一种具有分块结构的凸极转子及其制作方法

本发明属于电机，涉及凸极转子及其制作方法，具体涉及一种具有分块结构的凸极转子及其制作方法。

背景技术：

1、随着我国工业技术的发展，以电机为主要驱动结构的行业飞速发展，电机可广泛应用于汽车、飞机等伺服执行机构中。凸极电机(例如开关磁阻电机、磁通切换电机、电励磁同步电机)相比于隐极式电机，内部存在凸极转矩，功率密度略高，备受大家关注。凸极转矩，主要是依靠凸极(d轴)与极间(q轴)磁导不同，依靠这种磁导的变化产生转矩(亦称磁阻力矩)，提升d轴导磁能力可有效提升凸极转矩，提升电机性能。

2、电机铁芯可采用取向硅钢或无取向硅钢，取向硅钢分为易磁方向(取向方向)与难磁方向(垂直于取向方向)；在易磁方向上铁损值最低、磁导率最高，其铁损仅为同牌号无取向硅钢的1/3且最大磁场强度可达到2.0t，性能明显优于无取向硅钢；但是在难磁方向上，其铁损、磁导率等性能极差，远低于无取向硅钢。由此可见，现有采用取向硅钢的电机铁芯结构无法保证电机转子轭部磁场与其取向方向的一致性，且由于电机内部磁场方向多变且动态旋转，难以与取向硅钢契合，造成取向硅钢在电机领域的应用受限制。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种具有分块结构的凸极转子及其制作方法。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、一方面，本发明提供一种具有分块结构的凸极转子，包括环形铁芯，所述环形铁芯包括沿周向排布且固定连接的多个异形铁芯，每个所述异形铁芯的齿部沿径向向外；

4、每个所述异形铁芯由多片异形基材沿径向叠压形成；所述环形铁芯的齿部固定有便于绕线的极冠块；

5、所述异形铁芯包括但不限于v形铁芯、l形铁芯中的一种。

6、具体的，多个所述v形铁芯的底部均朝向环形铁芯的圆心，相邻所述v形铁芯固定连接以形成环形铁芯。

7、具体的，两个所述l形铁芯背靠背形成一个t形铁芯，多个所述t形铁芯的底部沿径向向外、顶部沿周向排布，并固定连接形成环形铁芯。

8、具体的，相邻所述t形铁芯通过榫卯结构固定连接。

9、具体的，极冠块的材料是取向硅钢，或者无取向硅钢，所述极冠块的材料为取向硅钢时，其工艺可以采用传统轴向叠压的工艺；当极冠块为第一极冠块时，其取向方向与磁极的取向方向a向存在夹角，其夹角范围小于45°；当极冠块为第二极冠块时，其取向方向与磁极的取向方向a向相同。

10、具体的，所述极冠块包括位于环形铁芯的齿部两侧、且沿轴向固定的第一极冠块。

11、具体的，所述环形铁芯的齿部的两侧、且沿轴向分别设有用于固定第一极冠块的至少一个槽。

12、具体的，所述槽包括但不限于燕尾槽、矩形槽中的一种。

13、具体的，环形铁芯的齿部两侧的第一极冠块在拼接时采取多个槽的分布式接口，可防止应力集中。

14、具体的，所述极冠块包括位于环形铁芯的齿部顶端、沿周向设置的第二极冠块。

15、具体的，所述第二极冠块与环形铁芯的齿部顶端通过轴向设置的榫卯结构固定连接。

16、具体的，第二极冠块因质量过大，而增大拼接处的受力，机械强度有所下降，安装第二极冠块的凸极转子只能适用于中低速的电机领域。

17、另一方面，本发明一种具有分块结构的凸极转子的制作方法，其特征在于，具体方法如下：

18、步骤1、将片状取向硅钢裁剪成片状基材；

19、步骤2、将多片裁剪好的片状基材堆叠多层并固定；

20、步骤3、将固定好的基材卷绕形成异形铁芯，对得到的异形铁芯进行表面处理便于后续拼接；

21、步骤4、制作多个异形铁芯，然后将多个异形铁芯的齿部沿径向向外、轭部沿周向排布，并固定连接形成环形铁芯；

22、步骤5、制作多个与异形铁芯的齿部相匹配的极冠块；

23、步骤6、将极冠块与异形铁芯的齿部连接固定就形成凸极转子。

24、具体的，所述片状基材之间采用粘接或者焊接进行固定。

25、与现有技术相比，本发明提供的技术方案包括以下有益效果：本发明采用取向硅钢制作电机凸极转子，可以解决现有凸极电机轭部取向方向与磁场方向不同的技术瓶颈，同时极冠采用拼接的方式可以降低绕线工艺难度，提升槽满率。

技术特征：

1.一种具有分块结构的凸极转子，其特征在于，包括环形铁芯，所述环形铁芯包括沿周向排布且固定连接的多个异形铁芯，每个所述异形铁芯的齿部沿径向向外；

2.根据权利要求1所述具有分块结构的凸极转子，其特征在于，多个所述v形铁芯(2)的底部均朝向环形铁芯的圆心，相邻所述v形铁芯(2)固定连接以形成环形铁芯。

3.根据权利要求1所述具有分块结构的凸极转子，其特征在于，两个所述l形铁芯(1)背靠背形成一个t形铁芯(11)，多个所述t形铁芯(11)的底部沿径向向外、顶部沿周向排布，并固定连接形成环形铁芯。

4.根据权利要求3所述具有分块结构的凸极转子，其特征在于，相邻所述t形铁芯(11)通过榫卯结构固定连接。

5.根据权利要求1所述具有分块结构的凸极转子，其特征在于，所述极冠块包括位于环形铁芯的齿部两侧、且沿轴向固定的第一极冠块(31)。

6.根据权利要求5所述具有分块结构的凸极转子，其特征在于，所述环形铁芯的齿部的两侧、且沿轴向分别设有用于固定第一极冠块(31)的至少一个槽。

7.根据权利要求1所述具有分块结构的凸极转子，其特征在于，所述极冠块包括位于环形铁芯的齿部顶端、沿周向设置的第二极冠块(32)。

8.根据权利要求7所述具有分块结构的凸极转子，其特征在于，所述第二极冠块(32)与环形铁芯的齿部顶端通过轴向设置的榫卯结构固定连接。

9.一种基于权利要求1-8任一所述具有分块结构的凸极转子的制作方法，其特征在于，具体方法如下：

10.根据权利要求9所述具有分块结构的凸极转子的制作方法，其特征在于，所述片状基材之间采用粘接或者焊接进行固定。

技术总结本发明属于电机技术领域，涉及凸极转子及其制作方法，具体涉及一种具有分块结构的凸极转子及其制作方法。本发明采用取向硅钢制作电机凸极转子，可以解决现有凸极电机轭部取向方向与磁场方向不同的技术瓶颈，同时极冠快采用拼接的方式可以降低绕线工艺难度，提升槽满率。采用了不同形状的异形铁芯，通过径向叠压设置的片状异形基材，使取向方向与磁场方向一致；采用了两种极冠块的安装方式，解决了凸极转子齿部应力集中的问题，使凸极电机适用于不同的领域；而且，在安装绕组时，极冠块的安装方式方便了凸极转子的绕线。技术研发人员：庞基,赵兵健,杨剑威,周飞航,张维谊,汪友明受保护的技术使用者：西安邮电大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25