CN105207381A - 转子铁芯组件、转子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子铁芯组件、转子及电机。转子铁芯组件包括转子铁芯和永磁环，所述转子铁芯上设有分别沿所述转子铁芯的轴向贯通所述转子铁芯的转轴孔和磁阻调节孔；所述永磁环的横截面为环形且套设在所述转子铁芯的外周面上。根据本发明的转子铁芯组件，利用转子铁芯上的磁阻调节孔和转子铁芯的外周面上的永磁环，一方面能够增大电机的输出转矩且成本较低，另一方面能够减少漏磁以提高磁性能的利用率，从而提高电机的性能。

Description

转子铁芯组件、转子及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其是涉及一种转子铁芯组件、具有所述转子铁芯组件的转子以及具有所述转子的电机。

背景技术

相关技术中的电机，根据永磁体的放置方式的不同分为表贴式电机和内置式电机，在要求高性能的场合，表贴式电机需要利用磁性能更高的永磁体产生更大的输出转矩或更高的效率，导致成本上升；内置式电机由于永磁体之间通过转子铁芯导磁会产生漏磁，使内置式电机的性能下降，永磁体的磁性能不能被有效利用。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明需要提供一种转子铁芯组件，所述转子铁芯组件不仅能够增大电机的输出转矩且成本较低，而且能够减少漏磁以提高磁性能的利用率，从而提高电机的性能。

本发明还需要提供一种具有所述转子铁芯组件的转子。

本发明还需要提供一种具有所述转子的电机。

根据本发明第一方面实施例的转子铁芯组件，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上设有分别沿所述转子铁芯的轴向贯通所述转子铁芯的转轴孔和磁阻调节孔；永磁环，所述永磁环的横截面为环形且套设在所述转子铁芯的外周面上。

根据本发明实施例的转子铁芯组件，利用转子铁芯上的磁阻调节孔和转子铁芯的外周面上的永磁环，一方面能够增大电机的输出转矩且成本较低，另一方面能够减少漏磁以提高磁性能的利用率，从而提高电机的性能。

根据本发明的一些实施例，所述磁阻调节孔为多个且沿所述转子铁芯的周向等间距设置。

在本发明的一些实施例中，所述磁阻调节孔的横截面为沿所述转子铁芯的周向延伸的圆弧形。

在本发明的一些具体实施例中，所述磁阻调节孔包括沿所述转子铁芯的径向间隔设置且分别沿所述转子铁芯的轴向贯通所述转子铁芯的多个子调节孔。

进一步地，每个所述子调节孔的横截面为向所述转子铁芯的中心轴线凸出的圆弧形，且同一所述磁阻调节孔的多个子调节孔同心设置。

在本发明的可选实施例中，所述磁阻调节孔沿所述转子铁芯的径向进一步向外延伸且贯通所述转子铁芯的外周面。

可选地，所述磁阻调节孔的横截面为沿所述转子铁芯的周向延伸的圆弧形。

在本发明的进一步实施例中，所述转子铁芯组件还包括多个永磁体，多个所述永磁体分别配合在多个所述磁阻调节孔内。

更进一步地，所述永磁体和所述磁阻调节孔分别为偶数个。

根据本发明的一些实施例，所述转轴孔的中心轴线与所述转子铁芯的中心轴线重合。

根据本发明第二方面实施例的转子，包括：转子铁芯组件，所述转子铁芯组件为根据本发明上述第一方面实施例的转子铁芯组件；转子轴，所述转子轴配合在所述转轴孔内。

根据本发明实施例的转子，利用如上所述的转子铁芯组件，能够增大电机的输出转矩、提高磁性能的利用率，从而提高电机的性能，且成本较低。

根据本发明第三方面实施例的电机，包括根据本发明上述第二方面实施例的转子。

根据本发明实施例的电机，利用如上所述的转子，具有输出转矩大、成本较低、磁性能的利用率高、性能好等优点。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的转子铁芯组件的结构示意图；

图2是根据本发明第一可选实施例的转子铁芯组件的结构示意图；

图3是根据本发明第二可选实施例的转子铁芯组件的结构示意图；

图4是根据本发明第三可选实施例的转子铁芯组件的结构示意图；

图5是根据本发明第二可选实施例的电机的转矩-电流相位角的关系示意图。

附图标记：

转子铁芯组件100，

转子铁芯1，转轴孔10，磁阻调节孔11，子调节孔110，

永磁环2，永磁体3。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图5描述根据本发明第一方面实施例的转子铁芯组件100，所述转子铁芯组件100适用于电机，能够增大电机的输出转矩，提高电机的工作效率，从而提高电机的性能。其中，电机可以是表贴式电机，也可以是内置式电机。

如图1-图5所示，根据本发明实施例的转子铁芯组件100，包括转子铁芯1和永磁环2。

具体而言，转子铁芯1上设有转轴孔10和磁阻调节孔11，转轴孔10和磁阻调节孔11均沿转子铁芯1的轴向贯通转子铁芯1，永磁环2的横截面为环形且套设在转子铁芯1的外周面上。这样，磁阻调节孔11使得转子铁芯组件100的磁阻发生变化，产生了磁阻转矩，同时，转子铁芯1外侧的永磁环2可以产生磁铁转矩，从而增大了电机的输出转矩。此外，永磁环2不通过转子铁芯1导磁，这样转子铁芯组件100的内外磁路可以相对独立，避免内外磁场相互影响，从而内外磁路得到充分有效的利用。

当转子铁芯组件100应用在表贴式电机上时，由于转子铁芯组件100叠加了磁阻调节孔11产生的磁阻转矩，由此，在同样负载的条件下，转子铁芯组件100增大了表贴式电机的输出转矩，提高了表贴式电机的带载能力，而且，由于此时表贴式电机可以使用较小的电流，由此，在同样负载的条件下，转子铁芯组件100提高了表贴式电机的效率，从而可以在不增加成本的条件下，增大表贴式电机的输出转矩，提高表贴式电机的效率。当转子铁芯组件100应用在内置式电机上时，由于转子铁芯组件100叠加了永磁环2产生磁铁转矩，由此，可以有效增加内置式电机的输出转矩，提高内置式电机的效率，且大幅减少了漏磁，保证了内置式电机的性能。

根据本发明实施例的转子铁芯组件100，利用转子铁芯1上的磁阻调节孔11和转子铁芯1的外周面上的永磁环2，能够增大电机的输出转矩，提高电机的效率，从而提高电机的性能。

根据本发明的一些实施例，磁阻调节孔11可以为多个，多个磁阻调节孔11沿转子铁芯1的周向等间距设置，这样转子铁芯组件100可以产生更大的磁阻转矩，从而有利于进一步提高电机的输出转矩和效率。例如，如图1-图4所示，四个磁阻调节孔11均匀分布在转子铁芯1的周向上。当然，还可以是六个、八个或十二个磁阻调节孔11沿转子铁芯1的周向均匀分布，本发明对此不做特殊限定。

在如图1所示的实施例中，磁阻调节孔11的横截面可以为沿转子铁芯1的周向延伸的圆弧形，此时，永磁环2由转子铁芯1的外周面支撑，结构牢靠。可以理解的是，磁阻调节孔11的形状不限于此，只要保证转子铁芯组件100可以产生磁阻转矩即可，例如，磁阻调节孔11的横截面还可以为矩形或长圆形。

图1所示的转子铁芯组件100，适用于表贴式电机，不仅能够在不增加成本的条件下增大表贴式电机的输出转矩、提高表贴式电机的效率，而且由于转子铁芯1的内部不需要放置永磁体，从而省去了永磁体的安装工序，简化了转子铁芯组件100的生产工艺，避免了永磁体在安装过程中产生的配合精度问题，同时，还可以避免转子铁芯组件100通过转子铁芯1导磁而产生漏磁，从而能够充分利用永磁环2的磁性能。

在本发明的一些具体实施例中，磁阻调节孔11可以包括沿转子铁芯1的径向间隔设置且分别沿转子铁芯1的轴向贯通转子铁芯1的多个子调节孔110。例如，如图2所示，每个磁阻调节孔11包括两个子调节孔110，同一磁阻调节孔11的两个子调节孔110沿转子铁芯1的径向间隔开，且均沿转子铁芯1的轴向贯通转子铁芯1。当然，磁阻调节孔11还可以包括三个或三个以上子调节孔110，这里对此不做具体限定。

图2所示的转子铁芯组件100，适用于表贴式电机，多个子调节孔110能够进一步增大磁阻转矩，从而能够进一步增大表贴式电机的输出转矩、提高表贴式电机的效率。而且，简化了转子铁芯组件100的生产工艺，还可以避免转子铁芯组件100通过转子铁芯1导磁而产生漏磁，从而能够充分利用永磁环2的磁性能，进而提高表贴式电机的性能。

进一步地，每个子调节孔110的横截面可以为向转子铁芯1的中心轴线凸出的圆弧形，且同一磁阻调节孔11的多个子调节孔110同心设置，从而有利于增大转子铁芯组件100的磁阻转矩。例如，如图2所示，上述两个子调节孔110的圆弧形横截面轮廓的圆心重合。可以理解的是，每个子调节孔110的横截面的形状不限于此，例如，每个子调节孔110的横截面还可以为矩形或长圆形。

在如图3所示的可选实施例中，磁阻调节孔11可以沿转子铁芯1的径向进一步向外延伸且贯通转子铁芯1的外周面，此时，转子铁芯1的外周面形成为凹凸间隔的齿状结构，永磁环2由转子铁芯1的凸出的齿部支撑。

可选地，如图3所示，磁阻调节孔11的横截面可以为沿转子铁芯1的周向延伸的圆弧形，图中凸出的齿部分别沿转子铁芯1的径向延伸。

图3所示的转子铁芯组件100，适用于表贴式电机，凹凸间隔的齿状结构使得转子铁芯组件100的磁阻发生变化，能够产生磁阻转矩，从而能够增大表贴式电机的输出转矩、提高表贴式电机的效率，而且简化了转子铁芯组件100的生产工艺，能够充分利用永磁环2的磁性能，进而表贴式电机的性能好。

附图中，图5用于示意应用图3所示的转子铁芯组件100的表贴式电机的转矩与电流相位角的关系，其中，曲线x表示永磁环2产生的磁铁转矩，曲线y表示转子铁芯1的齿状结构产生的磁阻转矩，曲线z表示上述两种转矩的合成转矩，从图5中可以看出，应用本发明实施例的转子铁芯组件100，合成转矩大于永磁环2产生的磁铁转矩。

在如图4所示的进一步实施例中，转子铁芯组件100还可以包括多个永磁体3，多个永磁体3分别配合在多个磁阻调节孔11内。其中，如附图中，永磁体3的横截面可以为大体的矩形，磁阻调节孔11的形状与永磁体3的形状相适配，且磁阻调节孔11的两端分别进一步向外延伸，从而磁阻调节孔11可以产生磁阻转矩。

图4所示的转子铁芯组件100，适于应用在内置式电机上，利用永磁环2产生的磁铁转矩与磁阻调节孔11产生的磁阻转矩叠加，从而增大了内置式电机的输出转矩，提高了内置式电机的效率。而且，由于此时内置式电机的输出转矩较大，从而在同样的性能要求下，降低了永磁体3与磁阻调节孔11的配合要求，使得永磁体3与磁阻调节孔11之间的配合间隙可以较大，由此方便永磁体3插入磁阻调节孔11。此外，由于转子铁芯1的外周面设有永磁环2，且永磁环2不通过转子铁芯1导磁，内外磁路互不影响，从而永磁体3和永磁环2的磁性能得以充分有效的利用，进而提高了内置式电机的性能。

更进一步地，永磁体3和磁阻调节孔11可以分别为偶数个。例如，如图4所示，永磁体3和磁阻调节孔11分别为四个。当然，永磁体3和磁阻调节孔11还可以分别为六个、八个或十二个，这里对此不做特殊限定。

如图1-图4所示，根据本发明的一些实施例，转轴孔10的中心轴线与转子铁芯1的中心轴线重合，从而保证转子铁芯组件100在电机中的同轴度。

根据本发明第二方面实施例的转子，包括转子铁芯组件和转子轴，转子铁芯组件为根据本发明上述实施例的转子铁芯组件100，转子轴配合在转轴孔10内。

根据本发明实施例的转子，利用如上所述的转子铁芯组件100，能够增大电机的输出转矩、提高磁性能的利用率，从而提高电机的性能，且成本较低。

根据本发明第三方面实施例的电机，包括根据本发明上述第二方面实施例的转子。

根据本发明实施例的电机，利用如上所述的转子，具有输出转矩大、成本较低、磁性能的利用率高、性能好等优点。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“可选实施例”、“进一步实施例”、“具体实施例”或“实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种转子铁芯组件，其特征在于，包括：

转子铁芯，所述转子铁芯上设有分别沿所述转子铁芯的轴向贯通所述转子铁芯的转轴孔和磁阻调节孔；

永磁环，所述永磁环的横截面为环形且套设在所述转子铁芯的外周面上。

2.根据权利要求1所述的转子铁芯组件，其特征在于，所述磁阻调节孔为多个且沿所述转子铁芯的周向等间距设置。

3.根据权利要求2所述的转子铁芯组件，其特征在于，所述磁阻调节孔的横截面为沿所述转子铁芯的周向延伸的圆弧形。

4.根据权利要求2所述的转子铁芯组件，其特征在于，所述磁阻调节孔包括沿所述转子铁芯的径向间隔设置且分别沿所述转子铁芯的轴向贯通所述转子铁芯的多个子调节孔。

5.根据权利要求4所述的转子铁芯组件，其特征在于，每个所述子调节孔的横截面为向所述转子铁芯的中心轴线凸出的圆弧形，且同一所述磁阻调节孔的多个子调节孔同心设置。

6.根据权利要求2所述的转子铁芯组件，其特征在于，所述磁阻调节孔沿所述转子铁芯的径向进一步向外延伸且贯通所述转子铁芯的外周面。

7.根据权利要求6所述的转子铁芯组件，其特征在于，所述磁阻调节孔的横截面为沿所述转子铁芯的周向延伸的圆弧形。

8.根据权利要求2所述的转子铁芯组件，其特征在于，还包括多个永磁体，多个所述永磁体分别配合在多个所述磁阻调节孔内。

9.根据权利要求8所述的转子铁芯组件，其特征在于，所述永磁体和所述磁阻调节孔分别为偶数个。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的转子铁芯组件，其特征在于，所述转轴孔的中心轴线与所述转子铁芯的中心轴线重合。

11.一种转子，其特征在于，包括：

转子铁芯组件，所述转子铁芯组件为根据权利要求1-10中任一项所述的转子铁芯组件；

转子轴，所述转子轴配合在所述转轴孔内。

12.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的转子。