CN105990920A - 转子铁芯及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种转子铁芯及具有其的电机。转子铁芯，包括：多个叠压的转子冲片，每个转子冲片包括轴孔和多个沿转子冲片的周向均布且沿径向方向延伸的磁钢槽，每个磁钢槽具有：外沿直壁，垂直于转子冲片的径向方向设置；内沿直壁，平行于外沿直壁设置并位于外沿直壁与轴孔之间；第一侧壁，连接于外沿直壁的一端和内沿直壁的一端之间；第二侧壁，与第一侧壁相对设置并连接于外沿直壁的另一端和内沿直壁的另一端之间；其中，第一侧壁和第二侧壁中至少一个相对于外沿直壁倾斜设置。本发明的转子铁芯能够减少电机振动和噪声。

Description

转子铁芯及具有其的电机

技术领域

本发明涉及电器设备领域，具体而言，涉及一种转子铁芯及具有其的电机。

背景技术

在现有技术中，涉及到一种永磁电机切向磁钢转子结构。该冲片采用槽口不对称结构通过正反向轴向叠置，达到斜极效果。然而，不对称开口槽起到斜极作用，但内隔磁漏磁大，电机性能有所下降。

在另一种现有技术中，涉及一种切向转子冲片和具有其的转子铁芯、电机。该转子冲片内(外)隔磁桥分别与相邻内(外)隔磁桥沿周向交替断开，其铁芯采用该类转子冲片进行回放式叠置，使得外隔磁桥断开与未断开的冲片交替放置，从而减少漏磁。转子内隔磁桥存在凸起(防止磁钢移动)点，该点与磁钢极间部分形成闭合回路，导致漏磁增加，另转子内环尺寸的减少，导致转子冲片强度变差。回放式交叉叠置，工艺难度大，不便于一次成型。

再一种现有技术涉及一种转子铁芯和具有其的电机。该铁芯由外隔磁桥断开的第一冲片与外隔磁桥连接的第二冲片交替轴向叠置，增加了铁芯强度，减少外部漏磁。然而，转子极间与相邻极间形成闭合回路，漏磁更多，外隔磁完全断开的冲片容易翘片变形，第一冲片与第二冲片的交替叠压，工艺复杂，难度大。

还一种现有技术涉及一种切向式永磁同步电动机转子，该转子采用隔磁套隔磁且隔磁套与磁钢间的内隔磁桥完全切断，减少漏磁的同时并对钢轴有抱紧作用。然而虽然采用隔磁套隔磁的隔磁效果好，但成本高，工艺复杂，另外，整个转子依靠外隔磁桥进行连接，转子强度低。

综上所述，现有技术中存在如下问题：转子直槽结构振动噪声大，而斜槽结构难以实施问题；切向式转子结构漏磁严重，磁钢利用率低，性能下降而成本增加；切向式电机转子结构退磁能力差，过载能力下降；采用防漏磁套环或减少内隔磁桥的厚度等方式，导致工艺复杂、转子强度低等问题；磁钢充磁后，装配过程中，容易把N、S极性装反。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种能够减少电机振动和噪声的转子铁芯及具有其的电机。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转子铁芯，包括：多个叠压的转子冲片，每个转子冲片包括轴孔和多个沿转子冲片的周向均布且沿径向方向延伸的磁钢槽，每个磁钢槽具有：外沿直壁，垂直于转子冲片的径向方向设置；内沿直壁，平行于外沿直壁设置并位于外沿直壁与轴孔之间；第一侧壁，连接于外沿直壁的一端和内沿直壁的一端之间；第二侧壁，与第一侧壁相对设置并连接于外沿直壁的另一端和内沿直壁的另一端之间；其中，第一侧壁和第二侧壁中至少一个相对于外沿直壁倾斜设置。

进一步地，第一侧壁为相对于外沿直壁倾斜设置的直壁，第二侧壁平行于转子冲片的径向方向设置以使磁钢槽呈楔形。

进一步地，第一侧壁为相对于外沿直壁倾斜设置的直壁，第二侧壁为相对于外沿直壁倾斜设置的直壁。

进一步地，第一侧壁与第二侧壁之间的距离朝向远离轴孔的方向逐渐增大。

进一步地，第一侧壁为相对于外沿直壁倾斜设置的弧形壁。

进一步地，第二侧壁为弧形壁或平行于转子冲片的径向方向设置的直壁。

进一步地，第一侧壁与第二侧壁之间的夹角为θ，其中，0°＜θ＜360/8P，P为极对数。

进一步地，每两个磁钢槽形成一组磁钢槽组，磁钢槽组中的两个磁钢槽的底部相互连通共同形成闭口槽。

根据本发明的另一个方面，还提供了电机，包括至少两组沿轴向方向设置且相互连接的转子铁芯，转子铁芯为上述的转子铁芯。

进一步地，每相邻两组转子铁芯中包括相互连接的一组正向叠压放置的转子铁芯和一组反向叠压放置的转子铁芯，磁钢槽内设置有永磁体。

应用本发明的转子铁芯，其中，外沿直壁垂直于转子冲片的径向设置，第一侧壁或者第二侧壁的至少一个相对于该外沿直壁倾斜设置，达到斜极效果，降低齿槽转矩，减少电机振动和噪声。本发明的转子铁芯能够减少电机振动和噪声。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的转子冲片正反叠压后的转子铁芯的主视图；

图2示出了根据本发明的转子冲片正反叠压后的转子铁芯的立体图；

图3示出了根据本发明的转子冲片的正向放置结构示意图；

图4示出了根据本发明的转子冲片的反向放置结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、轴孔；

20、磁钢槽；

21、外沿直壁；22、内沿直壁；23、第一侧壁；24、第二侧壁；

30、永磁体；

40、极间部分；

50、环形区域；

60、内隔磁桥；

70、外隔磁桥。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1和图2所示，根据本发明的一个方面，提供了一种转子铁芯。

具体地，转子铁芯包括多个叠压的转子冲片、外沿直壁21、内沿直壁22、第一侧壁23和第二侧壁24。

如图3和图4所示，每个转子冲片包括轴孔10和多个磁钢槽20。多个磁钢槽20沿转子冲片的周向均布，每个磁钢槽20沿径向方向延伸。

其中，每个磁钢槽20具有外沿直壁21、内沿直壁22、第一侧壁23和第二侧壁24。外沿直壁21垂直于转子冲片的径向方向设置，内沿直壁22平行于外沿直壁21设置并位于外沿直壁21与轴孔10之间，外沿直壁21与内沿直壁22相互平行。第一侧壁23连接于外沿直壁21的一端和内沿直壁22的一端之间，第二侧壁24与第一侧壁23相对设置，第二侧壁24连接于外沿直壁21的另一端和内沿直壁22的另一端之间。其中，第一侧壁23和第二侧壁24中至少一个与外沿直壁21不平行设置也不垂直设置，即第一侧壁23和第二侧壁24中至少一个相对于外沿直壁21倾斜设置，也就是说第一侧壁23和第二侧壁24中至少一个的延伸方向与转子冲片的径向方向具有夹角。其中，第一侧壁23、第二侧壁24、外沿直壁21和内沿直壁22围成磁钢槽20，磁钢槽20的两端开口分别位于转子冲片的两个端面上，该开口与端面齐平。

由于外沿直壁21垂直于转子冲片的径向设置，第一侧壁23或者第二侧壁24的至少一个相对于该外沿直壁21倾斜设置，达到斜极效果，降低齿槽转矩，减少电机振动和噪声。

如图1至4可知，第一侧壁23为相对于外沿直壁21倾斜设置的直壁，第二侧壁24平行于转子冲片的径向方向设置以使磁钢槽20呈楔形。这样的设计，使得装磁钢面积增大，提高了电机的功率密度，减少了电机的体积。又由于楔形形状的结构，磁钢可以牢固的卡在磁钢槽20内，无需卡扣或铁芯凸起等固定措施，从而减少漏磁，提高磁钢利用率。由于无卡扣结构，磁钢极间部分40与转子环形区域50的连接部分可以做得更厚，增加了转子冲片的强度。楔形使得磁钢的厚度方向可以进一步增大，使得退磁能力大大提高。而且由于磁钢槽的不对称性，磁钢充磁后，装配过程中，不容易把N、S极性装反，能起到防错作用。

本发明的另一种实施例中，第一侧壁23为相对于外沿直壁21倾斜设置的直壁，第二侧壁24为相对于外沿直壁21倾斜设置的直壁。进一步增加了装磁钢的面积，提高了电机的功率密度，减少了电机的体积。同上述实施例的道理，磁钢可以牢固的卡在磁钢槽20内，无需卡扣或铁芯凸起等固定措施，从而减少漏磁，提高磁钢利用率。由于无卡扣结构，磁钢极间部分40与转子环形区域50的连接部分可以做得更厚，增加了转子冲片的强度。

如图1至图4所示，第一侧壁23与第二侧壁24之间的距离朝向远离轴孔10的方向逐渐增大，以便能够达到更好的斜极效果。同时增加了装磁钢的面积，提高了电机的功率密度，减少了电机的体积。

图中未示出本实施例，优选地，第一侧壁23为相对于外沿直壁21倾斜设置的弧形壁。可以增加更多的装磁钢的面积，提高了电机的功率密度，减少了电机的体积。同样也能将磁钢可以牢固的卡在磁钢槽20内，无需卡扣或铁芯凸起等固定措施，从而减少漏磁，提高磁钢利用率。由于无卡扣结构，磁钢极间部分40与转子环形区域50的连接部分可以做得更厚，增加了转子冲片的强度。

在其他实施例中，第一侧壁23为弧形壁，第二侧壁24为弧形壁。或者，第一侧壁23为弧形壁，第二侧壁24为平行于转子冲片的径向方向设置的直壁。第二侧壁24为直壁，结构简单且稳定。在第一侧壁23为弧形壁时，第二侧壁24也为弧形壁，可见装磁钢的面积进一步扩大，提高了电机的功率密度，减少了电机的体积。

优选地，第一侧壁23与第二侧壁24之间的夹角为θ，其中，0°＜θ＜360/8P，P为极对数。斜极效果更好，降低齿槽转矩，减少电机振动和噪声。

如图2所示，每两个磁钢槽20形成一组磁钢槽组，磁钢槽组中的两个磁钢槽20的底部相互连通共同形成闭口槽，连通的底部充满空气以形成磁钢槽内隔磁桥。可以保证减少漏磁，提高磁钢利用率。又由于内磁路一边完全隔断，几乎无漏磁，所以转子冲片的另一端可设计较厚，从而提高转子的结构强度。其中，转子铁芯的外周与外沿直壁21之间形成有外隔磁桥70，相邻两个磁钢槽组之间形成有内隔磁桥60。

根据本发明的另一个方面，还提供了电机，如图1和图2所示，该电机包括至少两组沿轴向方向设置且相互连接的转子铁芯，转子铁芯为上述的转子铁芯。

本发明提供了一种优选实施例，每相邻两组转子铁芯中包括相互连接的一组正向叠压放置的转子铁芯和一组反向叠压放置的转子铁芯，磁钢槽20内设置有永磁体30。在轴向方向的正反放置可以使得转子强度提高。在上述实施例中，磁钢槽20有对称设置的，也有不对称设置的。优选地，转子冲片采用不对称磁钢槽20和设置在该不对称的磁钢槽20中的磁钢，轴向方向进行正反放置，正反叠置的转子结构起到了斜槽结构的作用，达到斜极效果且工艺简单，而且，在减少漏磁的同时，保证了转子的结构强度。又由于磁钢的楔形结构，在一定程度上加大电机的退磁能力，另槽楔的不对称，也使得转子冲片无需设计卡扣就能有效防止磁钢因为离心力的作用而甩出，从而改善漏磁，提高磁钢利用率，降低电机成本。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、采用该方案，带有不对称楔形结构的转子冲片分段叠置，起到斜极效果，降低齿槽转矩，减少电机振动和噪声；

2、由于楔形形状结构，磁钢可以牢固的卡在磁钢槽内，无需卡扣或铁芯凸起等固定措施，从而减少漏磁，提高磁钢利用率，由于无卡扣结构，磁钢极间部分与转子环形区域连接部分可以做得更厚，而轴向方向的正反放置也使得转子强度提高；

3、磁钢槽楔形结构提高磁钢可安装面积，从而提高功率密度，减少电机体积；

4、磁钢的厚度方向的增大，也使得退磁能力大大提高；

5、相比其他分段式磁钢结构，该方案充磁和装配工艺简单，易于批量生产，而且其磁钢的不对称性，带磁安装也能起到防错作用。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种转子铁芯，其特征在于，包括：多个叠压的转子冲片，每个所述转子冲片包括轴孔(10)和多个沿所述转子冲片的周向均布且沿径向方向延伸的磁钢槽(20)，每个所述磁钢槽(20)具有：

外沿直壁(21)，垂直于所述转子冲片的径向方向设置；

内沿直壁(22)，平行于所述外沿直壁(21)设置并位于所述外沿直壁(21)与所述轴孔(10)之间；

第一侧壁(23)，连接于所述外沿直壁(21)的一端和所述内沿直壁(22)的一端之间；

第二侧壁(24)，与所述第一侧壁(23)相对设置并连接于所述外沿直壁(21)的另一端和所述内沿直壁(22)的另一端之间；

其中，所述第一侧壁(23)和所述第二侧壁(24)中至少一个相对于所述外沿直壁(21)倾斜设置。

2.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述第一侧壁(23)为相对于所述外沿直壁(21)倾斜设置的直壁，所述第二侧壁(24)平行于所述转子冲片的径向方向设置以使所述磁钢槽(20)呈楔形。

3.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述第一侧壁(23)为相对于所述外沿直壁(21)倾斜设置的直壁，所述第二侧壁(24)为相对于所述外沿直壁(21)倾斜设置的直壁。

4.根据权利要求2或3所述的转子铁芯，其特征在于，所述第一侧壁(23)与所述第二侧壁(24)之间的距离朝向远离所述轴孔(10)的方向逐渐增大。

5.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述第一侧壁(23)为相对于所述外沿直壁(21)倾斜设置的弧形壁。

6.根据权利要求5所述的转子铁芯，其特征在于，所述第二侧壁(24)为弧形壁或平行于所述转子冲片的径向方向设置的直壁。

7.根据权利要求2所述的转子铁芯，其特征在于，所述第一侧壁(23)与所述第二侧壁(24)之间的夹角为θ，其中，0°＜θ＜360/8P，P为极对数。

8.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，每两个所述磁钢槽(20)形成一组磁钢槽组，所述磁钢槽组中的两个所述磁钢槽(20)的底部相互连通共同形成闭口槽。

9.一种电机，其特征在于，包括至少两组沿轴向方向设置且相互连接的转子铁芯，所述转子铁芯为权利要求1至8中任一项所述的转子铁芯。

10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，每相邻两组转子铁芯中包括相互连接的一组正向叠压放置的转子铁芯和一组反向叠压放置的转子铁芯，所述磁钢槽(20)内设置有永磁体(30)。