CN216290382U - 电机转子和自起动同步磁阻电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电机转子和自起动同步磁阻电机。该电机转子包括转子铁芯(1)，转子铁芯(1)上设置有填充槽和狭缝槽(2)，填充槽包括在d轴和q轴之间靠近d轴设置的d轴填充槽(3)，转子铁芯(1)的两端设置有端环(7)，端环(7)覆盖d轴填充槽(3)所在区域，并避让狭缝槽(2)所在区域。根据本申请的电机转子，能够有效解决转子上流通孔面积小，电机散热性能差的问题。

Description

电机转子和自起动同步磁阻电机

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体涉及一种电机转子和自起动同步磁阻电机。

背景技术

自起动同步磁阻电机在同步磁阻电机的基础上，结合了异步电机的优点，通过转子导条产生的异步转矩实现自起动，不需要变频器驱动。与异步电机相比，电机可实现恒速运行，转子损耗低，同步运行时效率提升；与异步起动永磁同步电机相比，电机不使用永磁材料，成本低，且不存在永磁体退磁风险。但是在两级自起动同步磁阻电机中，通常存在转子上流通孔面积不够大，电机散热性能较差的问题。

实用新型内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种电机转子和自起动同步磁阻电机，能够有效解决转子上流通孔面积小，电机散热性能差的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种电机转子，包括转子铁芯，转子铁芯上设置有填充槽和狭缝槽，填充槽包括在d轴和q轴之间靠近d轴设置的d轴填充槽，转子铁芯的两端设置有端环，端环覆盖d轴填充槽所在区域，并避让狭缝槽所在区域。

优选地，沿q轴方向，狭缝槽位于d轴填充槽的外侧。

优选地，d轴填充槽设置在d轴的两侧，并且关于q轴对称。

优选地，在q轴一侧的转子轴孔与转子外圆之间，d轴填充槽沿d轴方向布置n层，每层放置m个d轴填充槽，n≥2，m≥2。

优选地，d轴填充槽呈长条形。

优选地，沿着远离转子轴孔的方向，d轴填充槽在q轴方向上的宽度递增。

优选地，转子铁芯上还设置有q轴填充槽，q轴填充槽位于q轴上，狭缝槽位于q轴填充槽的两侧；和/或，转子铁芯上还设置有q轴填充槽，q轴填充槽位于q轴上，q轴填充槽位于沿q轴方向上的最外层狭缝槽与转子外圆之间。

优选地，狭缝槽位于q轴填充槽的两侧，且q轴填充槽与相应的狭缝槽同层设置时，同层的狭缝槽与q轴填充槽之间设置有分割筋。

优选地，分割筋沿d轴方向的宽度为t，0.5*σ≤t≤1.5σ，其中σ为定子和转子之间的气隙宽度。

优选地，q轴填充槽位于沿q轴方向上的最外层狭缝槽与转子外圆之间时，在最外层狭缝槽与转子外圆之间的q轴填充槽布置至少一层，q轴填充槽呈圆形、椭圆形或矩形。

优选地，狭缝槽呈U形或一字形，狭缝槽包括直线段和/或弧线段。

优选地，所有的填充槽填充导电不导磁材料，并通过端环短路连接，形成鼠笼结构。

优选地，未经端环覆盖的狭缝槽的总面积占填充槽和狭缝槽的总面积的50％～80％。

优选地，转子轴孔为圆形、椭圆形或多边形。

优选地，位于同一层的狭缝槽为整槽结构。

根据本申请的另一方面，提供了一种自起动同步磁阻电机，包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。

本申请提供的电机转子，包括转子铁芯，转子铁芯上设置有填充槽和狭缝槽，填充槽包括在d轴和q轴之间靠近d轴设置的d轴填充槽，转子铁芯的两端设置有端环，端环覆盖填充槽所在区域，并避让狭缝槽所在区域。该电机转子的端环仅覆盖在填充槽位置上，并且避让开狭缝槽，在保证鼠笼结构的有效性的同时，将狭缝槽区域留出用作流通孔，从而能够充分利用到转子空间，同时极大转子流通孔的面积，对电机转子形成有效散热。

附图说明

图1为本申请一个实施例的电机转子去掉端环的结构示意图；

图2为本申请一个实施例的电机转子的结构示意图；

图3为本申请一个实施例的电机转子去掉端环的结构示意图；

图4为本申请一个实施例的电机转子的结构示意图。

附图标记表示为：

1、转子铁芯；2、狭缝槽；3、d轴填充槽；4、q轴填充槽；5、分割筋；6、转子轴孔；7、端环。

具体实施方式

结合参见图1至图4所示，根据本申请的实施例，电机转子包括转子铁芯1，转子铁芯1上设置有填充槽和狭缝槽2，填充槽包括在d轴和q轴之间靠近d轴设置的d轴填充槽3，转子铁芯1的两端设置有端环7，端环7覆盖d轴填充槽3所在区域，并避让狭缝槽2所在区域。

该电机转子的端环7仅覆盖在填充槽位置上，并且避让开狭缝槽2，在保证鼠笼结构的有效性的同时，将狭缝槽2所在区域留出用作流通孔，从而能够充分利用到转子空间，同时极大转子流通孔的面积，对电机转子形成有效散热。

在一个实施例中，沿q轴方向，狭缝槽2位于d轴填充槽3的外侧。在本实施例中，将d轴填充槽3布置在d轴的两侧，将狭缝槽2布置在d轴填充槽3远离d轴的一侧，能够减少转子铁芯1上填充槽和狭缝槽2的空间竞争问题，达到提高转子空间利用率的目的，可充分利用到转子两侧的d轴空间位置，同时在转子q轴方向的区域布置狭缝槽2，使得填充槽让开狭缝槽2两端靠近转子外圆的位置，使得狭缝槽2可以延伸至转子外圆处，因此可以增大狭缝槽2的布置空间，提高电机转子的凸极比。

由于位于q轴两侧的d轴填充槽之间为转子铁芯1的实体结构，并未设置狭缝槽2，因此可以使得d轴与狭缝槽之间具有足够的空间，设置足够的d轴填充槽，保证电机的起动能力。

在一个实施例中，d轴填充槽3设置在d轴的两侧，并且关于q轴对称。

在一个实施例中，在q轴一侧的转子轴孔6与转子外圆之间，d轴填充槽3沿d轴方向布置n层，每层放置m个d轴填充槽3，n≥2，m≥2，即位于转子两侧的d轴填充槽3的数量为2mn≥8；如此设计，为了充分利用转子d轴方向的空间，同时尽量增加填充槽数量，提升转子的铸铝量，从而保证电机具有一定的负载起动能力。

在一个实施例中，d轴填充槽3呈长条形。每个d轴填充槽的形状不限于由直线或者弧线构成的类似矩形结构或者类似圆形结构，较优地选择为类似矩形结构；由于d轴填充槽3仅布置在转子两侧的d轴位置，布置空间狭小，选择将其设计成类似矩形结构，更能够提高空间的利用率。

在一个实施例中，沿着远离转子轴孔6的方向，d轴填充槽3在q轴方向上的宽度递增。在本实施例中，狭缝槽2远离q轴的一端向着远离d轴的方向弯折，使得该区域具有更大的空间可以利用，因此，在沿着远离转子轴孔的方向，将d轴填充槽3设置为在q轴方向上的宽度递增，能够更加充分地利用该位置的空间，增大填充槽面积，提高电机自起动能力。

在一个实施例中，转子铁芯1上还设置有q轴填充槽4，q轴填充槽4位于q轴上，狭缝槽2位于q轴填充槽4的两侧，转子铁芯1上还设置有q轴填充槽4，q轴填充槽4位于q轴上，q轴填充槽4位于沿q轴方向上的最外层狭缝槽2与转子外圆之间。

在本实施例中，与狭缝槽2同层设置的q轴填充槽4为非独立填充槽，位于狭缝槽2的外侧的q轴填充槽4为独立填充槽。

狭缝槽2位于q轴填充槽4的两侧，且q轴填充槽4与相应的狭缝槽2同层设置时，同层的狭缝槽2与q轴填充槽4之间设置有分割筋5。此处设计分割筋5，目的在于将q轴填充槽4设计成独立的个体，防止导电不导磁材料渗透到狭缝槽2内，并且还能加强转子结构强度。

对于本实施例的电机转子而言，由于d轴和q轴上分别设置有填充槽，因此可以将端环7设置成十字形，从而方便铸铝过程。

在一个实施例中，转子铁芯1上仅设置d轴填充槽3，不设置q轴填充槽，因此同层的狭缝槽2可以设置为整槽结构，从q轴一侧的转子外圆延伸至q轴另一侧的转子外圆处，从而形成更大面积的狭缝槽2，进一步增强电机凸极比。

在本实施例中，由于仅在d轴两侧设置d轴填充槽3，因此端环7可以设计为一字形结构，使得狭缝槽2具有更大的流通面积，进一步提高电机的散热能力。

在一个实施例中，分割筋5沿d轴方向的宽度为t，0.5*σ≤t≤1.5σ，其中σ为定子和转子之间的气隙宽度。限定分割筋5的宽度，可以保证转子的结构强度，同时不至于使凸极比降低。

在一个实施例中，q轴填充槽4位于沿q轴方向上的最外层狭缝槽2与转子外圆之间时，在最外层狭缝槽2与转子外圆之间的q轴填充槽4布置至少一层，q轴填充槽4呈圆形、椭圆形或矩形。

在一个实施例中，狭缝槽2呈U形或一字形，狭缝槽2包括直线段和/或弧线段。优选地，狭缝槽2呈U形或者类U形结构，将狭缝槽2设计成类似U形结构，可以增大d、q轴磁阻差值，从而更充分地利用磁阻转矩。

当狭缝槽2设置为U形或者类U形结构时，在远离转子轴孔6的最外层狭缝槽2到转子外圆之间布置至少一层独立的q轴填充槽4，该独立的q轴填充槽4形状不限于类似矩形或者类似圆形结构，较优地设计为类似矩形结构；由于狭缝槽2选择设计成类似U形结构，在最外层狭缝槽2和转子外圆之间存在空白区域，可在该区域布置填充槽，用来加强电机的起动能力。

在一个实施例中，所有的填充槽填充导电不导磁材料，并通过端环7短路连接，形成鼠笼结构。导电不导磁材料优选地为金属铝或者其合金材料；铝的导电性能好，价格便宜，适合用于工业电机等领域。导电不导磁材料也可以采用铜等其他材料。自行短路的鼠笼结构在电机起动阶段提供异步转矩，以实现电机的自起动。

在一个实施例中，未经端环7覆盖的狭缝槽2的总面积占填充槽和狭缝槽2的总面积的50％～80％，即转子铁芯1上流通孔的总面积占转子槽总面积的50％～80％；电机流通孔直接与空气接触，该区域越大，电机的散热能力越好。

在一个实施例中，转子轴孔6为圆形、椭圆形或多边形。转子轴孔6的形状可以结合转子内部空间来选择，目的是提高转子空间利用率。

根据本申请的实施例，自起动同步磁阻电机包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (16)

1.一种电机转子，其特征在于，包括转子铁芯(1)，所述转子铁芯(1)上设置有填充槽和狭缝槽(2)，所述填充槽包括在d轴和q轴之间靠近d轴设置的d轴填充槽(3)，所述转子铁芯(1)的两端设置有端环(7)，所述端环(7)覆盖所述d轴填充槽(3)所在区域，并避让所述狭缝槽(2)所在区域。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，沿q轴方向，所述狭缝槽(2)位于所述d轴填充槽(3)的外侧。

3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述d轴填充槽(3)设置在d轴的两侧，并且关于q轴对称。

4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，在q轴一侧的转子轴孔(6)与转子外圆之间，d轴填充槽(3)沿d轴方向布置n层，每层放置m个d轴填充槽(3)，n≥2，m≥2。

5.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述d轴填充槽(3)呈长条形。

6.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，沿着远离转子轴孔(6)的方向，所述d轴填充槽(3)在q轴方向上的宽度递增。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯(1)上还设置有q轴填充槽(4)，所述q轴填充槽(4)位于q轴上，所述狭缝槽(2)位于所述q轴填充槽(4)的两侧；和/或，所述转子铁芯(1)上还设置有q轴填充槽(4)，所述q轴填充槽(4)位于q轴上，所述q轴填充槽(4)位于沿q轴方向上的最外层狭缝槽(2)与转子外圆之间。

8.根据权利要求7所述的电机转子，其特征在于，所述狭缝槽(2)位于所述q轴填充槽(4)的两侧，且所述q轴填充槽(4)与相应的所述狭缝槽(2)同层设置时，同层的所述狭缝槽(2)与所述q轴填充槽(4)之间设置有分割筋(5)。

9.根据权利要求8所述的电机转子，其特征在于，所述分割筋(5)沿d轴方向的宽度为t，0.5*σ≤t≤1.5σ，其中σ为定子和转子之间的气隙宽度。

10.根据权利要求7所述的电机转子，其特征在于，所述q轴填充槽(4)位于沿q轴方向上的最外层狭缝槽(2)与转子外圆之间时，在最外层狭缝槽(2)与转子外圆之间的所述q轴填充槽(4)布置至少一层，所述q轴填充槽(4)呈圆形、椭圆形或矩形。

11.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述狭缝槽(2)呈U形或一字形，所述狭缝槽(2)包括直线段和/或弧线段。

12.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所有的所述填充槽填充导电不导磁材料，并通过端环(7)短路连接，形成鼠笼结构。

13.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，未经所述端环(7)覆盖的所述狭缝槽(2)的总面积占所述填充槽和所述狭缝槽(2)的总面积的50％～80％。

14.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，转子轴孔(6)为圆形、椭圆形或多边形。

15.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，位于同一层的所述狭缝槽(2)为整槽结构。

16.一种自起动同步磁阻电机，包括电机转子，其特征在于，所述电机转子为权利要求1至15中任一项所述的电机转子。

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