CN105226858A - 一种电机转子及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯、安装于所述磁体槽中的磁体、和与所述转子铁芯相连接的隔磁环，其中，所述转子铁芯包括多个铁芯拼块，各铁芯拼块单独地连接至所述隔磁环，相邻的铁芯拼块与隔磁环共同形成所述磁体槽。本发明的电机转子在电机材料成本不增加的前提下，通过改变电机结构或转子装配方式，减少了转子漏磁，实现了转子高效化，提升了电机效率。本发明还公开了一种电机。

Description

一种电机转子及具有其的电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体涉及一种电机转子。本发明还涉及一种电机。

背景技术

切向电机(切向式结构的永磁同步电机)的主要优点在于，一个极距下的磁通由相邻两个磁极并联提供，相较于径向式结构的永磁同步电机而言可得到更大的每极磁通。然而，切向电机还具有漏磁系数较大的缺点，因而需要采用相应的隔磁措施。

传统的切向电机的隔磁方式如图1和2所示。例如，对图1的结构而言，其电机转子主要由转子铁芯101(例如由转子冲片叠压而成)、磁体(例如磁钢)102、隔磁环(或称为隔磁套)103、以及转子轴等组成，其中，磁体102过盈地安装在磁体槽中；本方式中，轴部的隔磁主要靠隔磁环103实现。再例如，对图2的结构而言，其电机转子主要由转子铁芯201(例如由转子冲片叠压而成)、磁体(例如磁钢)202、以及转子轴等组成，其中，磁体202过盈地安装在磁体槽中；本方式中，轴部的隔磁主要靠隔磁孔203实现。

然而，由于受转子强度、结构等的限制，上述结构仍会在局部位置出现漏磁，例如如图3和4所示(图中以磁力线的形式示意地表示出漏磁部位)，分别在磁体的径向外侧部位和径向内侧部位出现局部漏磁，导致局部磁密饱和，增加铁损；并且，磁体的有效磁通面积会减小，导致电机性能下降。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种电机转子，其能够有效减少局部漏磁。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯、安装于所述磁体槽中的磁体、和与所述转子铁芯相连接的隔磁环，其中，所述转子铁芯包括多个铁芯拼块，各铁芯拼块单独地连接至所述隔磁环，相邻的铁芯拼块与隔磁环共同形成所述磁体槽。

优选地，所述隔磁环的外周面上设有沿轴向延伸的限位安装槽，所述铁芯拼块的安装侧具有与所述限位安装槽形状配合的限位安装结构。

优选地，所述限位安装槽包括燕尾槽和/或T形槽，所述限位安装结构包括对应的燕尾结构和/或T形结构。

优选地，所述铁芯拼块包括层叠的多个转子冲片。

优选地，所述隔磁环由非导磁金属材料或非金属材料制成。

一种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯和安装于所述磁体槽中的磁体，其特征在于，所述转子铁芯由第一转子冲片和第二转子冲片交替叠压形成，其中所述第二转子冲片相比于所述第一转子冲片在所述磁体槽的径向内侧部位和/或径向外侧部位至少部分地缺失。

优选地，所述第一转子冲片为整体式转子冲片，所述第二转子冲片在形状和尺寸上对应于所述第一转子冲片上介于相邻的磁体槽之间的部分。

优选地，所述第一转子冲片由径向内侧的毂部连接成整体。

优选地，所述第一转子冲片由径向外侧的桥部连接成整体。

优选地，所述电机转子还包括与所述转子铁芯相连接的隔磁环。

本发明的另一方面的目的在于提供一种电机，其包括前面所述的电机转子。

本发明的电机转子在电机材料成本不增加的前提下，通过改变电机结构或转子装配方式，具体通过采用分块式结构的电机转子、或者通过采用不同的转子冲片结构交替叠压的方式，增加了空气气隙，减少了转子漏磁，实现了转子高效化，提升了电机效率。

附图说明

以下将参照附图对根据本发明的优选实施方式的电机转子及电机进行描述。图中：

图1和2为现有技术的切向式结构的电机转子的端面示意图；

图3和4分别以局部放大的形式示意地示出了图1和2的电机转子的局部漏磁位置；

图5为本发明的一个优选实施方式的电机转子的端面示意图；

图6为本发明的另一优选实施方式的电机转子的端面示意图；

图7为图5的电机转子的铁芯拼块的示意性透视图；

图8为图5的电机转子的隔磁环的示意性透视图；

图9为本发明的又一优选实施方式的电机转子的转子冲片的示意图；以及

图10为本发明的又另一优选实施方式的电机转子的转子冲片的示意图。

具体实施方式

针对现有技术的切向电机转子的局部漏磁的问题，本发明改进了电机转子的结构，以便在不增加电机材料成本、不减弱转子强度的前提下，减少转子漏磁，实现转子高效化，进而提升电机的效率。

具体地，如图5和6所示，本发明的一种优选实施方式的电机转子，例如切向式结构的电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯1、安装于(例如过盈地安装)所述磁体槽中的磁体(例如磁钢)2、和与所述转子铁芯1相连接的隔磁环(或称隔磁套)3，其中，所述转子铁芯1包括多个铁芯拼块4，各铁芯拼块4单独地连接至所述隔磁环3，相邻的铁芯拼块4与隔磁环3共同形成所述磁体槽。

例如，磁体2按照N/S交替安装于转子的磁体槽中，并且安装完成后的整个结构再与转子轴(未示出)进行装配。

优选地，本发明的磁钢采用方形或矩形结构。对应地，磁体槽的截面形状为方形或矩形，并且优选各磁体槽沿电机转子的周向呈放射状布置，也即，当沿电机转子的轴向看时，每个磁体槽沿电机转子的径向延伸。

由于转子铁芯由多个铁芯拼块拼接而成，并且，各个磁体槽是在铁芯拼块拼接完成后才形成，因而，磁体槽的径向外侧是敞开的。这种敞开式结构使得各个磁钢径向外侧存在空气气隙，空气气隙的两侧无法通过铁芯形成闭合磁路，空气磁阻较大，从而避免或减弱了如图3所示的局部漏磁的现象。

同时，多个铁芯拼块与隔磁环单独连接的构造，相比于图1所示的现有技术的构造，更容易保证结合的牢固性以及转子铁芯的整体强度。

再次，与图2所示的现有技术的结构相比，本发明的上述结构的电机转子的磁体槽径向外侧同样是敞开的(在这一点上，二者优选可以相同)，但由于采用了隔磁环，其在轴部的隔磁效果明显优于图2所示的隔磁孔。因此，本发明的电机转子还避免了如图4所示的局部漏磁的问题。

由于磁体槽的径向外侧是敞开的，为了限制磁体沿径向向外移动(例如在离心力作用下)，铁芯拼块4的径向外侧优选在朝向周向两侧的方向上具有凸起的止挡结构43，从而当两个铁芯拼块形成磁体槽时，所述止挡结构43在磁体槽的径向外侧阻止磁体向外移动。

优选地，如图7和8所示，为了将各个铁芯拼块4方便地安装至隔磁环3，所述隔磁环3的外周面上设有沿轴向延伸的限位安装槽32，所述铁芯拼块4的安装侧(即径向内侧)则具有与所述限位安装槽32形状配合的限位安装结构42。前述限位安装结构42优选与前述限位安装槽32过盈配合，从而安装后可以不再需要其它的紧固装置。

优选地，所述限位安装槽32包括燕尾槽和/或T形槽，所述限位安装结构42包括对应的燕尾结构和/或T形结构。例如，图5的实施例中，各个铁芯拼块4的安装侧均具有燕尾结构(具体如图7所示)，对应地，隔磁环3的外周面上设有燕尾槽(具体如图8所示)，所述燕尾结构例如与所述燕尾槽过盈配合。再例如，图6的实施例中，各个铁芯拼块4的安装侧均具有T形结构，对应地，隔磁环3的外周面上设有T形槽，所述T形结构例如与所述T形槽过盈配合。当然，同一个电机转子中也可以同时具有T形槽和燕尾槽，从而相应地同时安装有带T形结构的铁芯拼块和带燕尾结构的铁芯拼块。另外，铁芯拼块与隔磁环之间的配合处也可以采用能够限制铁芯拼块在隔磁环上沿周向和/或径向移动的其它结构。

优选地，本发明中所述的铁芯拼块4包括层叠的多个转子冲片41。例如，每个铁芯拼块4可以利用模具冲制出的转子冲片41通过叠压而成，各转子冲片41之间通过转子扣点固定，由此形成独立的铁芯拼块单元。

优选地，所述隔磁环3由非导磁金属材料(例如不锈钢、铝等)或非金属材料(例如聚酯材料等)制成。例如，可以利用金属材料采用机加工或压铸等加工方式进行制造，也可以利用非金属材料采用3D打印或注塑的方式获得。

基于上述通过设置空气气隙来降低漏磁的发明构思，本发明的还提供了另外一种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯和安装于所述磁体槽中的磁体，其中，优选如图9和10所示，所述转子铁芯由第一转子冲片11、21和第二转子冲片12、22交替叠压形成，其中，第二转子冲片12、22相比于第一转子冲片11、21在所述磁体槽的径向内侧部位和/或径向外侧部位至少部分地缺失。

本方案中，由于第二转子冲片在磁体槽的径向内侧部位和/或径向外侧部位有缺失部分，这些缺失部分便自然地形成为空气气隙，该部分空气气隙取代了相应的铁芯部分，便会带来漏磁的减少。因此，这种结构也可大大降低极间漏磁，实现转子高效化。

另一方面，由于交替存在的第一转子冲片在该部分空气气隙处存在实体部分，因而对于磁体的可靠定位及结构强度基本不受影响。

优选地，第一转子冲片11、21为整体式转子冲片，第二转子冲片12、22在形状和尺寸上对应于第一转子冲片上11、21介于相邻的磁体槽之间的部分。

由于第二转子冲片仅对应于第一转子冲片上介于相邻的磁体槽之间的部分，而不包括与磁体槽的径向内侧或径向外侧相对应的部分，因此，第二转子冲片拼合在一起后，其面积和/或体积仍小于第一转子冲片的面积和/或体积，由此不可避免地产生空气气隙。例如在图9的方案中，转子毂部位中交替地存在缺失的冲片体积，在图10的方案中，磁体槽的径向外侧部位中交替地存在缺失的冲片体积，这些缺失的冲片体积便形成空气气隙，这部分空气气隙取代铁芯会导致漏磁减少。

转子铁芯利用模具冲制出来的两种转子冲片交替地进行叠压制成，例如，一层或多层第一转子冲片上叠置一层或多层第二转子冲片并周而复始，每层第二转子冲片则包括多个第二转子冲片(因为每个第二转子冲片仅对应于第一转子冲片的一个片段)，叠压完成后，磁体再按N/S交替地装入磁体槽中，装配后的结构再与转子轴进行装配。

优选地，如图9所示，第一转子冲片11由径向内侧的毂部13连接成整体，毂部13用于与转子轴配合。这种方案中不采用隔磁环，磁体槽的径向内侧部位设置有隔磁孔。同时，这种方案中，磁体槽的径向外侧敞开，并且在磁体槽的径向外侧处设置有止挡结构14、并且在第二转子冲片的径向外侧处设置有止挡结构15，以限制磁体沿径向向外移动。

替代地，如图10所示，第一转子冲片21由径向外侧的桥部24连接成整体。此外，该桥部24还起到防止磁体沿径向向外移动的作用。另外，第二转子冲片22的径向外侧也设置有止挡结构25，其同样对防止磁体沿径向向外移动起作用。

优选地，图10的实施例中，电机转子还可以包括与所述转子铁芯相连接的隔磁环(未示出)，以实现径向内侧(即轴部)的隔磁。例如，隔磁环与叠压制成的转子铁芯过盈配合，之后，转子轴再与隔磁环进行配合。

容易想到的是，图9的各转子冲片与图10的各转子冲片也可以同时并存于一个转子铁芯中，以提高转子的强度。

本发明的另一方面还提供了一种电机，其包括本发明前面所述的电机转子。例如，该电机为切向式结构的永磁同步电机。本发明的电机由于采用前述的能减少局部漏磁的电机转子，从而可获得效率的提升。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯、安装于所述磁体槽中的磁体、和与所述转子铁芯相连接的隔磁环，其特征在于，所述转子铁芯包括多个铁芯拼块，各铁芯拼块单独地连接至所述隔磁环，相邻的铁芯拼块与隔磁环共同形成所述磁体槽。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述隔磁环的外周面上设有沿轴向延伸的限位安装槽，所述铁芯拼块的安装侧具有与所述限位安装槽形状配合的限位安装结构。

3.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，所述限位安装槽包括燕尾槽和/或T形槽，所述限位安装结构包括对应的燕尾结构和/或T形结构。

4.根据权利要求1-3之一所述的电机转子，其特征在于，所述铁芯拼块包括层叠的多个转子冲片。

5.根据权利要求1-4之一所述的电机转子，其特征在于，所述隔磁环由非导磁金属材料或非金属材料制成。

6.一种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯和安装于所述磁体槽中的磁体，其特征在于，所述转子铁芯由第一转子冲片和第二转子冲片交替叠压形成，其中，所述第二转子冲片相比于所述第一转子冲片在所述磁体槽的径向内侧部位和/或径向外侧部位至少部分地缺失。

7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述第一转子冲片为整体式转子冲片，所述第二转子冲片在形状和尺寸上对应于所述第一转子冲片上介于相邻的磁体槽之间的部分。

8.根据权利要求7所述的电机转子，其特征在于，所述第一转子冲片由径向内侧的毂部连接成整体。

9.根据权利要求7所述的电机转子，其特征在于，所述第一转子冲片由径向外侧的桥部连接成整体。

10.根据权利要求9所述的电机转子，其特征在于，所述电机转子还包括与所述转子铁芯相连接的隔磁环。

11.一种电机，其特征在于，其包括权利要求1-10之一所述的电机转子。