一種塑封EPS無刷電機轉子結構的製作方法

2023-09-23 22:19:20

本發明專利涉及無刷電機設計領域，尤其是涉及一種EPS無刷電機轉子設計領域。

背景技術：

無刷電機和有刷電機相比有較大優勢，如無換向幹擾、不用更換碳刷、無碳粉沉積、壽命長等等，並隨著無刷電機控制技術逐漸成熟和成本逐漸降低，無刷電機在電動助力轉向即EPS系統中應用越來越廣泛，有逐步取代有刷電機的趨勢。傳統的EPS無刷電機轉子特別是表貼式磁鋼結構靠近轉子表面的位置漏磁比較大，降低了電機效率，並且表貼式磁鋼結構外面套有很薄的非導磁金屬外筒，這種結構可靠性不高，金屬外筒加工難度較大並且很難做到厚薄完全一致，在高轉速時金屬外筒厚薄不一致導致變形量也不同，嚴重時會導致局部磁鋼突出而電機掃膛，最後整個EPS系統失效。

技術實現要素：

針對以上問題，本發明提供了一種塑封EPS無刷電機轉子結構，可以有效解決背景技術中的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種塑封EPS無刷電機轉子結構，包括塑封層、表貼磁鋼、轉子鐵芯、轉軸，所述轉子鐵芯套在轉軸上，所述表貼磁鋼貼在轉子鐵芯表面，所述塑封層包裹整個轉子鐵芯，所述轉子鐵芯表面開有與表貼磁鋼數量相等的多個向轉子鐵芯中心延伸的附加槽，附加槽阻斷轉子鐵芯表貼磁鋼相互連接處的漏磁通路。附加槽切斷了轉子磁鋼大部分的漏磁通路，迫使轉子的磁通直接通過氣隙與定子繞組匝鏈， EPS無刷電機的漏磁通轉化為主磁通，提高了EPS無刷電機效率。

進一步，所述轉子鐵芯表面在附加槽槽口兩側均具有定位突起，表貼磁鋼貼在兩個定位突起之間。

進一步，所述塑封層填充附加槽並包裹固定表貼磁鋼。

進一步，附加槽包括槽口段和槽段，槽段的寬度W大於槽口段的寬度w。

進一步，附加槽均勻分布在轉子鐵芯）表面，附加槽底至轉子鐵芯外圓的距離H與轉子外徑D的比值為0.08-0.11，槽段高h與附加槽底至轉子鐵芯外圓的距離H的比值為0.25-0.3，附加槽槽口段寬w與附加槽槽段高h的比值為1.1-1.3，槽口段寬w與槽段最寬處W的比值為0.4-0.5。

進一步，槽段邊和槽底夾角A為55°-65°。

進一步，所述轉子鐵芯內部開有多個減少整個轉子的轉動慣量的圓孔，圓孔的數量和電機極數相同，圓孔均勻分布在轉子鐵芯內部，圓孔的直徑d與轉子外徑D的比值為0.07-0.08。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：本發明提供了一種塑封EPS無刷電機轉子結構。這種結構的附加槽阻斷EPS無刷電機轉子磁鋼漏磁通路，提高了電機的主磁通和電機運行效率。特殊形狀的附加槽保證了塑封材料的附著力使電機轉子具有很高的機械強度，可以使電機工作在高轉速狀態，和強衝擊震動工作環境。同時這種鐵芯內部的圓孔降低了轉子的轉動慣量。

附圖說明

圖1是本發明整體結構平面示意圖；

圖2是本發明附加槽放大示意圖

圖中：1-塑封層；2-表貼磁鋼；3-轉子鐵芯；3-1-附加槽；3-1-1-槽口段；3-1-2-槽段；3-3-圓孔；4-轉軸；D-轉子外徑；d-圓孔直徑；H-附加槽底至轉子外圓距離；h-槽段高；W-槽段寬；w-槽口段寬；A-槽段邊和槽底夾角。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

請參閱圖1和圖2，本發明提供一種技術方案：一種塑封EPS無刷電機轉子結構，包括塑封層1、表貼磁鋼2、轉子鐵芯3、轉軸4，所述轉子鐵芯3套在轉軸4上，所述表貼磁鋼2貼在轉子鐵芯3表面，所述塑封層1包裹整個轉子鐵芯3，其特徵在於：所述轉子鐵芯3表面開有與表貼磁鋼2數量相等的多個向轉子鐵芯3中心延伸的附加槽3-1，附加槽3-1阻斷轉子鐵芯3表貼磁鋼2相互連接處的漏磁通路。塑封模具的外圓和轉子內圓相同並且同心，塑封材料灌入並充滿附加槽3-1和表貼磁鋼2的空隙，固定表貼磁鋼2並提高轉子的機械強度。整體塑封可以使電機運行在較高轉速。同時整體塑封可以使電機工作在強衝擊震動環境，塑封層1採用非導磁材料。

所述轉子鐵芯3表面在附加槽3-1槽口兩側均具有定位突起3-2，表貼磁鋼2貼在兩個定位突起之間。使得表貼磁鋼2貼合牢固，不會產生轉動移位，電機穩定性高。

所述塑封層1填充附加槽3-1並包裹固定表貼磁鋼2。保證塑封效果，牢固。

附加槽3-1包括槽口段3-1-1和槽段3-1-2，槽段3-1-2的寬度W大於槽口段3-1-1的寬度w。

為了更好的的降低轉子表面的漏磁能和保證塑封材料順利灌入附加槽3-1並且有一定的附著力，附加槽3-1的理想形狀和尺寸如下：附加槽3-1均勻分布在轉子鐵芯3表面，附加槽底至轉子鐵芯3外圓的距離H與轉子外徑D的比值為0.08-0.11，槽段3-1-2高h與附加槽底至轉子鐵芯3外圓的距離H的比值為0.25-0.3，附加槽3-1槽口段3-1-1寬w與附加槽3-1槽段3-1-2高h的比值為1.1-1.3，槽口段3-1-1寬w與槽段3-1-2最寬處W的比值為0.4-0.5。槽段3-1-2邊和槽底夾角A為55°-65°。

所述轉子鐵芯3內部開有多個減少整個轉子的轉動慣量的圓孔3-3，圓孔3-3的數量和電機極數相同，圓孔3-3均勻分布在轉子鐵芯3內部，圓孔3-3的直徑d與轉子外徑D的比值為0.07-0.08。圓孔3-3降低了轉子的轉動慣量。

實施例：

一種塑封EPS無刷電機轉子結構的電機，額定電壓12V,額定電流80A,額定轉速830rpm, 額定轉矩為4N/m,轉子外徑39.5mm, 開孔直徑為3mm, 附加槽底至轉子外圓距離為3.8mm, 槽段高為1mm, 槽段寬為1.2mm, 槽口段寬為0.5mm, 附加槽邊和槽底夾角為60°。本發明的塑封EPS無刷電機轉子結構的電機相比較於不設有附加槽的電機來說，降低了轉子表面52%的漏磁通、提高了1%的電機運行效率

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。