CN105207382A - 一种电机转子及包括该电机转子的电机 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电机转子及包括该电机转子的电机，电机转子包括主轴、固定套在所述主轴外周面的至少两个环形磁体、设置在任意相邻的两个所述环形磁体之间的中间隔磁挡板、以及将各个所述环形磁体和隔磁挡板套在内部的护套；任意相邻的两个所述环形磁体的相对端面，其中一个端面与所述中间隔磁挡板的接触面设有相适配的第一凸筋和第一凹槽，另一个端面与所述中间隔磁挡板的接触面设有相适配的第二凸筋和第二凹槽。如此设置，本发明提供的电机转子，其能够有效简化转子结构，而且具有较好的斜极效果。

Description

一种电机转子及包括该电机转子的电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机转子及包括该电机转子的电机。

背景技术

转子分段斜极是一种能够有效削弱齿谐波、改善电机齿槽转矩和转矩脉动的方法。

为了方便制造，斜极的效果通常采用转子磁极分段错位的方法。现有技术中，专利号为CN201410370564.4的专利文献中提到采用分段斜极的方法实现减小永磁电机齿槽转矩的结构，但是并未公开能够实现斜极的措施。

另一件专利号为CN2012101448034.6的专利文献中，也提到一种分段斜极式永磁同步电机转子，转子是内置式永磁转子，各个分段转子通过螺栓串接在一起，各段转子之间容易出现漏磁的问题，斜极效果较差。而且结构较为复杂的，单独追求某一方面性能而使结构过于复杂化并不可取，且过于复杂的结构本身会导致电机性能的不可控性。

因此，如何在能够在简化转子结构的基础上，实现较好的斜极效果，是本领域人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明提供了一种电机转子，其能够有效简化转子结构，而且具有较好的斜极效果。本发明还提供了一种包括上述电机转子的电机。

本发明提供的一种电机转子，包括主轴、固定套在所述主轴外周面的至少两个环形磁体、设置在任意相邻的两个所述环形磁体之间的中间隔磁挡板、以及将各个所述环形磁体和隔磁挡板套在内部的护套；任意相邻的两个所述环形磁体的相对端面，其中一个端面与所述中间隔磁挡板的接触面设有相适配的第一凸筋和第一凹槽，另一个端面与所述中间隔磁挡板的接触面设有相适配的第二凸筋和第二凹槽；所述第一凸筋和圆心的连线与所述第二凸筋和圆心的连线的夹角为斜极角度θ，

$\mathrm{\θ}=\frac{2\mathrm{\π}}{LCM(Z,2p)}\frac{N-1}{N}$

；其中，Z为定子槽数；p为极对数；N为环形磁体轴向分段数；LCM(Z,2p)表示定子槽数Z和电机极数2p的最小公倍数。

优选地，所述第一凸筋和所述第二凸筋为长条状凸筋，且延伸方向与所述主轴的径向一致。

优选地，所述第一凸筋和所述第二凸筋分别设置于所述隔磁挡板的两侧面。

优选地，位于两端的所述环形磁体的外侧均固定设有外侧隔磁挡板。

优选地，所述中间隔磁挡板和所述外侧隔磁挡板均通过过盈配合固定套在所述主轴的外周面，所述环形磁体通过间隙配合套在所述主轴的外周面，且所述环形磁体与所述主轴的外周面之间填有粘结材料。

优选地，所述护套与所述环形磁体、所述中间隔磁挡板均为过盈配合。

优选地，所述环形磁体为稀土环形磁钢。

优选地，所述环形磁体的数量为两个。

本发明还提供了一种电机，包括转子，所述转子为如上任一项所述的电机转子。

本发明提供的一种电机转子，包括主轴、固定套在所述主轴外周面的至少两个环形磁体、设置在任意相邻的两个所述环形磁体之间的中间隔磁挡板、以及将各个所述环形磁体和隔磁挡板套在内部的护套；任意相邻的两个所述环形磁体的相对端面，其中一个端面与所述中间隔磁挡板的接触面设有相适配的第一凸筋和第一凹槽，另一个端面与所述中间隔磁挡板的接触面设有相适配的第二凸筋和第二凹槽；所述第一凸筋和圆心的连线与所述第二凸筋和圆心的连线的夹角为斜极角度θ，

$\mathrm{\θ}=\frac{2\mathrm{\π}}{LCM(Z,2p)}\frac{N-1}{N}$

；其中，Z为定子槽数；p为极对数；N为环形磁体轴向分段数；LCM(Z,2p)表示定子槽数Z和电机极数2p的最小公倍数。如此设置，本发明提供的电机转子，将环形磁体和中间隔磁挡板固定套在主轴上，中间隔磁挡板通过凸筋和凹槽的配合结构，分别与其两侧的环形磁体保持一定的角度，使其两侧的环形磁体之间的斜极角度θ保持固定，结构简单，安装时方便定位两个环形磁体保持精确的斜极角度θ。而且不需要在环形磁体和中间隔磁挡板中间穿孔，保证了相邻的两个环形磁体之间不会出现漏磁的问题。

本发明还提供了一种包括上述电机转子的电机，如此设置，本发明提供的电机，结构简单、而且具有较好的斜极效果。

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为本发明具体实施方式中电机转子安装示意图；

图2为本发明具体实施方式中环形磁体剖面示意图；

图3为本发明具体实施方式中环形磁体端面示意图；

图4为本发明具体实施方式中中间隔磁挡板的侧视示意图；

图1-图4中：

主轴—11、环形磁体—12、中间隔磁挡板—13、护套—14、第一凸筋—15、第一凹槽—16、第二凸筋—17、外侧隔磁挡板—18。

具体实施方式

本具体实施方式提供了一种电机转子，其能够有效简化转子结构，而且具有较好的斜极效果。本具体实施方式还提供了一种包括上述电机转子的电机。

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。

请参考图1-图4，本具体实施方式提供的电机转子，包括主轴11、至少两个环形磁体12、中间隔磁挡板13及护套14。其中，各个环形磁体12和中间隔磁挡板13均固定套在主轴11的外周面上，任意相邻的两个环形磁体12之间均设有一个中间隔磁挡板13，以相邻的两个环形磁体12之间出现漏磁的问题。护套14套在环形磁体12和中间隔磁挡板13的外周，以起到保护作用，使转子能够安全运行。

本具体实施方式中，任意相邻的两个环形磁体12的相对端面，即二者相邻的两个端面，其中一个端面与中间隔磁挡板13的接触面设有相适配的第一凸筋15和第一凹槽16，另一个端面与中间隔磁挡板13的接触面设有相适配的第二凸筋17和第二凹槽。比如，第一凸筋15和第二凸筋17可以分别设置在中间隔磁挡板13的两个侧面上，第一凹槽16设置在一个环形磁体12的端面上，第二凹槽设置在另一个环形磁体12的端面上。

另外，本具体实施方式中，第一凸筋15和第二凸筋17需要错开角度θ，错开的角度θ与相邻的两个环形磁体12的斜极角度相等，即第一凸筋15和主轴11中心线的垂线与第二凸筋17和主轴11中心线的垂线，在垂直于主轴11中心线的平面上的投影夹角为θ，

$\mathrm{\θ}=\frac{2\mathrm{\π}}{LCM(Z,2p)}\frac{N-1}{N}$

；其中，Z为定子槽数；p为极对数；N为环形磁体12轴向分段数；LCM(Z,2p)表示定子槽数Z和电机极数2p的最小公倍数。

如此设置，本具体实施方式提供的电机转子，将环形磁体12和中间隔磁挡板13固定套在主轴11上，中间隔磁挡板13通过凸筋和凹槽的配合结构，分别与其两侧的环形磁体12保持一定的角度，使其两侧的环形磁体12之间的斜极角度θ保持固定，结构简单，安装时方便定位两个环形磁体12保持精确的斜极角度θ。而且不需要在环形磁体12和中间隔磁挡板13中间穿孔，保证了相邻的两个环形磁体12之间不会出现漏磁的问题，具有较好的斜极效果。

需要说明的是，分段斜极电机轴向分段数的选择往往较少，即环形磁体12的数量较少，在大批量生产时，考虑到加工的方便性，也不建议转子的轴向分段数过多。同时，高速电机转子结构强度方面也限制了磁钢轴向分段数。电机的轴向分段数可根据转子铁心的实际情况来选择，不必过分追求高分段数：轴向分段数小、斜极角合理的情况下仍然可以对各次谐波、齿槽转矩以及转矩脉动产生较好的消弱效果。在大批量生产中，能大大降低磁钢的加工生产成本。因此本具体实施方式中优选地将环形磁体12分了两段，但不限于两段。

下面内容，以两段的环形磁体12为例，对本发明电机转子进行详细说明。本实施方式中，电机转子包括一根主轴11、一个护套14、一个中间隔磁挡板13、两个外侧隔磁挡板18、两段环形磁体12，其中，环形磁体12优选采用稀土环形磁钢。

该转子结构通过护套14保护两个环形磁体12并传递扭矩，其中环形磁体12部分采用分段斜极结构，即将整体的稀土环形磁钢分为二段，中间加中间隔磁挡板13。护套14材料可以为镍基合金、钛合金、碳纤维等，高速旋转时，由于护套14的保护作用，使得永磁转子可以安全运行。

转子采用一根主轴11，主轴11采用导磁材料；中间隔磁挡板13、以及设置在两段环形磁体12外侧的外侧隔磁挡板18均采用非导磁材料，能够防止漏磁的问题，且三者与主轴11之间均为过盈配合。

中间隔磁挡板13采用非导磁材料，其两侧各设计一个过圆心且相错一定角度θ的第一凸筋15和第二凸筋17，第一凸筋15和第二凸筋17为长条状结构，且延伸方向与主轴11径向一致。第一凹槽16和第二凹槽与第一凸筋15和第二凸筋17的形状一致，两段环形磁体12优选采用钕铁硼材料，充磁方向与第一凹槽16和第二凹槽方向均垂直。中间隔磁挡板13和两侧的环形磁体12通过凹凸结构切合来实现斜极一定角度。斜极角度，即两个环形磁体12磁极中心线之间夹角为θ可由下列公式初步计算获得：

$\mathrm{\θ}=\frac{2\mathrm{\π}}{LCM(Z,2p)}\frac{N-1}{N}$

其中，Z为定子槽数；p为极对数；N为磁钢轴向分段数，本设计N＝2；LCM(Z,2p)表示定子槽数Z和电机极数2p的最小公倍数。

两个环形磁体12与主轴11可以均为间隙配合，通过胶水与主轴11粘合，中间隔磁挡板13可以与主轴11为过盈配合。护套14采用镍基合金、钛合金或碳纤维等材料，与主轴11、中间隔磁挡板13、边侧隔磁挡板、环形磁体12可以均为过盈配合，且在轴向上，护套14左端面与主轴11贴合。

如此设置，本具体实施方式提供的电机转子具有能够降低电机的齿槽转矩，谐波含量的优点。其次，带凸筋的中间隔磁挡板13不仅可以有效避免磁钢轴向漏磁，而且可以较方便的实现磁钢斜极，解决永磁电机斜极困难的问题。同时，此分段斜极结构可以解决当前较大尺寸的环形磁钢无法加工这一瓶颈问题并且降低磁钢的成本。

本具体实施方式还提供了一种包括上述转子的电机，如此设置，本具体实施方式提供的电机，其转子结构简单、易于加工、成本较低、而且能够有效避免漏磁的问题。

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 (9)

1.一种电机转子，其特征在于，包括主轴、固定套在所述主轴外周面的至少两个环形磁体、设置在任意相邻的两个所述环形磁体之间的中间隔磁挡板、以及将各个所述环形磁体和隔磁挡板套在内部的护套；任意相邻的两个所述环形磁体的相对端面，其中一个端面与所述中间隔磁挡板的接触面设有相适配的第一凸筋和第一凹槽，另一个端面与所述中间隔磁挡板的接触面设有相适配的第二凸筋和第二凹槽；所述第一凸筋和圆心的连线与所述第二凸筋和圆心的连线的夹角为斜极角度θ，

$8=\frac{2\mathrm{\π}}{LCM(Z,2p)}\frac{N-1}{N}$

；其中，Z为定子槽数；p为极对数；N为环形磁体轴向分段数；LCM(Z,2p)表示定子槽数Z和电机极数2p的最小公倍数。

2.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一凸筋和所述第二凸筋为长条状凸筋，且延伸方向与所述主轴的径向一致。

3.如权利要求2所述的电机转子，其特征在于，所述第一凸筋和所述第二凸筋分别设置于所述隔磁挡板的两侧面。

4.如权利要求1-3任一项所述的电机转子，其特征在于，位于两端的所述环形磁体的外侧均固定设有外侧隔磁挡板。

5.如权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述中间隔磁挡板和所述外侧隔磁挡板均通过过盈配合固定套在所述主轴的外周面，所述环形磁体通过间隙配合套在所述主轴的外周面，且所述环形磁体与所述主轴的外周面之间填有粘结材料。

6.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述护套与所述环形磁体、所述中间隔磁挡板均为过盈配合。

7.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述环形磁体为稀土环形磁钢。

8.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述环形磁体的数量为两个。

9.一种电机，包括转子，其特征在于，所述转子为如权利要求1-8任一项所述的电机转子。