CN110224517A - 一种高效永磁电机转子 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机转子领域，具体公开了一种高效永磁电机转子，包括转子铁芯、永磁体、树脂端盖和树脂填充层，转子铁芯包括多组、每组多片扇形的矽钢片层叠相连，矽钢片两侧设有卡凸，矽钢片扇形尖端设有固定卡口，矽钢片中部设有通孔；永磁体与转子铁芯的每组矽钢片呈环状交错排列，树脂端盖和树脂填充层是在永磁体与转子铁芯外一体浇筑成型的树脂件。本发明相比于传统的整片式矽钢片，减小了矽钢片的生产模具大小，生产与加工更简单，降低了磁力的损耗，提高了转子的磁性利用效率，进而提高了电机的性能；相比于传统的一体矽钢片，采用树脂浇筑层中的转轴孔与转轴固定连接，提高了转轴的绝缘性。

Description

一种高效永磁电机转子

技术领域

本发明涉及电机转子领域，具体公开了一种高效永磁电机转子。

背景技术

随着现代工业的不断发展，加工与自动化技术的不断提高，为传统的电机设计与改进提供了条件。

现有的永磁转子设计中，为了使生产加工方便并节约成本，通常采用矽钢片叠压或焊接成转子铁芯整体后，在其中插入长方体形状的永磁体，并用铝制上下盖通过铆接连接，组成电机的转子。然而，采用这种传统的矽钢片设计，其中心处靠近转轴处的矽钢片会分散永磁体的一部分磁通量，并且与转轴接触而使转轴的绝缘性差，且矽钢片的开模尺寸大，生产与加工时较为复杂与困难，导致最终铁芯的良品率低。且铝制的上下盖穿铆钉工艺较复杂，生产成本较高。

发明内容

为了克服现有的电机转子磁性利用率较低、转轴绝缘性不佳的问题，本发明提供一种高效永磁电机转子。

本发明采用的技术方案是：一种高效永磁电机转子，包括转子铁芯和永磁体、两个树脂端盖和设于两个树脂端盖之间的树脂填充层；所述的转子铁芯包括多个铁芯单元，铁芯单元是由多片扇形的矽钢片层叠相连而成，矽钢片两侧设有卡凸，矽钢片扇形尖端设有固定卡口，矽钢片中部设有通孔；永磁体与转子铁芯的每组矽钢片呈环状交错排列，永磁体通过相邻两侧矽钢片的卡凸固定；所述的树脂端盖和树脂填充层是在永磁体与转子铁芯外一体浇筑成型的树脂件，树脂端盖是设于转子铁芯上下两面的圆柱体，树脂填充层贯穿固定卡口和通孔以固定铁芯单元；树脂端盖和树脂填充层中心部设有贯通的转轴安装孔。

作为优选的，所述的卡凸设于矽钢片的外端头两侧。

优选的，所述的矽钢片层叠后，通过叠压工艺或焊接工艺相连。

优选的，所述的矽钢片中部设有多个通孔。

优选的，所述的树脂端盖远离转子铁芯侧的外侧设有倒角。

优选的，所述的树脂填充层包括包裹于永磁体与转子铁芯外侧的壳体。

本发明的有益效果是：通过分离式设计的扇形矽钢片，相比于传统的整片式矽钢片，减小了矽钢片的生产模具大小，生产与加工更简单。通过将组装后的转子铁芯与永磁体浇筑树脂定形成转子，从而使环形的转子铁芯在结构稳定的同时，降低了磁力的损耗，从而提高了转子的磁性利用效率，进一步提高了电机的性能；相比于传统的一体矽钢片，取消了转子中间与转轴接触部位的矽钢片设计，采用树脂浇筑层中的转轴孔与转轴固定连接，提高了转轴的绝缘性。

附图说明

图1是本发明其中一种实施例的转子结构图。

图2是图1的转子透视图。

图3是本发明另一种实施例的转子结构图。

图4是本发明的单片矽钢片俯视图。

图5是本发明的转子铁芯结构图。

图6是本发明的转子铁芯与永磁体配合示意。

图7是本发明的转子中部刨面俯视图。

图中：1、矽钢片，2、卡凸，3、固定卡口，4、通孔，5、转子铁芯，6、永磁体，7、树脂端盖，8、树脂填充层，9、转轴安装孔。

具体实施方式

参见图1至图7，本发明包含的一种高效永磁电机转子，包括转子铁芯5、永磁体6、树脂端盖7和树脂填充层8。

其中转子铁芯5是由多组，且每组有多片相同的矽钢片1堆叠后，通过叠压或者焊接工艺成型并进行排列制成，本申请采用的矽钢片1是扇形的硅钢薄板，其扇形的圆心角α，转子插入磁条数n，则α＝360°÷n。

参见图1、2、4至7，下为本申请的其中一个实施例：

参见图4，转子采用8条长方体的永磁体6，因此矽钢片1是圆心角45°的扇形，矽钢片1的扇形半径略大于永磁体6的相对于转子径向方向的长度，矽钢片1外端头两侧设有用于固定长方体永磁体6的卡凸2，卡凸2起到防止永磁体6因为转子旋转时的离心力而甩出转子的作用，矽钢片1中设有用于增加转子铁芯5组合结构强度的固定位，固定位包括设于矽钢片1靠近圆心处用于固定矽钢片1并提供向心拉力的固定卡口3，以及设于矽钢片1中部的两个通孔4。

固定卡口3是在矽钢片1扇形尖端设有一个包含在扇形范围内的卡扣通孔，卡扣通孔可以是圆形、方形或者其他二维形状，卡扣通孔与扇形尖端之间设有贯通的通槽，通槽宽度小于卡扣通孔的宽度。通过上述固定卡口3，可以配合卡扣来固定矽钢片1，并提供一个向心的拉力使矽钢片1在高速旋转时不会因为离心力脱离转子。矽钢片1中部的通孔4与贯穿通孔的立柱配合起到相同的作用，通孔4的形状不限于图中的圆形。

参见图5，每组的多片相同的矽钢片1堆叠后，通过叠压或者焊接工艺成型，形成一个扇柱体，8个扇柱体排列后形成图中的转子铁芯5。

参见图6，和8个长方体永磁体6交叉组合成一个类圆环的环状体，此时即是转子铁芯5与永磁体6的整体结构。相比于传统的矽钢片铁芯，中部位置通过矽钢片连接固定整个转子铁芯，本申请提供的矽钢片1所组成的转子铁芯，使整个转子的磁力集中分布在环状结构中，没有多余的导磁结构分散磁力，在相同条件下，大大加强了永磁体6的磁性利用率，在同类转子的应用中，提高了电机的整体做功效率。

参见图7，将上述转子铁芯放入注塑模具中，通过树脂注塑形成整个转子，树脂部分包括包裹在转子铁芯5上下两侧的树脂端盖7，以及贯穿矽钢片1上固定位的树脂填充层8，树脂填充层8中心部设有转轴安装孔9，转轴安装孔9贯穿上下两侧的树脂端盖7。

树脂端盖7和树脂填充层8是在永磁体6与转子铁芯5外一体浇筑成型的树脂件，树脂端盖7是设于转子铁芯5上下两面的圆柱体，树脂填充层8包括中轴、卡扣和立柱，中轴设于永磁体6与转子铁芯5所组成环状体的中部，卡扣设于固定卡口3内，中轴与卡扣固定相连，立柱设于通孔4内，两个树脂端盖7和树脂填充层8的上下两端固定相连；

树脂端盖7远离转子的一端边缘可以设置一定角度的倒角，有利于转子的轻量化、不影响整体的结构强度，还可以节约树脂材料。

树脂填充层8的壳体包裹住整个转子铁芯5和永磁体6外部，形成外表面光滑平整的圆柱形，可以减少转子转动时的风阻。

转子铁芯5和永磁体6通过树脂注塑后，定型为电机的转子，固定卡口3与通孔4均通过注塑后的树脂填充层8实现了固定。同时通过转轴安装孔9安装固定电机的转轴，可以使转轴不与转子铁芯5或永磁体6接触，大大提高了转轴的绝缘性。

通过替换模具中部的转轴安装孔9对应模具部分的圆杆，即可以调整最终成型时转轴安装孔9的直径，使同样的转子可以适用于不同直径(小于转子铁芯5和永磁体6的环状内圆直径)的转轴。

其中永磁体6采用非晶合金材料，本实施例使用的是稀土永磁体6或铁氧体。永磁体6可以预先充磁，在组合时必须按照正确的南北极磁力方向进行组合，也可以先消磁，在组合完成转子后再进行充磁。

参见图3，是本申请的另一个实施例，树脂端盖7外侧没有设置倒角，树脂填充层8不包裹转子铁芯5和永磁体6的外侧，露出转子铁芯5和永磁体6的侧面，这样更利于转子利用旋转时的空气流动进行散热，不过表面的凹凸会增大转动时的风阻。

卡凸2还可以设于矽钢片1的侧面中部，永磁体6对应卡凸2的位置刻有与卡凸2配合的凹槽，此时卡凸2通过与永磁体6上的凹槽配合起到防止永磁体6因为转子旋转时的离心力而甩出转子的作用，这样可以做到转子外侧的转子铁芯5和永磁体6外表面平整，从而进一步减少风阻，同时保留散热的性能。

矽钢片1中部可以设有单个或多个通孔4，矽钢片1上的固定卡口3与通孔4可以同时存在，也可以仅靠固定卡口3或者仅靠通孔4来实现矽钢片1的固定。

Claims (6)

1.一种高效永磁电机转子，包括转子铁芯(5)和永磁体(6)，其特征是：还包括两个树脂端盖(7)和设于两个树脂端盖(7)之间的树脂填充层(8)；

所述的转子铁芯(5)包括多个铁芯单元，铁芯单元是由多片扇形的矽钢片(1)层叠相连而成，矽钢片(1)两侧设有卡凸(2)，矽钢片(1)扇形尖端设有固定卡口(3)，矽钢片(1)中部设有通孔(4)；

永磁体(6)与转子铁芯(5)的每组矽钢片(1)呈环状交错排列，永磁体(6)通过相邻两侧矽钢片(1)的卡凸(2)固定；

所述的树脂端盖(7)和树脂填充层(8)是在永磁体(6)与转子铁芯(5)外一体浇筑成型的树脂件，树脂端盖(7)是设于转子铁芯(5)上下两面的圆柱体，树脂填充层(8)贯穿固定卡口(3)和通孔(4)以固定铁芯单元；树脂端盖(7)和树脂填充层(8)中心部设有贯通的转轴安装孔(9)。

2.根据权利要求1所述的一种高效永磁电机转子，其特征是：所述的卡凸(2)设于矽钢片(1)的外端头两侧。

3.根据权利要求1所述的一种高效永磁电机转子，其特征是：所述的矽钢片(1)层叠后，通过叠压工艺或焊接工艺相连。

4.根据权利要求1所述的一种高效永磁电机转子，其特征是：所述的矽钢片(1)中部设有多个通孔(4)。

5.根据权利要求1所述的一种高效永磁电机转子，其特征是：所述的树脂端盖(7)远离转子铁芯(5)侧的外侧设有倒角。

6.根据权利要求1所述的一种高效永磁电机转子，其特征是：所述的树脂填充层(8)包括包裹于永磁体(6)与转子铁芯(5)外侧的壳体。