CN111092506A - 一种永磁同步电机转子 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种永磁同步电机转子。该转子包括：转子轴、前平衡端板、转子铁芯和后平衡端板；转子轴包括前端轴和后端轴，且前端轴和后端轴均为阶梯轴；后端轴的前端设有凸缘，前平衡端板套装在后端轴上，且与凸缘的后侧面相抵接，转子铁芯紧邻前平衡端板套装在后端轴上，后平衡端板紧邻转子铁芯套装在后端轴上，且后平衡端板前端面与后端轴抵接，并固定在后端轴上，使得转子铁芯通过前平衡端板和后平衡端板紧固在转子轴上。本发明中的电机转子通过前后平衡板的设置加强了转子铁芯的稳定性和紧固性；且通过对转子轴中空结构设计，降低了转子的重量，使电机运行更加平稳，工作耗能更低，同时减少了制造材料的使用量，降低了生产成本。

Description

一种永磁同步电机转子

技术领域

本发明涉及电机转子技术领域，具体涉及一种永磁同步电机转子。

背景技术

永磁同步电动机主要是由转子、端盖及定子等各部件组成。由于永磁同步电动机具有结构简单，体积小、效率高、功率因数高等优点，使其得到广泛应用。

目前现有永磁同步电机的转子一般是实心转子，在电机应用当中，由于转子过重，会造成电机振动，运行不平稳，而且噪音较大，附加阻力矩也偏大，严重影响了电机的正常工作。并且实心转子还存在制造时消耗材料多，工作时耗能大等问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种永磁同步电机转子，以便解决或者部分解决上述问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种永磁同步电机转子，所述同步电机转子包括：转子轴、前平衡端板、转子铁芯和后平衡端板；

所述转子轴包括前端轴和后端轴，且所述前端轴和所述后端轴可设为阶梯轴；

所述后端轴的前端设有凸缘，所述前平衡端板套装在所述后端轴上，且与所述凸缘的后侧面相抵接，所述转子铁芯紧邻所述前平衡端板套装在所述后端轴上，所述后平衡端板紧邻所述转子铁芯套装在所述后端轴上，且所述后平衡端板前端面与所述后端轴抵接，并固定在所述后端轴上，使得所述转子铁芯通过前平衡端板和后平衡端板紧固在所述转子轴上。

进一步地，所述前端轴和所述后端轴为中空结构，所述前端轴和所述后端轴通过激光焊接固定。

进一步地，所述转子铁芯与所述后端轴之间过盈配合，所述前平衡端板和所述后平衡端板与所述后端轴之间过渡配合。

进一步地，所述中空结构通过旋锻和/或钻孔加工得到。

进一步地，所述中空结构的形状为如下的任一种或几种组合：圆柱、圆台和圆锥。

进一步地，所述前平衡端板、所述后平衡端板和所述转子铁芯的直径相同。

进一步地，所述后端轴的前阶梯轴上设有若干铁芯键槽，所述铁芯键槽贯穿整个所述前阶梯轴，所述转子铁芯内壁上设有一个与所述铁芯键槽配合的键，使所述转子铁芯实现直极或斜极安装。

进一步地，部分所述铁芯键槽大小不同于其他所述铁芯键槽，各所述铁芯键槽非均匀设置。

进一步地，所述前平衡端板和/或后平衡端板设置钻孔或切口去重，使所述同步电机转子重心落在所述转子轴的轴线上，从而满足动平衡要求。

进一步地，所述后端轴的前阶梯轴后端面以及所述后平衡端板的对应位置上设有若干螺纹孔，所述螺纹孔上设置有螺栓。

采用上述永磁同步电机转子具有以下优点：

本发明提供的永磁同步电机转子通过对转子轴中空结构设计，降低了转子的重量，工作耗能更低，同时减少了材料使用量，降低了生产成本；通过前后平衡板固定转子铁芯的结构，使转子的稳固性增强；通过上述键槽的特定设计，使转子铁芯可以实现直极或者斜极安装；通过对同步电机转子进行去重处理，提高了转子转动的稳定性，减少了由于重心不稳带来的振动。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明一个实施例中永磁同步电机转子的结构示意图；

图2示出了本发明一个实施例中转子轴的结构示意图；

图3示出了本发明一个实施例中转子轴的右视图；

图4示出了本发明一个实施例中转子铁芯的正视图。

图中附图标记含义如下：1、转子轴，2、螺栓，3、后平衡端板，4、转子铁芯，5、前平衡端板，6、前端轴，7、后端轴，8、螺纹孔，9、铁芯键槽，10、前阶梯轴，11、键。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好地描述本发明的结构，规定说明书附图1和附图2的左端为前端，右端为后端，但这种规定并不会构成对本发明保护范围的限定，特此说明。

如图1所示，本发明一个实施例提出了一种永磁同步电机转子，该同步电机转子包括：转子轴1、前平衡端板5、转子铁芯4和后平衡端板3。

其中，转子轴1包括前端轴6和后端轴7，为了旋转支撑的需要，优选地，将前端轴6和后端轴7设为阶梯轴；当然前端轴6和后端轴7不仅仅局限于为阶梯轴。

转子轴1的中间半径最大的区段外套设有转子铁芯4，为了将转子铁芯4紧固且平衡地固定在转子轴1上，本实施例提供了如下的结构：

参见图1或图2，将前平衡端板5和转子铁芯4以及后平衡端板3依次套设在后端轴7的直径最大的前段，为此在后端轴7的前端设有凸缘，前平衡端板5套装在后端轴7上，且与凸缘的后侧面相抵接，转子铁芯4紧邻前平衡端板5套装在后端轴7上，转子铁芯4可为一个或多个，转子铁芯4的个数可根据实际情况进行调整，转子铁芯4过盈固定在后端轴7上，后平衡端板3紧邻转子铁芯4套装在后端轴7上，且后平衡端板3前端面与后端轴7抵接，并通过螺纹固定在后端轴7上，当然后平衡端板3与后端轴7也可以采用铆接等其他固定方式，使得转子铁芯4通过前平衡端板5和后平衡端板3紧固在转子轴1上。

本发明中凸缘的设置防止前平衡端板5和转子铁芯4脱落，后平衡端板3套设并通过螺栓2固定在转子轴1上，通过凸缘和后平衡端板3的设置，使前平衡端板5和转子铁芯4牢固固定在转子轴上。本实施例公开的电机转子结构能够提高转子铁芯4固定的稳定性，且容易加工，便于实现。

在一个实施例中，如图2所示，前端轴6和后端轴7为中空结构，前端轴6和后端轴7通过激光焊接固定。

通过前端轴6和后端轴7中空结构的设计，降低了转子的重量，使电机运行更加平稳，工作耗能更低，同时减少了材料使用量，降低了电机的生产成本。当然，也可只对后端轴7或前端轴6进行中空结构加工设计，此设计也在本发明的保护范围内。

在一个实施例中，转子铁芯4与后端轴7之间过盈配合，前平衡端板5和后平衡端板3与后端轴7之间过渡配合。采用油压机冷压或者加热(加热温度为120℃)的方式将转子铁芯4锻压装配到转子轴1上，进而实现过盈装配。

在一个实施例中，中空结构通过旋锻和/或钻孔加工得到。前端轴6和后端轴7中的中空结构可分别通过旋锻或钻孔方式加工得到，也可都通过旋锻或钻孔的一种方式加工得到。

在一个实施例中，中空结构的形状为如下的任一种或几种组合：圆柱、圆台和圆锥。如图2所示，中空结构的形状为圆柱、圆台和圆锥的组合。中空结构的形状可为其他形状的组合，不仅仅局限于圆柱、圆台和圆锥，中空结构也可为其他单一形状。

在一个优选实施例中，前平衡端板5、后平衡端板3和转子铁芯4的直径相同。前平衡端板5、后平衡端板3和转子铁芯4的直径相同的设置，可以对转子铁芯4起到保护作用，防止转子铁芯4两端发生物理损伤。

在一个优选实施例中，前平衡端板5、后平衡端板3在转子总成安装完成后，可通过钻削的方式在前平衡端板5、后平衡端板3上去重以达到让转子总成满足动平衡要求的目的。

在一个实施例中，如图3所示，后端轴7的前阶梯轴10上设有若干铁芯键槽9，铁芯键槽9贯穿整个前阶梯轴10，如图4所示，转子铁芯4内壁上设有一个与铁芯键槽9配合的键11，使转子铁芯4实现直极或斜极安装。

在一个实施例中，部分铁芯键槽9大小不同于其他铁芯键槽9，各铁芯键槽9非均匀设置。以图3所示为例，铁芯键槽9设有4个，其中一个铁芯键槽9的尺寸大于其他三个铁芯键槽9，优选地，为了使得后端轴7本身达到动平衡，较大的铁芯键槽9与其中一个较小的铁芯键槽9沿转子轴圆的直径方向对称设置，另外两个较小的铁芯键槽9向对称设置的较小的铁芯键槽9的偏移。

转子铁芯4上的键11刚好能与三个小的铁芯键槽9配合，每个转子铁芯的键11按照一定的排列方式与三个小的铁芯键槽9配合，实现转子铁芯4和转子轴1在安装时能达到斜极或直极安装的效果。铁芯键槽9也可为其他个数，无论为多少个数，都要保证转子铁芯4和转子轴1安装时能达到斜极或直极安装的效果。

下面以图3、4的转子铁芯4和转子轴1为例简述直极或斜极的安装实现过程，其中转子铁芯的键11的尺寸和三个小的铁芯键槽9适配。直极安装方式为：选择整体式转子铁芯4或者分段式转子铁芯4，将所述转子铁芯的键11与同一个铁芯键槽9配合，从而将转子铁芯4以同一位置或同一方向安装到后端轴7上。斜极安装方式为：选择分段式转子铁芯4，将转子铁芯的键11依次并循环安装到3个相同大小铁芯键槽9内，从而实现斜极式的安装。

在一个实施例中，为了使同步电机转子实现动平衡，在同步电机转子装配好后，进行平衡测试，然后通过去重处理的方式实现动平衡。在转子铁芯外圆靠近旋变侧任意方向位置，激光打刻5x10mm面积的标记，用于动平衡设备的识别。前平衡端板5和/或后平衡端板3设置钻孔或切口去重，转孔或切口通过钻削的方式获得，去重的目的是使同步电机转子重心落在转子轴1的轴线上，从而满足动平衡要求。

在一个实施例中，后端轴7的前阶梯轴10后端面以及后平衡端板3的对应位置上设有若干螺纹孔8，螺纹孔8上设置有螺栓2。通过螺栓2和螺纹孔8把后端轴7牢固地固定在转子轴1上。螺纹孔8均匀设置，且为毫米级螺纹孔8，数量可以设置为大于6个，优选为8个。螺纹孔8的数量可根据实际需要进行调整，螺纹孔8的型号为M5螺纹孔(螺纹孔直径为5mm)，螺栓2可选用型号为M5×16螺栓(螺栓直径为5mm，长度为16mm)，螺纹孔8和螺栓2也可为其他型号，螺栓2的拧紧力矩为6.5Nm。

综上所述，本发明公开一种永磁同步电机转子，该同步电机转子包括：转子轴、前平衡端板、转子铁芯和后平衡端板；转子轴包括前端轴和后端轴，且前端轴和后端轴均为阶梯轴；后端轴的前端设有凸缘，前平衡端板套装在后端轴上，且与凸缘的后侧面相抵接，转子铁芯紧邻前平衡端板套装在后端轴上，后平衡端板紧邻转子铁芯套装在后端轴上，且后平衡端板前端面与后端轴抵接，并通过螺栓固定在后端轴上，使得转子铁芯通过前平衡端板和后平衡端板紧固在转子轴上。本发明提供的永磁同步电机转子通过对转子轴中空结构设计，降低了转子的重量，工作耗能更低，同时减少了材料使用量，降低了生产成本；通过前后平衡板固定转子铁芯的结构，使转子的稳固性增强；通过上述键槽的特定设计，使转子铁芯可以实现直极或者斜极安装；通过对同步电机转子进行去重处理，提高了转子转动的稳定性，减少了由于重心不稳带来的振动。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化、替换或改进，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机转子，其特征在于，所述同步电机转子包括：转子轴、前平衡端板、转子铁芯和后平衡端板；

所述转子轴包括前端轴和后端轴，且所述前端轴和所述后端轴可设为阶梯轴；

所述后端轴的前端设有凸缘，所述前平衡端板套装在所述后端轴上，且与所述凸缘的后侧面相抵接，所述转子铁芯紧邻所述前平衡端板套装在所述后端轴上，所述后平衡端板紧邻所述转子铁芯套装在所述后端轴上，且所述后平衡端板前端面与所述后端轴抵接，并固定在所述后端轴上，使得所述转子铁芯通过前平衡端板和后平衡端板紧固在所述转子轴上。

2.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述前端轴和所述后端轴为中空结构，所述前端轴和所述后端轴通过激光焊接固定。

3.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述转子铁芯与所述后端轴之间过盈配合，所述前平衡端板和所述后平衡端板与所述后端轴之间过渡配合。

4.根据权利要求2所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述中空结构通过旋锻和/或钻孔加工得到。

5.根据权利要求2或4任一项所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述中空结构的形状为如下的任一种或几种组合：圆柱、圆台和圆锥。

6.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述前平衡端板、所述后平衡端板和所述转子铁芯的直径相同。

7.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述后端轴的前阶梯轴上设有若干铁芯键槽，所述铁芯键槽贯穿整个所述前阶梯轴，所述转子铁芯内壁上设有一个与所述铁芯键槽配合的键，使所述转子铁芯实现直极或斜极安装。

8.根据权利要求7所述的永磁同步电机转子，其特征在于，部分所述铁芯键槽大小不同于其他所述铁芯键槽，各所述铁芯键槽非均匀设置。

9.根据权利要求7所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述前平衡端板和/或后平衡端板设置钻孔或切口去重，使所述同步电机转子重心落在所述转子轴的轴线上，从而满足动平衡要求。

10.根据权利要求1所述的永磁同步电机转子，其特征在于，所述后端轴的前阶梯轴后端面以及所述后平衡端板的对应位置上设有若干螺纹孔，所述螺纹孔上设置有螺栓。

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