本发明涉及转子冲片结构设计的，尤其涉及一种转子冲片及其形成的永磁同步驱动电机。
背景技术：
1、高速永磁电机在结构设计上，为了提高整机功率密度，通常需要设计较高的电磁负荷，这就导致单位体积内产生的损耗较大；而损耗决定了电机的整体效率，绝大部分损耗还要转变成热能，在高速电机转子尺寸有限且通常采用全封闭结构的情况下，尤其是在散热困难的环境中易引发定转子过热的问题，进而威胁电机的安全稳定运行。
2、现有技术中越来越多的电机采用变频器供电，以实现对电机的各种复杂控制。变频器供电条件下，输出电压不仅含有电机驱动所需要的基波电压分量，同时还含有大量的谐波分量，使得电机铁芯内磁场波形畸变严重。在电机研制过程中，要求预先计算铁耗及其具体分布情况，找出节能潜力最大的区域，通过进一步改进电机铁芯结构达到降低铁耗的目的，进而提高电机效率、降低电机温升的目的。
3、现有技术中均是通过对内层磁钢槽和外层磁钢槽的结构和位置设计来降低铁耗，受限于内层磁钢槽和外层磁钢槽的形状和结构设计，只能在一定范围内降低铁耗，无法满足高速永磁同步驱动电机的进一步优化需求。
技术实现思路
1、为克服相关技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种转子冲片，在高磁密区域设置通孔，减小磁密饱和区域面积，同时降低谐波含量，进而降低铁耗。
2、一种转子冲片，所述转子冲片中心处设置有中心轴孔；转子冲片包括m个冲片单元，m个冲片单元相对于转子冲片的中心轴孔对称设置；m为大于0的偶数；
3、所述冲片单元中设置有通孔，所述通孔位于冲片单元的高磁密区域；所述高磁密区域位于冲片单元中远离中心轴孔的一侧。
4、本技术通过在高磁密区域设置通孔，减小磁密饱和区域面积，同时降低谐波含量，进而降低铁耗，提高电机效率。
5、在本发明较佳的技术方案中，所述高磁密区域远离中心轴孔的一侧与中心轴孔的距离为r1，所述高磁密区域靠近中心轴孔的一侧与中心轴孔的距离为r2，r2＝(r0-7.2mm)～(r0-3mm)；r1＝(r2+2.5mm)～r，r0为转子冲片的半径。
6、本技术根据转子冲片的半径尺寸，进一步精准限定了高磁密区域的范围，确保了通孔设置的位置精准，以减小磁密饱和区域面积，同时降低谐波含量，进而降低铁耗，提高电机效率。
7、在本发明较佳的技术方案中，所述冲片单元中设置有内层磁钢槽，所述内层磁钢槽插接有内层磁钢；所述内层磁钢槽远离中心轴孔的一侧到中心轴孔的距离为r，r＝(r0-1.2mm)～(r0-0.5mm)；
8、所述高磁密区域远离中心轴孔的一侧距离与中心轴孔的距离为r1，所述高磁密区域靠近中心轴孔的一侧距离与中心轴孔的距离为r2，r2＝(r-6mm)～(r-2.5mm)；r1＝(r2+2.5mm)～r。
9、由于内层磁钢槽内的内层磁钢发挥着产生磁场和电流的作用，根据内层磁钢的位置进一步确定高磁密区域的范围，会提高高磁密区域的定义精度，进而确保了通孔设置的位置精准，以减小磁密饱和区域面积，同时降低谐波含量，进而降低铁耗，提高电机效率。
10、在本发明较佳的技术方案中，所述内层磁钢槽靠近中心单元轴的一侧设置有外层磁钢槽，所述中心单元轴位于所述冲片单元的中心位置，且与冲片单元的半径同方向；
11、所述通孔位于内层磁钢槽和外层磁钢槽之间。
12、外层磁钢槽用于插接外层磁钢，外层磁钢和内层磁钢共同配合，其产生的磁场可以与定子中的导线产生作用，从而形成感应电动势并产生电流。本技术中外层磁钢槽和内层磁钢槽的位置设计，确保冲片单元的结构设计合理，发挥最大功效。在冲片单元中，外层磁钢槽和外层磁钢槽用于插接内层磁钢和外层磁钢，二者之间的高磁密区域为最大的磁密区域；在二者之间的高磁密区域内设置通孔，能够有效降低高磁密区域面积，进而降低转子铁耗，提高电机效率。
13、在本发明较佳的技术方案中，所述通孔的横截面为三角形；通孔靠近内层磁钢槽的边为通孔的第一边d1，通孔靠近外层磁钢槽的边为通孔的第二边d2，通孔的第一边和通孔的第二边之间为通孔的第三边d3；内层磁钢槽靠近通孔的边为内层磁钢槽的第一边b1；
14、通孔的第一边d1与内层磁钢槽的第一边b1之间夹角为β，β＝21°～23°；
15、通孔的第一边d1与内层磁钢槽第一边b1的最小距离为d，d＝0.7～1.2mm。
16、上述关于夹角和最小距离d的限定，能够确保通孔靠近内层磁钢槽，不影响基波，即不影响输出转矩的同时，降低谐波含量，进而降低转子铁耗，提高电机效率。
17、在本发明较佳的技术方案中，所述通孔的横截面为三角形；通孔靠近内层磁钢槽的边为通孔的第一边d1，通孔靠近外层磁钢槽的边为通孔的第二边d2，通孔的第一边和通孔的第二边之间为通孔的第三边d3；内层磁钢槽靠近通孔的边为内层磁钢槽的第一边b1；
18、通孔的第二边d2与中心单元轴的夹角为γ，γ＝65°～70°；
19、通孔的第二边d2与内层磁钢槽第一边b1的最小距离为c，c＝1.5～3.5mm。
20、上述比例和尺寸的约束关系能够使通孔在不影响输出转矩的条件下，降低转矩脉动，进而降低电机噪声与振动。
21、在本发明较佳的技术方案中，所述通孔的拐角连接处为倒圆角，所述倒圆角的半径为rd，rd＝0.2～0.5mm。
22、倒圆角的设计有助有通孔的加工成型，提高了转子冲片的制备效率。
23、在本发明较佳的技术方案中，所述内层磁钢槽为两个，两个内层磁钢槽相对于中心单元轴对称分布，且两个内层磁钢槽呈开口朝向冲片单元外侧的v字形分布；
24、所述外层磁钢槽为两个，两个外层磁钢槽相对于中心单元轴对称分布，且两个外层磁钢槽呈开口朝向冲片单元外侧的v字形分布；
25、所述通孔为两个，两个通孔相对于中心单元轴对称分布。
26、本技术中内层磁钢槽为两个，且相对于中心单元轴对称分布，且两个内层磁钢槽呈v字形分布，v字形分布的两个内层磁钢槽具有朝向远离中心轴孔的开口。本技术中内层磁钢槽的结构设计可以确保内层磁钢充分发挥作用，提高了转子冲片的空间利用率。本技术中外层磁钢槽为两个，且相对于中心单元轴对称分布，且两个外层磁钢槽呈v字形分布，v字形分布的两个外层磁钢槽具有朝向远离中心轴孔的开口。本技术中内外层磁钢槽的结构设计可以确保内层磁钢充分发挥作用，提高了转子冲片的空间利用率。在冲片单元中，外层磁钢槽和外层磁钢槽用于插接内层磁钢和外层磁钢，二者之间的高磁密区域为最大的磁密区域；在二者之间的高磁密区域内设置通孔，能够有效降低高磁密区域面积，进而降低转子铁耗，提高电机效率。
27、在本发明较佳的技术方案中，所述转子冲片的半径为240-260mm。
28、一种永磁同步驱动电机，包括如上所述的一种转子冲片。
29、本技术提供的一种永磁同步驱动电机，包括如上所述的一种转子冲片。
30、本技术形成的永磁同步驱动电机在保证输出转矩基本不变的条件下，谐波含量降低50％，转矩脉动下降27％，铁耗在全速段下降10％，电机最高效率提升0.4％。
31、本发明的有益效果为：
32、本发明提供的一种转子冲片，其中转子冲片中心处设置有中心轴孔；转子冲片包括m个冲片单元，m个冲片单元相对于转子冲片的中心轴孔对称设置；m为大于0的偶数；所述冲片单元中设置有通孔，所述通孔位于冲片单元的高磁密区域；所述高磁密区域位于冲片单元中远离中心轴孔的一侧。本技术通过在高磁密区域设置通孔，减小磁密饱和区域面积，同时降低谐波含量，进而降低铁耗，提高电机效率。
33、本发明还提供了包括上述转子冲片的永磁同步驱动电机，通过在高磁密区域设置通孔，减小磁密饱和区域面积，同时降低谐波含量，进而降低铁耗，提高电机效率；最终形成的永磁同步驱动电机在保证输出转矩基本不变的条件下，谐波含量降低50％，转矩脉动下降27％，铁耗在全速段下降10％，电机最高效率提升0.4％。
1.一种转子冲片，所述转子冲片中心处设置有中心轴孔(15)；转子冲片包括m个冲片单元(11)，m个冲片单元(11)相对于转子冲片的中心轴孔(15)对称设置；m为大于0的偶数；
2.根据权利要求1所述的一种转子冲片，其特征在于，所述高磁密区域远离中心轴孔的一侧与中心轴孔(15)的距离为r1，所述高磁密区域靠近中心轴孔的一侧与中心轴孔(15)的距离为r2，r2＝(r0-7.2mm)～(r0-3mm)；r1＝(r2+2.5mm)～r，r0为转子冲片的半径。
3.根据权利要求1所述的一种转子冲片，其特征在于，所述冲片单元(11)中设置有内层磁钢槽(12)，所述内层磁钢槽(12)插接有内层磁钢；所述内层磁钢槽(12)远离中心轴孔的一侧到中心轴孔(15)的距离为r，r＝(r0-1.2mm)～(r0-0.5mm)；
4.根据权利要求3所述的一种转子冲片，其特征在于，所述内层磁钢槽(12)靠近中心单元轴(16)的一侧设置有外层磁钢槽(13)，所述中心单元轴(16)位于所述冲片单元(11)的中心位置，且与冲片单元(11)的半径同方向；
5.根据权利要求4所述的一种转子冲片，其特征在于，所述通孔(14)的横截面为三角形；通孔(14)靠近内层磁钢槽(12)的边为通孔(14)的第一边d1，通孔(14)靠近外层磁钢槽(13)的边为通孔(14)的第二边d2，通孔(14)的第一边和通孔(14)的第二边之间为通孔(14)的第三边d3；内层磁钢槽(12)靠近通孔(14)的边为内层磁钢槽(12)的第一边b1；
6.根据权利要求4所述的一种转子冲片，其特征在于，所述通孔(14)的横截面为三角形；通孔(14)靠近内层磁钢槽(12)的边为通孔(14)的第一边d1，通孔(14)靠近外层磁钢槽(13)的边为通孔(14)的第二边d2，通孔(14)的第一边和通孔(14)的第二边之间为通孔(14)的第三边d3；内层磁钢槽(12)靠近通孔(14)的边为内层磁钢槽(12)的第一边b1；
7.根据权利要求5所述的一种转子冲片，其特征在于，所述通孔(14)的拐角连接处为倒圆角，所述倒圆角的半径为rd，rd＝0.2～0.5mm。
8.根据权利要求4所述的一种转子冲片，其特征在于，所述内层磁钢槽(12)为两个，两个内层磁钢槽(12)相对于中心单元轴(16)对称分布，且两个内层磁钢槽(12)呈开口朝向冲片单元(11)外侧的v字形分布；
9.根据权利要求1所述的一种转子冲片，其特征在于，所述转子冲片的半径为240-260mm。
10.一种永磁同步驱动电机，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的一种转子冲片。
