CN208596974U - 转子组件及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转子组件及电机，转子组件，包括转子本体；转子本体以转子的轴线为中心，并沿转子周向均匀排布的磁极；磁极包括内部设置导电隔磁材料的填充槽，多个磁极中的填充槽沿转子本体的周向依次排布，并且在转子周向上，填充槽的两端具有第一侧壁和第二侧壁，填充槽的第一侧壁与相邻的填充槽的第二侧壁平行，并共同形成与q轴平行的磁通通道。本实用新型具有设计合理，成本低廉，而且能够使q轴的磁通更加顺畅，使d、q轴磁通量相差更明显，进而提高了输出功率及效率的优点。

Description

转子组件及电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种转子组件及电机。

背景技术

直接起动同步磁阻电机结合了感应电机与同步磁阻电机的结构特点，通过鼠笼感应产生力矩实现起动，通过转子电感差距产生磁阻转矩实现恒转速运行，能够直接通入电源实现起动运行。直接起动同步磁阻电机与直接起动永磁电机相比，没有稀土永磁材料，也不存在退磁问题，电机成本低，可靠性好；与异步电机电机相比，效率高，转速恒定。

传统的同步磁阻电机需要驱动器进行起动和控制运行，成本高，控制困难，而且驱动器占据一部分损耗，使整个电机系统效率下降。

而现有技术中，专利号为CN 1255925C的专利提供一种廉价的容易起动的同步感应电动机及同步感应电动机的制造装置和制造方法，在转子上设置磁通容易流过的方向的q轴及作为磁通难以流过的方向的d轴成90度的两极的磁极突起的至少一对狭缝部，以及配置在前述狭缝部的外周侧的多个狭槽部，在狭缝部和前述狭槽部内填充导电性材料。狭缝部制成为直线的形状，狭槽部沿圆周方向等间隔放射状地配置。

但是，该专利中，由于狭槽部等间隔放射状地配置，使得狭槽部之间的磁通方向垂直转子表面径向流动，狭槽部阻碍了磁通q轴方向流通，特别是越靠近d轴的狭槽部，q轴磁通阻碍越明显，而且d轴磁通流通更顺畅，因此d、q轴磁通量相差不明显，凸极比不大，导致输出功率及效率低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种设计合理、成本低廉的转子组件及电机，其能够使q轴的磁通更加顺畅，使d、q轴磁通量相差更明显，进而提高了输出功率及效率。

本实用新型提供了一种转子组件，包括转子本体；

所述转子本体具有以所述转子的轴线为中心，并沿所述转子周向均匀排布的磁极；

所述磁极包括内部设置导电隔磁材料的填充槽，多个所述磁极中的所述填充槽沿所述转子本体的周向依次排布，并且在所述转子周向上，所述填充槽的两端具有第一侧壁和第二侧壁，所述填充槽的第一侧壁与相邻的所述填充槽的第二侧壁平行，并共同形成与q轴平行的磁通通道。

较优地，所述填充槽和所述转子本体的外周壁存在距离。

较优地，所述磁极还包括与所述填充槽分隔的狭缝槽，所述填充槽包括第一填充槽；

在垂直于所述转子本体轴线的截面上，同一所述磁极中，所述狭缝槽和所述第一填充槽沿所述转子本体的d轴方向排布，并且所述狭缝槽位于所述第一填充槽和所述转子本体的轴线之间。

较优地，在垂直于所述转子本体轴线的截面上，所述第一填充槽和所述狭缝槽均为以d轴为对称轴的轴对称图形。

较优地，在每个所述磁极中，所述狭缝槽的数量为至少两个，并且至少两个所述狭缝槽沿d轴方向依次分隔排布。

较优地，在沿d轴方向上，所述第一填充槽和与其相邻的所述狭缝槽之间的距离小于相邻的所述狭缝槽之间的距离。

较优地，在每个所述磁极中，所述狭缝槽的数量为至少三个，沿远离所述转子本体轴线的方向，相邻所述狭缝槽之间的距离依次减小。

较优地，所述填充槽包括第二填充槽；

所述第二填充槽的数量是所述狭缝槽数量的两倍，在垂直于所述转子本体轴线的截面上，每个所述狭缝槽的两端各设置一个所述第二填充槽，并且设置在所述狭缝槽两端的两个所述第二填充槽以d轴为对称轴相互对称。

较优地，在每个所述磁极中，沿所述转子本体的周向上所述第一填充槽与相邻的所述第二填充槽之间的距离大于相邻的两个所述第二填充槽之间的距离。

较优地，在每个所述磁极中，所述狭缝槽的数量为至少三个，沿远离所述转子本体轴线的方向，相邻所述狭缝槽之间的距离依次减小；

在沿远离所述第一填充槽的方向，相邻两个所述第二填充槽之间的距离依次减小。

较优地，同一磁极中，在沿远离所述第一填充槽的方向，所述第二填充槽在垂直于所述转子本体轴线的截面上的面积依次增大。

较优地，同一磁极中，在沿远离所述第一填充槽的方向，所述第二填充槽自所述转子本体的外周壁朝向所述狭缝槽延伸的长度依次增大。

较优地，在垂直于所述转子本体轴线的截面上，所述第一填充槽沿所述转子本体周向的两端与所述转子本体中心连线形成夹角α，并且 0.05τ≤α≤0.3τ，其中τ＝180°/p，p为极对数。

较优地，0.15τ≤α≤0.26τ。

较优地，在垂直于所述转子本体轴线的截面上，所述狭缝槽沿直线或弧线延伸。

较优地，还包括导电环；

所述导电环固定连接在所述转子本体轴向的端部，并能够贴靠在所述填充槽内设置的导电隔磁材料上，所有所述填充槽内的导电隔磁材料能够通过所述导电环导通。

较优地，所述导电环的材质与所述填充槽内设置的导电隔磁材料相同。

较优地，所述狭缝槽内设置隔磁材料。

较优地，所述导电环具有散热孔；

在沿所述转子本体轴线方向的投影上，所述狭缝槽位于所述散热孔之内。

较优地，所述导电环的外廓为圆柱形，和/或，所述散热孔的形状为圆柱形。

本实用新型又一方面提供一种电机，包括以上任意技术特征的转子组件。

较优地，还包括定子；

所述定子具有安装孔，所述转子组件中的所述转子本体穿设在所述安装孔中，并与所述安装孔同轴，并且在沿所述转子本体的径向上，所述转子本体的外壁与所述安装孔的内壁之间的距离为H；

当在所述转子本体上，每个所述狭缝槽的两端各设置一个所述第二填充槽时，所述狭缝槽与其两端所对应的所述第二填充槽之间的最小距离为L，并且H≤L≤2H。

本实用新型的提供的转子组件，采用所述填充槽的第一侧壁与相邻的所述填充槽的第二侧壁平行，并共同形成与q轴平行的磁通通道的技术方案,不仅设计合理，成本低廉，而且能够使q轴的磁通更加顺畅，使d、q轴磁通量相差更明显，进而提高了输出功率及效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型转子组件一实施例的结构示意图；

图2是图1中的转子本体第一种形式端面示意图；

图3是图1中的转子本体第二种形式端面示意图；

图4是图1中的导电环示意图。

图中：1、转子本体；11、填充槽；111、第一侧壁；112、第二侧壁； 113、第一填充槽；114、第二填充槽；12、磁通通道；13、狭缝槽；2、导电环；21、散热孔。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

如图1、2、3所示，一种转子组件，包括转子本体1；

转子本体1以转子的轴线为中心，并沿转子周向均匀排布的磁极(图未示出)，磁极包括内部设置导电隔磁材料(图为示出)的填充槽11，其中导电隔磁材料可以是铝或铝合金，当并不仅限于此。多个磁极中的填充槽11沿转子本体1的周向依次排布，并且在转子周向上，填充槽11 的两端具有第一侧壁111和第二侧壁112，填充槽11的第一侧壁111与相邻的填充槽11的第二侧壁112平行，并共同形成与q轴平行的磁通通道12。采用这样的技术方案，不仅设计合理，成本低廉，同时相对于现有技术，能够使q轴的磁通更加顺畅，使d、q轴磁通量相差更明显，进而提高了输出功率及效率。

在实际制作中，填充槽11和转子本体1的外周壁存在距离，这样在向填充槽11填充导电隔磁材料时，导电隔磁材料不会从转子本体1的外周壁凸出，即在填充完导电隔磁材料时，不需要再对转子本体1的外周壁进行加工，进而降低了制作成本。

进一步地，如图1、2、3所示，磁极还包括与填充槽11分隔的狭缝槽13，填充槽11包括第一填充槽113。在垂直于转子本体1轴线的截面上，同一磁极中，狭缝槽13和第一填充槽113沿转子本体1的d轴方向排布，并且狭缝槽13位于第一填充槽113和转子本体1的轴线之间。这样空气可以在狭缝槽13内流通使转子本体1可通过狭缝槽13进行散热。其中，可如图2所示，在垂直于转子本体1轴线的截面上，狭缝槽13沿直线延伸，或者如图3所示，狭缝槽13沿直线延伸。

具体地，如图2、3所示，并且在垂直于转子本体1轴线的截面上，第一填充槽113和狭缝槽13均为以d轴为对称轴的轴对称图形。这样在第一填充槽113和狭缝槽13之间能够形成用以阻挡d轴磁通的磁障层，进一步增加d轴磁阻，减小d轴磁通，进而使d、q轴磁通量相差更明显，进一步提高了电机的效率。在实际制作中，可如图2、3中所示，在垂直于转子本体1轴线的截面上，第一填充槽113沿转子本体1周向的两端与转子本体1中心连线形成夹角α，并且0.05τ≤α≤0.3τ，优选为0.15τ≤α≤0.26τ，其中τ＝180°/p，p为极对数。这样能够避免第一填充槽113所占角度α太大，导致异步转矩较小，电机起动能力变差的问题。

进一步地，如图2、3所示，在每个磁极中，狭缝槽13的数量为至少两个，并且至少两个狭缝槽13沿d轴方向依次分隔排布。这样相邻的狭缝槽13之间也能够形成用以阻挡d轴磁通的磁障层，进一步增加d轴磁阻，减小d轴磁通。

在实际制作中，当在垂直于转子本体1轴线的截面上，狭缝槽13沿直线延伸时，在沿d轴方向上，第一填充槽113和与其相邻的狭缝槽13 之间的距离小于相邻的狭缝槽13之间的距离。进一步地，在每个磁极中，狭缝槽13的数量为至少三个，并且沿d轴并朝向远离转子本体1轴线的方向，相邻狭缝槽13之间的距离依次减小。即如图2中所示的d6>d7>d8> d9。这样能够使磁通通道宽度与填充槽11之间形成的磁通道对应，使更多磁通在q轴顺畅流通，增加q轴电感，提升电机出力及效率。

作为一种可实施方式，如图2、3所示，填充槽11包括第二填充槽 114。第二填充槽114的数量是狭缝槽13数量的两倍，在垂直于转子本体1轴线的截面上，每个狭缝槽13的两端各设置一个第二填充槽114，并且设置在狭缝槽13两端的两个第二填充槽114以d轴为对称轴相互对称。

在实际制作中，在每个磁极中，沿转子本体1的周向上第一填充槽 113与相邻的第二填充槽114之间的距离大于相邻的两个第二填充槽114 之间的距离。进一步地，当在每个磁极中，狭缝槽13的数量为至少三个时，在沿所转子本体1的周向并朝向远离第一填充槽113的方向，相邻两个第二填充槽114之间的距离依次减小。即如图2、3所示，相邻两个填充槽之间形成的磁通通道12的宽度按远离q轴轴线方向逐渐减小，即d1>d2>d3>d4>d5。由于越靠近q轴的磁通通道12，对q轴磁通影响越大，将靠近q轴的磁通通道12宽度设计宽一些，使更多磁通流入，同时也避免磁通饱和，更有效的利用磁通，增加q轴电感，提升电机出力及效率。

同时同一磁极中，在沿转子本体1的周向并朝向远离第一填充槽113 的方向，第二填充槽114在垂直于转子本体1轴线的截面上的面积依次增大。也就是说第二填充槽114距离对应q轴越近，往q轴方向延伸长度越长，第二填充槽114面积越大，相反地，第二填充槽114距离对应q 轴轴线越远，往q轴方向延伸长度越短，第二填充槽114面积越小。深而窄的第二填充槽114具有集肤效应，有助于提升电机起动性能。同一磁极中，在沿远离第一填充槽113的方向，第二填充槽114自转子本体1 的外周壁朝向狭缝槽13延伸的长度依次增大。

作为一种可实施方式，如图1所示，还包括导电环2，导电环2固定连接在转子本体1轴向的端部，并能够贴靠在填充槽11内设置的导电隔磁材料上，所有填充槽11内的导电隔磁材料能够通过导电环2导通，以使所有填充槽11内的导电隔磁材料能够形成鼠笼，以实现异步启动。

具体地，导电环2的材质与填充槽11内设置的导电隔磁材料相同。此时狭缝槽13内设置隔磁材料(可以是不导电材料)，以避免导电环2 上的材料脱落而进入狭缝槽13。

作为一种可实施方式，如图4所示，导电环2具有散热孔21；在沿转子本体1轴线方向的投影上，狭缝槽13位于散热孔21之内。这样能够避免导电环2对狭缝槽13形成覆盖，进而保证散热效果。在实际制作中，导电环2的外廓可为圆柱形，当并不仅限于此，并且散热孔21的形状可为圆柱形，但并不仅限于此。

为实现实用新型目的，本实用新型又一方面提供一种电机，包括以实施例所描述的转子组件。

具体地，还包括定子(图未示出)，定子具有安装孔，转子组件中的转子本体1穿设在安装孔中，并与安装孔同轴，并且在沿转子本体1 的径向上，转子本体1的外壁与安装孔的内壁之间的距离为H。参照图2，当在转子本体1上，每个狭缝槽13的两端各设置一个第二填充槽114时，狭缝槽13与其两端所对应的第二填充槽114之间的最小距离为L，并且 H≤L≤2H。

以上实施例使本实用新型具有设计合理，成本低廉，而且能够使q 轴的磁通更加顺畅，使d、q轴磁通量相差更明显，进而提高了输出功率及效率的优点。

以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (22)

1.一种转子组件，其特征在于：

包括转子本体(1)；

所述转子本体(1)具有以所述转子的轴线为中心，并沿所述转子周向均匀排布的磁极；

所述磁极包括内部设置导电隔磁材料的填充槽(11)，多个所述磁极中的所述填充槽(11)沿所述转子本体(1)的周向依次排布，并且在所述转子周向上，所述填充槽(11)的两端具有第一侧壁(111)和第二侧壁(112)，所述填充槽(11)的第一侧壁(111)与相邻的所述填充槽(11)的第二侧壁(112)平行，并共同形成与q轴平行的磁通通道(12)。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于：

所述填充槽(11)和所述转子本体(1)的外周壁存在距离。

3.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于：

所述磁极还包括与所述填充槽(11)分隔的狭缝槽(13)，所述填充槽(11)包括第一填充槽(113)；

在垂直于所述转子本体(1)轴线的截面上，同一所述磁极中，所述狭缝槽(13)和所述第一填充槽(113)沿所述转子本体(1)的d轴方向排布，并且所述狭缝槽(13)位于所述第一填充槽(113)和所述转子本体(1)的轴线之间。

4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于：

在垂直于所述转子本体(1)轴线的截面上，所述第一填充槽(113)和所述狭缝槽(13)均为以d轴为对称轴的轴对称图形。

5.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于：

在每个所述磁极中，所述狭缝槽(13)的数量为至少两个，并且至少两个所述狭缝槽(13)沿d轴方向依次分隔排布。

6.根据权利要求5所述的转子组件，其特征在于：

在沿d轴方向上，所述第一填充槽(113)和与其相邻的所述狭缝槽(13)之间的距离小于相邻的所述狭缝槽(13)之间的距离。

7.根据权利要求6所述的转子组件，其特征在于：

在每个所述磁极中，所述狭缝槽(13)的数量为至少三个，沿远离所述转子本体(1)轴线的方向，相邻所述狭缝槽(13)之间的距离依次减小。

8.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于：

所述填充槽(11)包括第二填充槽(114)；

所述第二填充槽(114)的数量是所述狭缝槽(13)数量的两倍，在垂直于所述转子本体(1)轴线的截面上，每个所述狭缝槽(13)的两端各设置一个所述第二填充槽(114)，并且设置在所述狭缝槽(13)两端的两个所述第二填充槽(114)以d轴为对称轴相互对称。

9.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于

在每个所述磁极中，沿所述转子本体(1)的周向上所述第一填充槽(113)与相邻的所述第二填充槽(114)之间的距离大于相邻的两个所述第二填充槽(114)之间的距离。

10.根据权利要求9所述的转子组件，其特征在于：

在每个所述磁极中，所述狭缝槽(13)的数量为至少三个，沿远离所述转子本体(1)轴线的方向，相邻所述狭缝槽(13)之间的距离依次减小；

在沿远离所述第一填充槽(113)的方向，相邻两个所述第二填充槽(114)之间的距离依次减小。

11.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于：

同一磁极中，在沿远离所述第一填充槽(113)的方向，所述第二填充槽(114)在垂直于所述转子本体(1)轴线的截面上的面积依次增大。

12.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于：

同一磁极中，在沿远离所述第一填充槽(113)的方向，所述第二填充槽(114)自所述转子本体(1)的外周壁朝向所述狭缝槽(13)延伸的长度依次增大。

13.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于：

在垂直于所述转子本体(1)轴线的截面上，所述第一填充槽(113)沿所述转子本体(1)周向的两端与所述转子本体(1)中心连线形成夹角α，并且0.05τ≤α≤0.3τ，其中τ＝180°/p，p为极对数。

14.根据权利要求13所述的转子组件，其特征在于：

0.15τ≤α≤0.26τ。

15.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于：

在垂直于所述转子本体(1)轴线的截面上，所述狭缝槽(13)沿直线或弧线延伸。

16.根据权利要求3至15任意一项所述的转子组件，其特征在于：

还包括导电环(2)；

所述导电环(2)固定连接在所述转子本体(1)轴向的端部，并能够贴靠在所述填充槽(11)内设置的导电隔磁材料上，所有所述填充槽(11)内的导电隔磁材料能够通过所述导电环(2)导通。

17.根据权利要求16所述的转子组件，其特征在于：

所述导电环(2)的材质与所述填充槽(11)内设置的导电隔磁材料相同。

18.根据权利要求17所述的转子组件，其特征在于：

所述狭缝槽(13)内设置隔磁材料。

19.根据权利要求18所述的转子组件，其特征在于：

所述导电环(2)具有散热孔(21)；

在沿所述转子本体(1)轴线方向的投影上，所述狭缝槽(13)位于所述散热孔(21)之内。

20.根据权利要求19所述的转子组件，其特征在于：

所述导电环(2)的外廓为圆柱形，和/或，所述散热孔(21)的形状为圆柱形。

21.一种电机，其特征在于：

包括权利要求1至20任意一项所述的转子组件。

22.根据权利要求21所述的电机，其特征在于：

还包括定子；

所述定子具有安装孔，所述转子组件中的所述转子本体(1)穿设在所述安装孔中，并与所述安装孔同轴，并且在沿所述转子本体(1)的径向上，所述转子本体(1)的外壁与所述安装孔的内壁之间的距离为H；

当在所述转子本体(1)上，每个狭缝槽(13)的两端各设置一个第二填充槽(114)时，所述狭缝槽(13)与其两端所对应的所述第二填充槽(114)之间的最小距离为L，并且H≤L≤2H。