CN106230151B - 转子冲片、电机转子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转子冲片、电机转子及电机，转子冲片包括圆环状的轭部以及自轭部沿转子冲片的径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的齿之间形成槽，两个齿的顶部相连以对槽封闭，槽的数量为70个。槽沿转子冲片径向的高度为转子冲片直径的0.16倍至0.17倍之间，槽的顶部宽度为槽的高度的0.13倍至0.14倍之间，槽的底部为圆弧部，槽的底部半径为高度的0.03倍至0.04倍之间，齿的宽度为槽的顶部宽度的0.9倍至1倍之间。一定尺寸设计的转子冲片提高力学性能，电机转动更稳定，功率密度提高同时降低噪音，电机转子的表面质量提高。

Description

转子冲片、电机转子及电机

技术领域

本发明涉及电机领域，尤其是涉及一种转子冲片、由这种转子冲片组成的电机转子以及具有这种电机转子的电机。

背景技术

电机广泛地应用在工业生产以及生活的各种电器设备中，现有的电机具有壳体以及位于壳体两端的端盖，壳体以及端盖围成一个腔体，腔体内安装有定子以及转子，定子具有定子铁芯以及嵌入到在定子铁芯上的线圈。转子安装在定子内，并可相对于定子旋转。转子轴安装在转子内，且与转子过盈配合，转子轴在转子的带动下旋转，从而向外输出动力。

转子具有铁芯，铁芯也是由多片形状相同的转子冲片叠压而成，转子冲片由硅钢片冲压而成，其具有圆环状的轭部以及自轭部沿着转子冲片的径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的两个齿之间形成槽，在转子冲片的中部设有一个轴孔。

现有的铜条转子中，安装铜条的槽分布稀疏，导致转子稳定性较低；转子冲片在冲压过程由于齿形不平行导致铜条转子中铜导条之间不平行造成受力不均匀，力学性能较差，且产生较大噪音。

发明内容

本发明的第一发明目的在于提供一个运行稳定且产生较小噪音的转子冲片。

本发明的第二发明目的在于提供一个使电机运行稳定且产生较小噪音的电机转子。

本发明的第三发明目的在于提供一个工作稳定且产生较小噪音的电机。

本发明第一发明目的提供的转子冲片，包括圆环状的轭部以及自轭部沿转子冲片的径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的齿之间形成槽，轭部中心设置有轴孔。其中，两个齿的顶部相连以对槽封闭，槽沿转子冲片径向的高度为转子冲片直径的0.16至0.17倍之间，槽的顶部宽度为槽的高度的0.13倍至0.14倍之间，槽的底部为圆弧部，槽的底部半径为槽的高度的0.5/22.4至0.65/22.1倍之间，齿的宽度为槽的顶部宽度的0.9至1倍之间，所述槽的数量为70个。

由上可见，转子冲片上设置有均匀布置的70个用于安装铜条的槽，转子转动稳定且功率密度提高；齿顶相连使槽的四周封闭减少转动噪音，铜条安装定位精度高，且槽的利用率提高。一定尺寸设计的转子冲片提高力学性能的同时可保证转子的安装稳定性以及工作稳定性。

进一步的方案是，转子冲片的直径为134.5毫米至135.5毫米之间，槽的高度为22.1毫米至22.4毫米之间，槽的顶部宽度为2.9毫米至3.2毫米之间，槽的底部半径为0.5毫米至0.65毫米之间。

由上可见，槽的底部为圆弧部便于铜条的安装配合，槽的尺寸较小且有效对铜条进行固定，有效减小转子冲片的面积从而减小电机的体积。

进一步的方案是，转子冲片的直径为135.1毫米，槽的高度为22.26毫米，槽的顶部宽度为3.04毫米，槽的底部半径0.57毫米。

进一步的方案是，齿的底部宽度和齿的顶部宽度相等。

进一步的方案是，多个齿等距离分布，齿的宽度为为2.75毫米至2.95毫米之间。

进一步的方案是，轭部的直径为转子冲片直径的0.65至0.68倍之间。

本发明第二发明目的提供的电机转子，包括铁芯、位于铁芯两端的两个端环以及连接于两个端环之间的铜条，铁芯由多个转子冲片叠压而成，每个转子冲片包括圆环状的轭部以及自轭部沿转子冲片的径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的齿之间形成槽，铜条***槽中并焊接到两个端环之间，轭部中心设置有轴孔；其中，两个齿的顶部相连以对槽封闭，槽沿转子冲片径向的高度为转子冲片直径的0.16至0.17倍之间，槽的顶部宽度为槽的高度的0.13倍至0.14倍之间，槽的底部为圆弧部，槽的底部半径为高度的0.5/22.4至0.65/22.1倍之间，齿的宽度为槽的顶部宽度的0.9至1倍之间，所述槽的数量为70个。

由上述方案可见，安装铜条的槽密封且分布均匀密集，转子转动时更为稳定且有效降低噪音的产生。

本发明第三发明目的提供的电机，包括电机转子和电机定子，电机转子包括铁芯、位于铁芯两端的两个端环以及连接于两个端环之间的铜条，铁芯由多个转子冲片叠压而成，每个转子冲片包括圆环状的轭部以及自轭部沿转子冲片的径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的齿之间形成槽，铜条***槽中并焊接到两个端环之间，轭部中心设置有轴孔；其中两个齿的顶部相连以对槽封闭；槽沿转子冲片径向的高度为转子冲片直径的0.16至0.17倍之间，槽的顶部宽度为槽的高度的0.13倍至0.14倍之间，槽的底部为圆弧部，槽的底部半径为槽的高度的0.5/22.4至0.65/22.1倍之间，齿的宽度为槽的顶部宽度的0.9至1倍之间，所述槽的数量为70个。

由上可见，安装铜条的槽的数量为70个，转子转动时分步稳定，且功率密度高；槽底部为圆弧部，铜条的安装定位简单快捷，提高生产效率；槽四周密封，电机高速转动下，可有效防止铜条在离心力下甩出，保证电机的安全性。

附图说明

图1为本发明转子冲片实施例的结构图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为本发明电机转子实施例中端环的结构图。

图4为图3 中B-B向的剖视图。

图5为本发明电机转子实施例中铜条的结构图。

图6为本发明电机转子实施例中铜条另一视角的结构图。

图7为本发明电机转子实施例的结构示意图。

图8为本发明电机转子的制造方法中电机转子的焊接加工示意图。

图9为本发明电机转子的制造方法的流程图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本实施例的电机具有壳体以及位于壳体两侧的端盖，壳体与端盖围成一个腔体，腔体内安装有电机定子以及电机转子，电机定子具有定子铁芯以及嵌入到在定子铁芯上的线圈，电机转子安装在电机定子内，并可相对于定子旋转。转子轴安装在转子内，且与转子过盈配合，转子轴在转子的带动下旋转，并向外输出动力。电机转子由转子冲片叠压而成的铁芯、穿插于铁芯之中的铜条以及连接于铜条和铁芯两端的两个端环组成。

参见图1和图2，图1为转子冲片1的结构图，图2为图1中A处的放大图。转子冲片1整体呈圆环状，转子冲片的直径D为134.5毫米至135.5之间，转子冲片1的中部为轴孔14，轴孔14用于安装转轴；轴孔14外为一个圆环状的轭部13，轭部13沿转子冲片1的径向向圆周方向延伸出七十个齿11，相邻的两个齿11之间形成一个槽12，相邻的两个齿11顶部沿周向伸出并相互连接，实现对槽12的顶部开口的封闭；七十个齿11在转子冲片1上总共形成七十个槽12，槽12用于供铜条穿过；优选的是，转子冲片的直径为135.1毫米。

槽12呈长梯形，槽12的底部121为圆弧部，底部121的半径为0.5毫米至0.65毫米之间；优选的是，底部121半径设置为0.57毫米，圆弧的底部121便于铜条的穿插安装。槽12在转子冲片1径向上的高度G为22.1毫米至22.4毫米之间，优选值为22.26毫米。槽12顶部122宽度E为2.9毫米至3.2毫米之间，优选的是，顶部122宽度为3.04毫米。

相邻的槽12的顶部122之间的距离为H，相邻的槽12的底部121之间的距离也为H，且槽12的侧边缘为直线，因此，相邻的两个槽12之间形成了呈长方形轮廓的齿11，增强了齿11的力学性能。其中齿11的宽度为槽12的顶部宽度的0.9至1倍之间，优选的是，间距H，即齿的宽度为2.89毫米；进一步，槽12顶部122的两个顶角设置倒圆角，圆角I半径为0.3毫米。

除了以上说明的转子冲片1上各尺寸的固定值外，转子冲片1也可以设置为以上尺寸N倍的整体等比例缩放，N为正数，转子冲片1的各尺寸比例关系如下：

槽沿转子冲片径向的高度为转子冲片直径的0.16至0.17倍之间，槽的顶部宽度为槽的高度的0.13倍至0.14倍之间，槽的底部半径为高度的0.5/22.4至0.65/22.1倍之间，齿11的宽度为槽12的顶部宽度的0.9至1倍之间，轭部的直径为转子冲片直径的0.65至0.68倍之间。

参见图3和图4，图3为端环2的结构图，图4为图3中端环2的B-B向剖视图。结合图1，端环2为导电金属制成，优选地，端环2由铜制成；端环2用与连接于铜条的两端以形成电路回路，端环2安装面一侧上设置有与槽12数量相同的焊接槽21，即总共七十个焊接槽21。焊接槽21的内轮廓、槽12的内轮廓均与铜条的外轮廓设置为间隙配合关系，便于安装且三者之间定位准确。焊接槽21设置于端环2上接近周面处，焊接槽21的槽底为底面201，底面201为端环2与铜条之间焊接的主要工作面；端环2的周面上设置有槽口211，槽口211的设置能实现安装后的铜条在周面上有外露部分。

焊接槽21的底面201以及底面201以下的一定厚度区域为第一熔池部212，当端环2被电子束击中后，第一熔池部212与铜条3的第二熔池部共同形成了环状的熔池，熔池的深度方向为熔池指向电机转子轴心的径向方向，熔池具有较深的深度，可使端环2的底面201与铜条3端面33之间焊接面积增大，提高焊接强度。

参见图5和图6，图5和图6为铜条3不同视角的结构图。结合图1和图3，铜条3为长条铜片，铜条3的截面呈长梯形，与槽12以及焊接槽21的轮廓保持一致。优选的是，铜条3外侧两边设置倒圆角34，倒圆角34的半径为0.4毫米。

结合图4，在电机转子完成安装后，铜条3的端面33与焊接槽21的槽底底面201抵接，铜条3的端面33以及端面33以下的一定厚度区域为第二熔池部35，当铜条3被电子束击中后，第二熔池部35则转换为热熔态，随之冷却与端环2融合。

结合图7，图7为电机转子的结构示意图。转子冲片1叠压而成铁芯，所有转子冲片1的槽12均形成一个贯通孔，贯通空供铜条3穿过；铜条3穿过贯通孔后。两个端环3分别安装在铁芯两端，铜条3的两端分别安装到两端端环3的一个焊接槽21内，铜条的端面33和端环2焊接槽21的底面201抵接。

进行端环2和铜条3之间的焊接工作时，焊接槽21与铜条3均直接得到高温，热熔后冷凝而相互融合，铜条3的端面与焊接槽21的槽底抵接而形成焊接面5。电子束装置轰击焊接面5使处于相互抵压状态的铜条3和端环2紧密焊合。

而此焊接面5对应轴向位置的周面在冷凝后一般会出现表面不平等现象，因此需增加表面光洁处理工作，可有效提高电机转子的表面质量。

参见图8，图8为电机转子的制造流程图。结合图1、图3和图7，电机转子的制造方法如下：首先执行步骤S1，对多个转子冲片1进行叠压工作，形成铁芯。其后进行步骤S2，将多个铜条3穿过铁芯上由转子冲片1上多个槽12形成的贯通孔，且铜条3两端位于铁芯的端面以外。然后进行步骤S3，将两个端环2分别安置到铁芯的两端。

步骤S1至步骤S3完成了电机转子的组合步骤，接下来进行电机转子的焊接步骤。

结合图9，图9为电机转子的焊接加工示意图，转动夹具4包括心轴41、位于心轴41两端的锁紧螺母以及支撑架。在执行步骤S3后，首先执行步骤S4，将电机转子夹持到转动夹具上，即，首先使用心轴41穿过电机转子的轴孔14，在心轴41两端位于转子外侧处设置有外螺纹，通过锁紧螺母与心轴41进行螺纹配合，使锁紧螺母抵接到转子铁芯的两侧端面上，以实现对电机转子的夹持固定，随后将夹持有电机转子的心轴41卡紧在支撑架两侧的卡爪上；此时铜条3的端面与焊接槽21的槽底紧密抵接而形成焊接面5，且电子束装置6位于电机转子的正上方。

其后执行步骤S5，将转动夹具所在的空间进行密闭并抽真空处理，其后进行步骤S6，可编程序控制器或其他控制***发送控制信号至电子束装置6，使电子束装置6移动并对准于焊接面5处；随后进行步骤S7，控制***启动电子束装置6并发送控制信号至转动夹具并启动转动夹具4，卡爪由电机驱动转动。转动夹具转动超过一圈后，铜条3的端面33和端环2的底面201抵接而成的焊接区5以及焊接区5一定延伸范围受到电子束轰击而形成环状的熔池，熔池内处于液态的金属将冷凝，同时可对电子束装置6的设置参数或是转动夹具4的转动参数进行调整，如电子束的电流和加速电压、转动夹具4的转动速度以及转动圈数等，根据电机转子的铜条3以及端环2的实际情况调整参数，以保证铜条3的端面整体地焊接于端环2的底面201上。

当电子束装置6完成焊接工作后，最后执行步骤S8，将电机转子从卡爪以及心轴41上取下，并将电机中心轴安装至电子转子的轴孔上，再将电机转子安装至机床中，对焊接面5的所在位置进行表面磨平处理。

本发明电机转子的安装方法中，焊接工作采用电子束装置6对焊接面5进行轰击，电子束装置6的基本原理为电子云的集聚以及释放。当给予电子一定的能量时，他们能脱离轨道跃迁出来。通过电子管等发热元件对阴极进行加热，使得其释放并形成自由电子云，当施加一定的加速电压时，电子将被加速，并向阳极运动。当电子向阳极运动后，通过电磁聚焦装置，形成定向电子束。电子束焊在真空状态下进行可保证电子书的轰击速度以及轰击准确度，同时减少氧化渣的产生。

电子束具有无需焊料，高压加热速度极快等特点，故焊接槽21处设置槽口211使端环2和铜条3均能直接接受电子束的轰击，提高焊接效率；而完成焊接的焊接面5对应的周面上一般会形成凹凸不平状，需要进行表面磨平加工，且焊接凸起32一侧设置的缺口31能避免表面磨平后毛刺的产生，减少一道去毛刺工序，且电机转子的焊接质量以及表面精度提高。

利用真空电子束对电机转子的铜质端环的底面与铜条的端面之间进行焊接，铜质快速进入热熔状态因此防止出现焊焦，焊接效率高且焊接质量相对提高。

本发明提供的电机包括电机定子以及上述电机转子，在电机转子中，由于转子冲片1上的槽12由齿11相连而密封，铁芯周面上无开口，可防止铜条从高速转动中的电机转子中甩出脱离，提高电机的安全性。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，如转子冲片1上各尺寸数值仅为本实施例说明更直观而使用，转子冲片上各尺寸还可根据各尺寸之间的倍数关系而具有多种尺寸组合；又或是转动夹具对电机转子的夹持固定还可采用两侧夹具盘夹持等，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.转子冲片，包括：

圆环状的轭部以及自所述轭部沿所述转子冲片的径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的所述齿之间形成槽，所述轭部中心设置有轴孔；

其特征在于：

两个所述齿的顶部相连以对所述槽封闭，所述槽的顶部至所述转子冲片外边缘的距离少于所述转子冲片直径的0.015倍；

所述槽沿所述转子冲片径向的高度为所述转子冲片直径的0.16至0.17倍之间；

所述槽的顶部宽度为所述槽的高度的0.13倍至0.14倍之间；

所述槽的底部为圆弧部，所述槽的底部半径为所述槽的高度的0.5/22.4至0.65/22.1倍之间；

所述齿的宽度为所述槽的顶部宽度的0.9至1倍之间；

所述槽的数量为70个，所述槽用于放置铜条。

2.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于：

所述转子冲片的直径为134.5毫米至135.5之间；

所述槽的高度为22.1毫米至22.4毫米之间；

所述槽的顶部宽度为2.9毫米至3.2毫米之间；

所述槽的底部半径为0.5毫米至0.65毫米之间。

3.根据权利要求2所述的转子冲片，其特征在于：

所述转子冲片的直径为135.1毫米；

所述槽的高度为22.26毫米；

所述槽的顶部宽度为3.04毫米；

所述槽的底部半径0.57毫米。

4.根据权利要求1所述的转子冲片，其特征在于：

所述齿的底部宽度和所述齿的顶部宽度相等。

5.根据权利要求4所述的转子冲片，其特征在于：

多个所述齿等距离分布，所述齿的宽度为2.75毫米至2.95毫米之间。

6.根据权利要求1至5任一项所述的转子冲片，其特征在于：

所述轭部的直径为所述转子冲片直径的0.65至0.68倍之间。

7.电机转子，包括：

铁芯、位于所述铁芯两端的两个端环以及连接于两个所述端环之间的铜条，所述铁芯由多个转子冲片叠压而成，每个所述转子冲片包括圆环状的轭部以及自所述轭部沿所述转子冲片的径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的所述齿之间形成槽，所述铜条***所述槽中并焊接到两个所述端环之间；轭部中心设置有轴孔；

其特征在于：

两个所述齿的顶部相连以对所述槽封闭；

所述槽沿所述转子冲片径向的高度为所述转子冲片直径的0.16至0.17倍之间，所述槽的顶部至所述转子冲片外边缘的距离少于所述转子冲片直径的0.015倍；

所述槽的顶部宽度为所述槽的高度的0.13倍至0.14倍之间；

所述槽的底部为圆弧部，所述槽的底部半径为所述槽的高度的0.5/22.4至0.65/22.1倍之间；

所述齿的齿宽度为所述顶部宽度的0.9至1倍之间；

所述槽的数量为70个。

8.根据权利要求7所述的电机转子，其特征在于：

所述转子冲片的直径为134.5毫米至135.5之间；

所述槽的高度为22.1毫米至22.4毫米之间；

所述槽的顶部宽度为2.9毫米至3.2毫米之间；

所述槽的底部半径为0.5毫米至0.65毫米之间。

9.电机，包括电机转子和电子定子，所述电机转子包括铁芯、位于所述铁芯两端的两个端环以及连接于两个所述端环之间的铜条，所述铁芯由多个转子冲片叠压而成，每个所述转子冲片包括圆环状的轭部以及自所述轭部沿所述转子冲片的径向向圆周方向延伸的多个齿，相邻的所述齿之间形成槽，所述铜条***所述槽中并焊接到两个所述端环之间；轭部中心设置有轴孔；

其特征在于：

两个所述齿的顶部相连以对所述槽封闭；

所述槽沿所述转子冲片径向的高度为所述转子冲片直径的0.16至0.17倍之间，所述槽的顶部至所述转子冲片外边缘的距离少于所述转子冲片直径的0.015倍；

所述槽的顶部宽度为所述槽的高度的0.13倍至0.14倍之间；

所述槽的底部为圆弧部，所述槽的底部半径为所述槽的高度的0.5/22.4至0.65/22.1倍之间；

所述齿的齿宽度为所述顶部宽度的0.9至1倍之间；

所述槽的数量为70个。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于：

所述转子冲片的直径为134.5毫米至135.5之间；

所述槽的高度为22.1毫米至22.4毫米之间；

所述槽的顶部宽度为2.9毫米至3.2毫米之间；所述槽的底部半径为0.5毫米至0.65毫米之间。