的噪声水平基本保持一致；而通过减少电机的磁极数，进而大大减少了布置在所述磁极处的磁石的数量，从而能够有效地降低20％的电机材料成本。
90.最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。