转子及具有该转子的电机和电子泵的制作方法

1.本实用新型涉及电子泵的技术领域，具体地是转子及具有该转子的电机和电子泵。


背景技术：

2.电子泵主要为汽车的润滑系统和冷却系统提供动力源，其工作时，需要电机驱动，由于电子泵的电机转矩较小，齿槽转矩和转矩波动引起的速度波动、电机振动和噪声会更加明显，为了降低电子泵电机齿槽转矩和转矩波动，削弱反电动势谐波含量，行业内大多采取转子不均匀气隙或斜极的方法来降低齿槽转矩和转矩波动，如图4所示的不均匀气隙转子结构，转子本体外周面为多个凸起3-1相互衔接而成，相邻两个凸起3-1之间的衔接处则形成凹槽31-1，使得转子外周面形成起伏状曲面，因此产生了不均匀气隙，又如图5所示的斜极转子结构，转子轴向分为多个转子段2-1，相邻转子段2-1之间依次错开一定的角度，从而产生斜极结构，但是上述两种转子在使用时，其减小齿槽转矩和转矩波动的程度有限，无法满足更高的性能要求。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的第一个技术问题是，提供一种转子，其同时采用斜极和不均匀气隙结构，能更大程度减小齿槽转矩和转矩波动，从而降低齿槽振动和噪声。
4.为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种转子包括轴和套设于轴上的转子组件，所述转子组件包括至少两个所述转子段，所有所述转子段沿着轴的轴线方向依次叠设于所述轴上，每个所述转子段的外周壁上均周向地设有若干凸起，每个所述转子段上均设有若干对轴向贯穿的定位孔，若干对所述定位孔以所述轴为中心呈周向均匀分布，且每对所述定位孔中的两个所述定位孔中亦呈周向均匀分布，任意两个相邻所述转子段之间均旋转偏移。
5.采用以上结构后，本实用新型的转子与现有技术相比具有以下优点：现有技术中为了降低齿槽转矩和转矩波动，削弱反电动势谐波含量，通常采用斜极或不均匀气隙的转子结构，而本实用新型中，转子组件由两个以上转子段叠设而成，且转子段依次绕轴同向偏移一个角度，形成多段转子斜极结构，而每个转子段的外周壁上均周向地设有若干凸起，使得转子段的外周壁形成凹凸不平表面，形成转子组件不均匀气隙，即同时采用斜极和不均匀气隙的转子结构，相比采用单一的结构，本实用新型能进一步降低齿槽转矩和转矩波动；另外，现有技术中的斜极转子结构通常需要开几副不同模具，以产生定位点不同的铁芯，然后各个铁芯通过键连接方式固定于转轴上以实现斜极，但是本实用新型则只需开一副铁芯模具，即转子段结构相同，从而节约了制造成本。
6.优选地，每个所述转子段均包括铁芯和若干个磁钢，每个所述铁芯上均开有若干个磁体槽，若干个所述磁体槽周向均匀分布在铁芯的外沿处，若干个所述磁钢一一对应地设置在若干个磁体槽内，使得所述铁芯上的所述磁钢均匀分布，实现转子动平衡。
7.优选地，所述定位孔的形状为圆形、正四边形、正五边形或正六边形，形成多样定位，适用于不同工况。
8.优选地，每个所述转子段上均设有至少一对减重孔，每对所述减重孔中的两个所述减重孔均呈周向均匀分布，所述减重孔可以和所述定位孔间隔分布，使得转子的质心和几何中心重合，实现转子动平衡。
9.优选地，所述减重孔数量为两对，即四个所述减重孔周向均匀分布，实现转子最佳动平衡。
10.优选地，所述轴的头部的周壁上开设有一对定位缺口，所述轴的头部的剩余两段周壁分别朝向邻近转子段其中一对所述定位孔中的两个所述定位孔，所述定位缺口和所述定位孔配合以满足轴的特定定位需求，如磁钢充磁需求。
11.优选地，若干个所述磁体槽和若干个所述凸起所在位置一一对应，使得所述磁体槽和所述凸起在铁芯上形成规律分布，进一步实现转子动平衡。
12.优选地，所述凸起上用于构成相应转子段外周面的外表面呈圆弧面，使得转子形成规律的不均匀气隙。
13.本实用新型所要解决的第二个技术问题是，提供一种电机，包括上述的转子，使得该电机的齿槽转矩和转矩波动相比单一采用一种不均匀气隙或斜极结构的转子电机更低。
14.本实用新型所要解决的第三个技术问题是，提供一种电子泵，包括上述的电机，使得该电子泵电机能更大程度减小齿槽转矩和转矩波动，满足电子泵更高nvh要求。
附图说明
15.图1是本实用新型的转子的结构轴视图。
16.图2是本实用新型的结构正视图。
17.图3是本实用新型的结构侧视图。
18.图4是现有技术中转子的结构示意图。
19.图5是现有技术中转子的结构示意图。
20.图6是方案一和方案二的齿槽转矩对比图。
21.图7是方案一和方案三的齿槽转矩对比图。
22.图8是方案一与方案二的转矩波动对比图。
23.图9是方案一与方案三的转矩波动对比图。
24.其中，1、轴；2、转子段；21、铁芯；22、磁钢；23、通孔；24、减重孔；25、定位孔；26、定位缺口；27、磁体槽；3、凸起；31、凹槽；32、外凸圆弧面；2-1、转子段；3-1、凸起；31-1、凹槽。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
26.实施例一：本实施例提供一种转子，如图1和2所示，它包括轴1和套设于轴1上的转子组件，转子组件包括至少两个转子段2，所有转子段2均开有轴向通孔，所有转子段2通过轴向通孔依次套设于轴1上，且相邻转子段2之间相互紧贴，使得所有转子段2在轴1上形成叠设状态，每个转子段2上均开有通孔23，转子段2通过通孔23套设于轴1上，使得转子组件形成多段式斜极结构。
27.如图3所示，每个转子段2的外周壁上均周向地设有若干凸起3，使得每个转子段2外周壁形成不均匀面，而相邻凸起3之间形成凹槽31，使得转子安装于定子内时，转子外周壁和定子内周壁之间形成不均匀气隙。
28.优选地，每个转子段2的周向凸起3上用于构成相应转子段外周面的外表面呈外凸圆弧面32，从转子段2端部视图看，转子段2外周壁为外凸圆弧面32依次连接，使得相邻外凸圆弧面32连接处形成凹槽31，当转子组件安装于定子内后，该凹槽31就是转子组件和定子之间规律且不均匀的气隙，
29.每个转子段2上均设有若干对轴向贯穿的定位孔25，若干个定位孔25以轴1为中心呈周向均匀分布，且每对定位孔25中的其中两个定位孔25亦呈周向均匀分布，而任意两个相邻转子段2之间均旋转偏移，也就是转子组件上的每个转子段2相对于前一个转子段2依次绕轴同向旋转偏移一个角度，使得转子组件上的所有转子段2沿轴1形成顺时针或逆时针转角均匀渐变状态，从而使得转子段2之间的凹槽31形成均匀错位，通常该角度数值取0至45度范围之间，包括45度。
30.优选地，如图1所示，转子段2数量为三个，每个转子段2上均开有轴向的通孔23，转子段2通过通孔23套设并固定于轴1上，通孔23和轴1之间为过盈配合，三个转子段2之间的旋转偏移角度依次相差一个角度。
31.每个转子段2包括铁芯21和若干个磁钢22，铁芯21上开有若干个沿铁芯21外周沿均匀分布的磁体槽27，磁钢22一一对应固定于磁体槽27内，磁钢22周向横截面形状为矩形，磁体槽27和若干个凸起3所在位置一一对应，同时磁体槽27分别和外凸圆弧面32一一对应设置，使得每个转子段2形成平衡。
32.定位孔25的形状通常为圆形，当然也可以是几何正多边形，如正四边形、正五边形或正六边形，进一步优化，多个定位孔25可同时采用其中一种或多种组合形状，举例如两个定位孔25，一个采用圆形，另一个采用正四边形，或者两个都采用圆形，或者一个采用正四边形，另一个采用正六边形，定位孔25形状可根据实际工况进行灵活调整。
33.每个转子段2上均开有至少一对减重孔24，每对减重孔24中的两个减重孔24均呈周向均匀分布，该两个减重孔24可以和定位孔25间隔且同时周向均匀分布，另外，减重孔24数量、形状及大小可以和定位孔25相同，也可以不同。
34.优选地，如图3所示，每个转子段2上的定位孔25数量为一对，每对定位孔25数量为两个，分别与轴1的头部的剩余两段周壁同侧，减重孔24数量为两对，每对减重孔24数量为两个，即减重孔24数量为四个，分别和两个定位孔25处于同周向均匀排布
35.轴1的头部的周壁上设有一对定位缺口26，使得轴1该端的头部剩余两段周壁，剩余的两段周壁分别和其中一对定位孔25中的两个定位孔25对齐，定位缺口26和该两个定位孔25配合以便磁钢22充磁或其他定位需求。
36.通过比较斜极且不均匀气隙、仅斜极和仅不均匀气隙(以下分别简称方案一、方案二和方案三)的齿槽转矩仿真值对比图，如图6和7所示，方案一的齿槽转矩为8.9mnm，方案二的齿槽转矩为22mnm，方案三的齿槽转矩为246mnm，从齿槽转矩对比结果看方案一比方案二降低了59.5％，方案一比方案三降低了96.4％。方案一比方案二和方案三更有效降低了齿槽转矩。
37.如图8和9所示，方案一、方案二和方案三的转矩波动仿真值对比图，方案一转矩波
动为57mnm，方案二转矩波动为89mnm方案三转矩波动为233mnm。从转矩波动对比结果看方案一比方案二降低了35.9％，方案一比方案三降低了75.5％。方案一比方案二和方案三更有效降低了转矩波动。
38.综上所述，从图6至9的对比结果可以看出本实用新型的设计方案比市面上的那两种单一方法更能有效减少齿槽转矩和转矩波动。
39.实施例二：本实施例提供一种电机，它包括实施例一中的转子。
40.实施例三：本实施例提供一种电子泵，它包括实施例二中的电机。
41.以上就本实用新型较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本实用新型不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本实用新型独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本实用新型的保护范围内。