CN106712342A - 一种电机及其转子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机及其转子，包括转子铁芯和永磁体，且永磁体嵌入转子铁芯的永磁体槽内，其中，永磁体槽包括：两段方形槽，并且这两段方形槽关于转子的一条直径对称布置；相邻两个永磁体槽的相邻两个方形槽平行布置，并且这两个方形槽关于转子的一条直径对称布置，通过平行设置使得相邻的永磁体槽中相邻的两个方形槽之间没有夹角，即保证方形槽的端部与转子的外圈切线平行，从而在保证了永磁体槽距离转子外圆的距离和永磁体槽距离转子内圆的距离的前提下，增大了方形槽的大小，进而可增大永磁体的大小，提高永磁电机输出转矩的能力。

Description

一种电机及其转子

技术领域

本发明涉及驱动装置技术领域，更具体的说，是涉及一种电机及其转子。

背景技术

电机是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，电磁式电动机包括定子和转子，而转子结构包括转子铁芯和永磁体组，具体地，转子铁芯上设置有永磁体槽，而永磁体嵌入永磁体槽内。

目前，现有技术中的转子铁芯的永磁体槽为U型结构或者V型结构，并且相邻的两个永磁体槽的相邻的两个槽壁均倾斜，即具有一定的角度，相比于传统的一字型结构，可以提高永磁电机的输出转矩能力。但是由于生产工艺的限制，永磁体槽距离转子外圆的距离h、永磁体槽之间距离b、永磁体槽距离转子内圆的距离c均有最小距离限制，这使得倾斜设置的槽壁的长度受到限制，影响永磁体的大小，从而影响了永磁电机输出转矩的能力。

因此，如何提高永磁电机输出转矩的能力，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电机的转子，以提高永磁电机输出转矩的能力，本发明还提供了一种具有该转子的电机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电机的转子，包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯沿周向均匀设置有多个永磁体槽，所述永磁体嵌入所述永磁体槽内，其中，

所述永磁体槽包括：两段方形槽，且两段所述方形槽关于转子的一条直径对称布置；

相邻两个所述永磁体槽的相邻两个所述方形槽平行布置，并且关于转子的另一条直径对称布置。

优选地，上述的转子中，所述永磁体槽还包括与两段所述方形槽靠近转子圆心的一端相连的中间槽。

优选地，上述的转子中，所述中间槽与两个所述方形槽连通。

优选地，上述的转子中，所述中间槽为弧形槽或方形槽。

优选地，上述的转子中，所述永磁体槽的中间槽的对称轴与该永磁体槽的两段方形槽的对称轴重合。

优选地，上述的转子中，所述方形槽内永磁体的磁能低于所述中间槽内永磁体的磁能。

优选地，上述的转子中，所述方形槽对应的转子外圈处为直线段。

优选地，上述的转子中，所述直线段与所述方形槽的端部平行，且相邻两个所述永磁体槽的相邻两个所述方形槽关于转子外圈的直线段的中垂线对称布置。

优选地，上述的转子中，所述直线段的长度大于与该直线段相对的两个所述方形槽的外侧边之间的距离。

优选地，上述的转子中，转子外圈为所述直线段与圆弧段相间布置。

优选地，上述的转子中，所述方形槽与转子外圈的直线段之间设置有隔磁桥，且所述隔磁桥的厚度大于0.35mm。

优选地，上述的转子中，所述方形槽与转子外圈对应的端部为圆弧段。

一种电机，包括转子，其中，所述转子为上述任一项所述的转子。

经由上述的技术方案可知，本发明公开了一种电机的转子，包括转子铁芯和永磁体，且永磁体嵌入转子铁芯的永磁体槽内，其中，永磁体槽包括：两段方形槽，并且这两段方形槽关于转子的一条直径对称布置；相邻两个永磁体槽的相邻两个方形槽平行布置，并且这两个方形槽关于转子的一条直径对称布置，通过平行设置使得相邻的永磁体槽中相邻的两个方形槽之间没有夹角，即保证方形槽的端部与转子的外圈切线平行，从而在保证了永磁体槽距离转子外圆的距离和永磁体槽距离转子内圆的距离的前提下，增大了方形槽的大小，进而可增大永磁体的大小，提高永磁电机输出转矩的能力。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的第一种电机的转子的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第二种电机的转子的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的方形槽端部为圆弧形的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第三种电机的转子的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第四种电机的转子的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电机的转子，以提高永磁电机输出转矩的能力，本发明的另一核心是提供一种具有该转子的电机。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-图5所示，本发明公开了一种电机的转子，包括转子铁芯和永磁体，且永磁体嵌入转子铁芯沿周向均匀设置的多个永磁体槽内，其中，永磁体槽包括：两段方形槽1，并且这两段方形槽1关于转子的一条直径(此处将该直径记作第一直径)对称布置；相邻两个永磁体槽的相邻两个方形槽1平行布置，并且这两个方形槽1关于转子的另一条直径(此处将该直径记作第二直径)对称布置。由于转子铁芯上沿周向设置有多个永磁体槽，并且每个永磁体槽包括两段方形槽1，而且这两段方形槽1关于永磁体槽的一条直径对称，本领域技术人员可以理解的是，转子铁芯具有无数条直径，此处规定这两段方形槽1只要关于其中一条对称即可，此外，由于永磁体槽沿转子铁芯的周向均匀布置，会使得相邻的永磁体槽中存在两段相邻的方形槽1，这两段方形槽1平行布置，并且关于转子的另一条直径对称布置，这使得每个永磁槽的两段方形槽1形成U型或者V型的结构，同时相邻的两个永磁槽中相邻的方形槽1平行。

通过平行设置使得相邻的永磁体槽中相邻的两个方形槽1之间没有夹角，即保证方形槽1的端部与转子的外圈切线平行，从而在保证了永磁体槽距离转子外圆的距离h和永磁体槽距离转子内圆的距离c的前提下，增大了方形槽1的大小，进而可增大永磁体的大小，提高了永磁电机输出转矩的能力。

为了增大永磁体的占用空间，上述的永磁体槽还包括中间槽2，并且中间槽2的两端分别与两段方形槽1靠近转子圆心的一端相连。通过增加中间槽2可增大永磁体的占用空间，从而进一步提高永磁电机输出转矩的能力。

具体地，该中间槽2与上述两段方形槽1可连通为一体，也可根据不同的需要设置为不连通的方式，即分为三部分的结构。在实际中，可根据方形槽1与中间槽2的形式设置对应的永磁体形状，且均在保护范围内。

在实际中，可将中间槽2设置为弧形槽，在保证永磁体槽距离转子内圆的距离c的前提下进一步增大永磁体槽的延伸长度，以提高永磁电机输出转矩的能力。此外，还可将中间槽2设置方形槽，即为平直的槽，这样设置可简化对弧形永磁体加工的难度，并且便于对中间槽2的永磁体的安装。本领域技术人员可以理解的是，可根据不同的需要设置不同形状的中间槽2。

优选的实施例中，每个永磁体槽的中间槽2的对称轴与该永磁体槽的两段方形槽1的对称轴重合，即每个永磁体槽均为左右对称的结构。通过将永磁体槽设置为左右对称的方式可提高永磁体分布的均匀性。

为了降低成本，在具体实施例中可以将方形槽1内的永磁体的磁能设置为低于中间槽2内的永磁体的磁能。具体地可将方形槽1内的永磁体材料选择为永磁铁氧体材料，而将中间槽2内的永磁体材料设定为钕铁硼永磁材料，但是本申请并不仅限于上述材料的永磁体。

在上述技术方案的基础上，本申请的另一发明点在于将方形槽1对应的转子外圈处设置为直线段。具体地，该直线段为原整圆转子的弦，即该转子的外圈轮廓具有直线段，这样设置可增大永磁体端部对应位置的转子部分与定子之间的气隙间隔，从而降低磁密，降低铁损现象。

在一具体实施例中，将转子的直线段与方形槽1的端部平行设置，该直线段与方形槽1为相对布置。进一步的，将相邻两个永磁体槽的相邻两个方形槽1设置为关于外圈的直线段的中垂线对称布置，即该转子外圈的直线段的中垂线与上述实施例中第二直径重合。通过上述设置可将整个转子设置为关于直径对称的结构，使得转子的磁场分布对称，以提高电机工作的稳定性。

为了降低电机的噪声，本申请中将转子外圈的直线段的长度设置为大于该直线段相对的两个方形槽1的外侧边之间的距离，此处的两个方形槽1为相邻的两个永磁体槽的相邻两个方形槽1，外侧边为这两个方形槽1相对远的一边。这样设置可减小直线段端部处与定子之间的气隙间隔，从而削弱永磁体端部对应位置的气隙磁密，减小相应的电磁力幅值，进而减小电机的振动噪声。对应直线段与方形槽1的长度比还可通过另外的参数进行说明，例如将平行布置的两个方形槽1的外侧边的顶点对应的弧度设置为θc，而将直线段对应的最大弧度设置为θr，并设定θr≥θc。

进一步的实施例中，将转子外圈设置为直线段与圆弧段相间布置的结构。在实际中也可根据不同的需要对圆弧段进行改进，且均在保护范围内。

在方形槽1与转子外圈的直线段之间设置有隔磁桥，并将该隔磁桥的厚度设置为大于0.35mm，即大于一片硅钢片的厚度，而每个硅钢片的厚度为0.35mm。为了减小端部漏磁，隔磁桥的厚度应该尽可能小。

为了增加隔磁桥部位的转子铁芯的强度，优选的实施例中，用弧线段代替方形槽1端部的直线结构，即方形槽1靠近转子外圆的端部为圆弧段，结合上述部分，需要保证弧线段到转子的直线段的最小距离大于一片硅钢片厚度。

采用上述实施例公开的转子该电机的铁损可降低约20％以上，电磁力幅值降低10％以上。

此外，本申请还保护了一种电机，该电机具有上述实施公开的转子，因此，具有该转子的电机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (13)

1.一种电机的转子，包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯沿周向均匀设置有多个永磁体槽，所述永磁体嵌入所述永磁体槽内，其特征在于，

所述永磁体槽包括：两段方形槽(1)，且两段所述方形槽(1)关于转子的一条直径对称布置；

相邻两个所述永磁体槽的相邻两个所述方形槽(1)平行布置，并且关于转子的另一条直径对称布置。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述永磁体槽还包括与两段所述方形槽(1)靠近转子圆心的一端相连的中间槽(2)。

3.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述中间槽(2)与两个所述方形槽(1)连通。

4.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述中间槽(2)为弧形槽或方形槽。

5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述永磁体槽的中间槽(2)的对称轴与该永磁体槽的两段方形槽(1)的对称轴重合。

6.根据权利要求2所述的转子，其特征在于，所述方形槽(1)内永磁体的磁能低于所述中间槽(2)内永磁体的磁能。

7.根据权利要求1-6任一项所述的转子，其特征在于，所述方形槽(1)对应的转子外圈处为直线段。

8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，所述直线段与所述方形槽(1)的端部平行，且相邻两个所述永磁体槽的相邻两个所述方形槽(1)关于转子外圈的直线段的中垂线对称布置。

9.根据权利要求8所述的转子，其特征在于，所述直线段的长度大于与该直线段相对的两个所述方形槽(1)的外侧边之间的距离。

10.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，转子外圈为所述直线段与圆弧段相间布置。

11.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，所述方形槽(1)与转子外圈的直线段之间设置有隔磁桥，且所述隔磁桥的厚度大于0.35mm。

12.根据权利要求11所述的转子，其特征在于，所述方形槽(1)与转子外圈对应的端部为圆弧段。

13.一种电机，包括转子，其特征在于，所述转子为如权利要求1-12任一项所述的转子。