本發明屬于電機設備技術領域，涉及一種永磁電機，特別是一種永磁電機的沖片結構。

背景技術：

永磁電機是用永磁體建立磁場的一種電機，廣泛應用于汽車、摩托車、干手器、電動自行車、蓄電池車、船舶、航空、機械等行業，具有功率因數高、效率高、節能等優點。隔磁措施是影響永磁電機空載漏磁系數的重要因素，永磁電機的隔磁一般采用隔磁橋來實現。目前永磁電機中的內置式轉子沖片結構設計不是非常合理，從而導致電機啟動后，電機的出力不夠大，且電機的弱磁擴速能力不強，這些問題都是電機常會遇到的關鍵技術問題，無法滿足現代新型工具上電機的應用要求。

中國專利(公告號：204334146U，公開日：2015.05.13)公開了一種V形八槽稀土永磁同步電機轉子沖片，它包括轉子沖片體，轉子沖片體均布有八個磁鋼槽，磁鋼槽為徑向式V形磁鋼槽，兩V形磁鋼槽端部之間設置的上隔磁橋C，在轉子沖片體中部設置有轉子軸孔，轉子沖片體直徑φ為55～550mm，兩V形磁鋼槽端部之間設置的上隔磁橋C寬度為0.5～20mm，磁鋼槽單邊長度D為5～250mm，磁鋼槽寬度E為1～25mm，轉子沖片體上設置有4～20個散熱孔。

上述專利文獻中公開的永磁電機的內置式轉子沖片結構采用內置徑向V形形式，其電機的出力仍然不夠大，且電機的弱磁擴速能力不強，無法滿足電機高速大扭矩輸出需求。

技術實現要素：

本發明針對現有的技術存在的上述問題，提供一種永磁電機的沖片結構，本發明所要解決的技術問題是：如何提升永磁電機轉子的出力和弱磁擴速能力。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：

一種永磁電機的沖片結構，包括圓盤狀的片體，所述片體的中部開設有軸孔，所述片體上設有若干個V形槽，其特征在于，所述片體上還有若干個與所述V形槽一一對應的U形槽，每對所述U形槽和V形槽形成一組磁鋼槽，所有磁鋼槽繞所述片體周向間隔分布，所述U形槽和V形槽的開口均朝向所述片體的外周面，所述U形槽位于所述V形槽與所述軸孔之間；所述U形槽和V形槽的開口端為上端，另一端為下端，所述U形槽的下端和V形槽的下端均設有隔磁橋。

其工作原理如下：本沖片結構使用時，將若干個片體套裝在專用工裝上加壓固定，組裝成轉子鐵芯，以軸孔定位或以片體上的開鍵槽定位等，清理并檢查磁鋼槽后，在磁鋼槽中嵌入相對應的磁鋼，本沖片結構組裝的轉子鐵芯兩端可用端板通過螺栓進行固定，在動平衡機上校驗動平衡，校驗合格后裝入定子內形成本永磁電機。相比傳統的電機轉子沖片結構，本發明中片體上的每組磁鋼槽包括對應設置的U形槽和V形槽，且沿片體徑向分為兩層，這樣電機直軸磁路的磁阻增加，磁導減小，直軸電感減小，進而交軸電感與直軸電感的差值增大，電機磁阻轉矩增大，電機的出力增強；同時電機的直軸電感減小,引起電機的凸極率增大，因此電機的弱磁擴速能力增強。

根據電機測試試驗得知，與傳統的V形轉子沖片相比，在保證電機反電動勢一致且磁鋼厚度相同條件下，利用本發明中的沖片結構組裝的電機的輸出扭矩增加約17％，弱磁擴速能力增加了約26％。利用本發明中的沖片結構生產的稀土永磁電機，既具有較大的驅動轉矩，又有較強的弱磁擴速能力，同時噪音也比較小，可以滿足電機正常啟動和運行的要求，還有明顯的節能效果。

在上述的永磁電機的沖片結構中，每個所述U形槽和V形槽均包括左側槽和右側槽且每個所述U形槽和/或V形槽的左側槽與右側槽之間具有間隔，每個V形槽的下端具有兩個所述隔磁橋且兩個隔磁橋分別靠近所述V形槽的左側槽下端與右側槽下端；每個U形槽的下端具有三個所述隔磁橋，其中兩個隔磁橋分別靠近所述U形槽的左側槽下端與右側槽下端且第三個隔磁橋位于上述兩個隔磁橋之間。每個U形槽和V形槽中的磁鋼不是一個整體，而是斷開的，并且通過上述方式布置隔磁橋，更好的起到隔磁效果，限制磁鋼漏磁，從而提高永磁電機轉子的出力。

在上述的永磁電機的沖片結構中，所述隔磁橋均間隔設置，每個V形槽下端的兩個隔磁橋之間以及每個U形槽下端的三個隔磁橋之間均設有加強筋一。加強筋一可以遍布隔磁橋之間的區域，加強筋一的作用是在轉子高速旋轉時，承受來自片體的離心力及磁鋼對片體上磁鋼槽的壓力，進而增強整個轉子的強度和剛度，使其能夠穩定高速運轉。另外加強筋一也能夠起到一定的隔磁效果，從而提高永磁電機轉子的出力。

在上述的永磁電機的沖片結構中，所述V形槽或/和U形槽的左側槽與右側槽之間的隔磁橋沿所述片體周向方向上的尺寸為0.5～50mm、沿所述片體徑向方向上的尺寸為0.5～15mm，每個隔磁橋與相鄰的加強筋一相貼靠。這一設置能夠保證較佳的片體強度和整體較好的隔磁效果。

在上述的永磁電機的沖片結構中，所述片體上靠近所述U形槽和/或V形槽的左側槽以及右側槽的上端位置也均設有所述隔磁橋且該隔磁橋與所述片體的外周面之間設有加強筋二。該隔磁橋同樣起到隔磁效果，限制磁鋼漏磁，加強筋二提高片體的強度，從而能夠使本沖片結構承受電機轉子的高速運轉。

在上述的永磁電機的沖片結構中，每組所述磁鋼槽中的U形槽和V形槽相互平行設置且所述U形槽和/或V形槽的左側槽與右側槽之間形成夾角α，其中，30°≤α≤160°。α的數值根據轉子極數進行具體設置，磁鋼插入上述的U形槽和V形槽后，得到更佳的磁路，從而提高電機的功率，增強出力。

在上述的永磁電機的沖片結構中，所述U形槽或/和V形槽的左側槽以及右側槽的長度范圍為5～100mm，所述U形槽或/和V形槽的寬度為3～15mm。這樣設置的磁鋼具有較好的磁場效能。

在上述的永磁電機的沖片結構中，所述片體上還開設有減重孔和鉚釘孔。減重孔和鉚釘孔可以是圓形或方形等形狀，鉚釘孔內可以插入鉚釘對沖片結構進行固定，減重孔有利于減輕轉子鐵芯的整體重量，從而降低電機的轉動慣量，并有利于電機轉子的散熱。

進一步的，本技術方案中片體的直徑為50～400mm；片體的材料可為35W300、50W400或50W470等，隔磁橋采用絕緣膠或絕緣漆等填充形成。

與現有技術相比，本發明中片體上的每組磁鋼槽包括對應設置的U形槽和V形槽，且沿片體徑向分為兩層，這樣電機直軸磁路的磁阻增加，磁導減小，直軸電感減小，進而交軸電感與直軸電感的差值增大，電機磁阻轉矩增大，電機的出力增強；同時電機的直軸電感減小,引起電機的凸極率增大，因此電機的弱磁擴速能力增強。

附圖說明

圖1是本沖片結構的正視結構示意圖。

圖2是本沖片結構的局部放大結構示意圖。

圖中，1、片體；11、軸孔；12、磁鋼槽；12a、U形槽；12b、V形槽；13、左側槽；14、右側槽；15、上端；16、下端；17、減重孔；18、鉚釘孔；2、隔磁橋；3、加強筋一；4、加強筋二。

具體實施方式

以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。

本實施例中的技術方案不受轉子極數的限制，可以適用于四極、六極、八極、十極等多極電機的轉子鐵芯結構。如圖1和圖2所示，本實施例以十極為例，本永磁電機的沖片結構包括圓盤狀的片體1，片體1的中部開設有軸孔11，片體1上沿軸孔11的周向分布有若干組磁鋼槽12，每組磁鋼槽12均包括對應設置的U形槽12a和V形槽12b，U形槽12a和V形槽12b的開口均朝向片體1的外周面，U形槽12a位于V形槽12b與軸孔11之間；U形槽12a和V形槽12b的開口端為上端15，另一端為下端16，U形槽12a的下端16和V形槽12b的下端16均設有隔磁橋2。本沖片結構使用時，將若干個片體1套裝在專用工裝上加壓固定，組裝成轉子鐵芯，以軸孔11定位或以片體1上的開鍵槽定位等，清理并檢查磁鋼槽12后，在磁鋼槽12中嵌入相對應的磁鋼，本沖片結構組裝的轉子鐵芯兩端可用端板通過螺栓進行固定，在動平衡機上校驗動平衡，校驗合格后裝入定子內形成本永磁電機。相比傳統的電機轉子沖片結構，本發明中片體1上的每組磁鋼槽12包括對應設置的U形槽12a和V形槽12b，且沿片體1徑向分為兩層，這樣電機直軸磁路的磁阻增加，磁導減小，直軸電感減小，進而交軸電感與直軸電感的差值增大，電機磁阻轉矩增大，電機的出力增強；同時電機的直軸電感減小,引起電機的凸極率增大，因此電機的弱磁擴速能力增強。

如圖1所示，片體1上還開設有減重孔17和鉚釘孔18，鉚釘孔18內可以插入鉚釘對沖片結構進行固定，減重孔17有利于減輕轉子鐵芯的整體重量，從而降低電機的轉動慣量，并有利于電機轉子的散熱。

如圖2所示，每個U形槽12a和V形槽12b均包括左側槽13和右側槽14且每個U形槽12a和/或V形槽12b的左側槽13與右側槽14之間具有間隔，每個V形槽12b的左側槽13與右側槽14之間具有兩個隔磁橋2且兩個隔磁橋2分別靠近V形槽12b的左側槽13下端16與右側槽14下端16；每個U形槽12a的左側槽13與右側槽14之間具有三個隔磁橋2，其中兩個隔磁橋2分別靠近U形槽12a的左側槽13下端16與右側槽14下端16且第三個隔磁橋2位于上述兩個隔磁橋2之間；隔磁橋2均間隔設置，相鄰兩個隔磁橋2之間還設有加強筋一3，加強筋一3的作用是在轉子高速旋轉時，承受來自片體1的離心力及磁鋼對片體1上磁鋼槽12的壓力，進而增強整個轉子的強度和剛度，使其能夠穩定高速運轉，另外加強筋一3也能夠起到一定的隔磁效果，從而提高永磁電機轉子的出力。每組磁鋼槽12中的U形槽12a和V形槽12b相互平行設置且U形槽12a和/或V形槽12b的左側槽13與右側槽14之間形成夾角α，其中，30°≤α≤160°。本實施例中α優選為135°，磁鋼插入上述的U形槽12a和V形槽12b后，得到更佳的磁路，從而提高電機的功效，增強出力。

本實施例中V形槽12b或/和U形槽12a的左側槽13與右側槽14之間的隔磁橋2沿片體1周向方向上的尺寸為0.5～50mm、沿片體1徑向方向上的尺寸為0.5～15mm且每個隔磁橋2與相鄰的加強筋一3相貼靠。這一設置能夠保證較佳的片體1強度和整體較好的隔磁效果。進一步的，作為優選，V形槽12b或/和U形槽12a的左側槽13與右側槽14之間的隔磁橋2沿片體1周向方向上的尺寸為20mm、沿片體1徑向方向上的尺寸為10mm。

如圖2所示，片體1上靠近U形槽12a和/或V形槽12b的左側槽13以及右側槽14的上端15位置也均設有隔磁橋2且該隔磁橋2與片體1的外周面之間設有加強筋二4，加強筋二4沿著對應的V形槽12b或/和U形槽12a的左側槽13以及右側槽14的寬度方向設置，加強筋二4的長度大于V形槽12b或/和U形槽12a的左側槽13以及右側槽14的寬度。

進一步的，本技術方案中片體1的直徑為50～400mm；片體1的材料可為35W300、50W400或50W470等，隔磁橋2采用絕緣膠或絕緣漆等填充形成。U形槽12a或/和V形槽12b的左側槽13以及右側槽14的長度范圍為5～100mm，U形槽12a或/和V形槽12b的寬度為3～15mm；作為優選，U形槽12a或/和V形槽12b的左側槽13以及右側槽14的長度為20mm或50mm，U形槽12a或/和V形槽12b的寬度為7mm或10mm。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。

盡管本文較多地使用了1、片體；11、軸孔；12、磁鋼槽；12a、U形槽；12b、V形槽；13、左側槽；14、右側槽；15、上端；16、下端；17、減重孔；18、鉚釘孔；2、隔磁橋；3、加強筋一；4、加強筋二等術語，但并不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。