CN106341018B - 自启动电机转子、自启动永磁电机以及家用电器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种自启动电机转子、自启动永磁电机以及家用电器，其中，自启动电机转子包括第一转子铁芯，中部开设有第一磁钢槽，第一转子铁芯的边缘开设有鼠笼槽；第二转子铁芯，第二转子铁芯设置在第一转子铁芯的一端，第二转子铁芯包括若干依次叠加的导磁片，导磁片包括导磁条和与导磁条连接的若干的导磁单元，若干的导磁单元沿导磁条的长度方向排列，导磁条弯折呈环形，以使导磁单元位于环内，相邻导磁单元之间形成第二磁钢槽；鼠笼，鼠笼位于鼠笼槽内；磁钢，安装于第一磁钢槽和第二磁钢槽中。本发明技术方案中，由于可以将第二转子铁芯展开，使得两个第二转子铁芯的展开状态可以互补，从而减少废料的形成，提高材料的利用率。

Description

自启动电机转子、自启动永磁电机以及家用电器
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种自启动电机转子、自启动永磁电机以及家用电器。
背景技术
目前，自起动永磁同步电机多数采用鼠笼结构，该结构利用鼠笼绕组实现自起动。但鼠笼式自启动永磁同步电机中，转子铁芯的形状结构复杂，使得转子铁芯在加工过程中，转子铁芯的各部分之间相互影响，使得原材料的冲裁利用率低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种自启动电机转子，旨在提高转子铁芯原材料的利用率。
为实现上述目的，本发明提出的自启动电机转子，包括：
第一转子铁芯，中部开设有第一磁钢槽，所述第一转子铁芯的边缘开设有鼠笼槽；
第二转子铁芯，所述第二转子铁芯设置在所述第一转子铁芯的一端，所述第二转子铁芯包括若干依次叠加的导磁片，所述导磁片包括导磁条和与所述导磁条连接的若干的导磁单元，若干的所述导磁单元沿所述导磁条的长度方向排列，所述导磁条弯折呈环形，以使所述导磁单元位于环内，相邻所述导磁单元之间形成第二磁钢槽；
鼠笼，所述鼠笼位于所述鼠笼槽内；
磁钢，安装于第一磁钢槽和第二磁钢槽中。
优选地，所述导磁条和所述导磁单元一体成型设置。
优选地，所述导磁单元呈仿扇形设置，所述导磁单元的弧形侧与所述导磁条的一侧贴合。
优选地，所述导磁单元的数量为电机极数的整数倍。
优选地，相邻两所述导磁单元以及导磁条所围合形成的空间的形状，与所述导磁单元的形状对应。
优选地，若干所述导磁片一体成型设置。
优选地，所述第二转子铁芯的数量为两个，两所述第二转子铁芯分别设置在所述第一转子铁芯的两端；
所述自启动电机转子还包括两压板，两所述压板分别与所述第二转子铁芯远离所述第一转子铁芯的一端紧配合。
优选地，两所述压板中的一个所述压板与所述鼠笼一体成型设置。
优选地，所述压板包括止挡部和与所述止挡部固定连接的安装部；
所述安装部呈环形设置，所述安装部套设于所述第二转子铁芯上，所述止挡部对应所述第二磁钢槽设置。
本发明还提出一种自启动永磁电机，包括自启动电机转子，自启动电机转子包括：
第一转子铁芯，中部开设有第一磁钢槽，所述第一转子铁芯的边缘开设有鼠笼槽；
第二转子铁芯，所述第二转子铁芯设置在所述第一转子铁芯的一端，所述第二转子铁芯包括若干依次叠加的导磁片，所述导磁片包括导磁条和与所述导磁条连接的若干的导磁单元，若干的所述导磁单元沿所述导磁条的长度方向排列，所述导磁条弯折呈环形，以使所述导磁单元位于环内，相邻所述导磁单元之间形成第二磁钢槽；
鼠笼，所述鼠笼位于所述鼠笼槽内；
磁钢，安装于第一磁钢槽和第二磁钢槽中。
本发明还提出一种家用电器，该家用电器包括自启动永磁电机，该自启动永磁电机包括自启动电机转子，所述自启动电机转子包括：
第一转子铁芯，中部开设有第一磁钢槽，所述第一转子铁芯的边缘开设有鼠笼槽；
第二转子铁芯，所述第二转子铁芯设置在所述第一转子铁芯的一端，所述第二转子铁芯包括若干依次叠加的导磁片，所述导磁片包括导磁条和与所述导磁条连接的若干的导磁单元，若干的所述导磁单元沿所述导磁条的长度方向排列，所述导磁条弯折呈环形，以使所述导磁单元位于环内，相邻所述导磁单元之间形成第二磁钢槽；
鼠笼，所述鼠笼位于所述鼠笼槽内；
磁钢，安装于第一磁钢槽和第二磁钢槽中。
本发明技术方案中，在加工第二转子铁芯时，先将原材料按照第二转子铁芯展开状态冲裁，即将原材料冲裁成导磁条和导磁单元，由于展开后的导磁单元之间的相对位置关系更加简单，使得第二转子铁芯各部分结构之间的相互影响减小，使得在冲裁导磁条和导磁单元时，可以提高原材料的利用率，或者说由于可以将第二转子铁芯展开，使得两个第二转子铁芯的展开状态可以互补，从而减少废料的形成。例如，导磁单元呈齿状，那么相邻两导磁单元之间的间隙也呈齿状，此时，在冲裁一个第二转子铁芯后，剩余的材料可以冲裁掉很少废料的情况下获得另一导磁片的展开形态。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明自启动电机转子一实施例的爆炸结构示意图；
图2为图1中压板的结构示意图；
图3为图1中第二转子铁芯的结构示意图；
图4为图3中第二转子铁芯展开后的结构示意图；
图5为图3中第二转子铁芯的导磁片展开后的结构示意图；
图6为图1中第一转子铁芯、第二转子铁芯和磁钢装配后的结构示意图；
图7为图1装配后的结构示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
100 第一转子铁芯 110 第一磁钢槽
120 鼠笼槽 130 硅钢片
200 第二转子铁芯 210 导磁片
211 导磁条 212 导磁单元
220 第二磁钢槽 300 鼠笼
400 磁钢 500 压板
510 安装部 520 止挡部
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明主要提出一种自启动电机转子，主要应用于自启动永磁电机中，以增加自启动永磁电机的制造效率。其中，自启动永磁电机指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。该自启动永磁电机一般包括壳体，定子和转子，其中，转子又包括转子铁芯和导线绕组，导线绕组缠绕在转子铁芯上。
以下将主要描述自启动电机转子的具体结构。
参照图1至图4，在本发明实施例中，该自启动电机转子包括：
第一转子铁芯100，中部开设有第一磁钢槽110，所述第一转子铁芯100的边缘开设有鼠笼槽120；
第二转子铁芯200，所述第二转子铁芯200设置在所述第一转子铁芯100的一端，所述第二转子铁芯200包括若干依次叠加的导磁片210，所述导磁片210包括导磁条211和与所述导磁条211连接的若干的导磁单元212，若干的所述导磁单元212沿所述导磁条211的长度方向排列，所述导磁条211弯折呈环形，以使所述导磁单元212位于环内，相邻所述导磁单元212之间形成第二磁钢槽220；
鼠笼300，所述鼠笼300位于所述鼠笼槽120内；
磁钢400，安装于第一磁钢槽110和第二磁钢槽220中。
具体地，本实施例中，第一转子铁芯100包括若干形状相同的硅钢片130，若干硅钢片130依次层叠组合形成第一转子铁芯100，硅钢片130的形状可以有很多，如矩形、方形等，本实施例中，硅钢片130以呈圆形设置为例。在硅钢片130的圆心位置开设有轴孔，以供电机的转轴安装其中。第一磁钢槽110以轴孔为中心向硅钢片130的四周辐射，第一磁钢槽110的横截面形状可以为多种，例如矩形、圆形等，本实施例中以矩形槽为例。鼠笼槽120开设在硅钢片130的边缘，且沿硅钢片130的径向方向延伸，若干的鼠笼槽120沿硅钢片130的外缘排列。
第二转子铁芯200包括若干依次叠加的导磁片210，所述导磁片210包括导磁条211和与所述导磁条211连接的若干的导磁单元212，若干的所述导磁单元212沿所述导磁条211的长度方向排列，所述导磁条211弯折呈环形，以使所述导磁单元212位于环内，相邻所述导磁单元212之间形成第二磁钢槽220。具体地，导磁条211呈长条形设置，导磁条211背对导磁单元212的一侧呈弧形设置，当导磁条211弯折围合后，背对导磁单元212的一侧拼接成圆形。导磁单元212的形状可以有很多，在此不作特殊限定，例如方向、矩形或多边形等均可，以扇形为例。相比传统的第二转子铁芯200(由若干的形状相同的导磁片210依次层叠组合形成，在导磁片210的圆心位置开设有轴孔，以供电机的转轴安装其中。第二磁钢槽220以轴孔为中心向导磁片210的四周辐射。第二磁钢槽220将导磁片210分割形成若干的导磁单元212，每一导磁单元212与围成轴孔的导磁片210的连接处为内磁桥，相邻两导磁单元212远离轴孔的位置(导磁片210的边缘)的连接处为外磁桥。其中，内磁桥具有打开(连接处断开)和关闭(连接处连接)两个状态，外磁桥也具有打开(连接处断开)和关闭(连接处连接)两个状态。)，第二转子铁芯200的外磁桥关闭、内磁桥全部打开，此时所有的第二磁钢槽220相互连通。
磁钢400为永磁体，其形状与第一磁钢槽110和第二磁钢槽220的形状和尺寸对应。磁钢400的形状可以有很多，如长方体、正方体或者圆柱体等。本实施例中，磁钢400以呈长方体块设置为例。
鼠笼300包括笼条和连接筋，若干的笼条平行设置，并排列呈圆环形，连接筋呈环形设置，连接筋的数量为两条，两连接筋分别与笼条的两端固定连接。本实施例中的鼠笼300通过铸造成型。先将第二转子铁芯200设置到第一转子铁芯100的一端，将第一磁钢槽110和第二磁钢槽220对正后，将融化后的浇铸液注入第一转子铁芯100的鼠笼槽120内，以使笼条凝固形成于鼠笼槽120内，再在模具的作用下，形成与笼条一体成型设置的连接筋。连接筋形成后，第二转子铁芯200靠近第一转子铁芯100的一端位于鼠笼槽120内。然后再将磁钢400插入到第一磁钢槽110和第二磁钢槽220中，第一磁钢槽110和第二磁钢槽220的形状和尺寸相当。鼠笼300的材质可以有很多种，例如铁、钢等，本实施例中，以铝为例。
安装自启动电机转子时，先将第二转子铁芯200设置到第一转子铁芯100的一侧，使得第一钢槽和第二钢槽对正，第一转子铁芯100的轴孔与第二转子铁芯200的轴孔对正，再将浇铸液注入第一转子铁芯100的鼠笼槽120内，以使笼条凝固形成于鼠笼槽120内，完成第一转子铁芯100、第二转子铁芯200和鼠笼300的配合后，将磁钢400插入第一磁钢槽110和第二磁钢槽220中。
在加工第二转子铁芯200时，先将原材料按照第二转子铁芯200展开状态冲裁，即将原材料冲裁成导磁条211和导磁单元212，由于展开后的导磁单元212之间的相对位置关系更加简单，使得第二转子铁芯200各部分结构之间的相互影响减小，使得在冲裁导磁条211和导磁单元212时，可以提高原材料的利用率，或者说由于可以将第二转子铁芯200展开，使得两个第二转子铁芯200的展开状态可以互补，从而减少废料的形成。例如，导磁单元212呈齿状，那么相邻两导磁单元212之间的间隙也呈齿状，此时，在冲裁一个第二转子铁芯200后，剩余的材料可以冲裁掉很少废料的情况下获得另一导磁片210的展开形态。
在电机工作时，第二转子铁芯200将磁能聚集，然后沿轴向传递至第一转子铁芯100上，第一转子铁芯100将获得的磁能沿径向方向传递至定子上，在上述磁传导过程中，由于各导磁单元212依靠导磁条211相互连接，由于导磁条211的尺寸较小(需要弯折不能太大)，可以大幅的减少导磁单元212之间相互传递，而更多的沿轴向方向传递至第一转子铁芯100，有利于提高磁传导率，有利于提高电机的能量转换率。
为了减少导磁条211和导磁单元212之间的装配工艺，提高制造导磁片210的展开形态的效率，所述导磁条211和所述导磁单元212一体成型设置。第二转子铁芯200的的原材料以硅钢板为例，在制造第二转子铁芯200时，先在硅钢板上冲裁出展开形态，然后将展开形态的第二转子铁芯200弯折设置呈环状即可。
为了提高材料的利用率，所述导磁单元212呈仿扇形设置，所述导磁单元212的弧形侧与所述导磁条211的一侧贴合。仿扇形为大体呈扇形设置，由于一些实际需求，对扇形的一些位置进行小的变动，例如，扇形的圆心角的位置具有宽度而非尖角，和齿形类比的话，与齿顶宽相当。当然，在一些实施例中，扇形弧段所对的圆心角也可以为尖角。通过如此设置，第二转子铁芯200的形态非常规整，更加有利于提高两个导磁片210的展开形态的互补度。
在一些实施例中，为了提高材料的利用率，相邻两所述导磁单元212以及导磁条211所围合形成的空间的形状，与所述导磁单元212的形状对应。即导磁单元212和相邻两导磁单元212以及导磁条211所围成的空间完全互补，本实施例中，导磁单元212以呈仿扇形设置为例。仿扇形弧形侧的宽度与相邻两导磁单元212顶部之间的距离相当，仿扇圆心角侧的宽度与相邻两导磁单元212底部之间的距离相当。使得导磁单元212的互补度非常高，从而可以更加充分的利用材料。
当然，在一些实施例中，为了减少冲裁单个导磁片210的次数，和减少连接导磁片210的工艺步骤，将若干所述导磁片210一体成型设置。即本实施例中的第二导磁铁芯为一个整体，可以通过冲裁的方式，或者铸造等方式获得。
为例提高导磁单元212的利用率，所述导磁单元212的数量为电机极数的整数倍。即本实施例中，导磁单元212的数量可以为电机磁极数的一倍、两倍等，以导磁单元212的数量和极数相等为例，此时导磁单元212与电极一一对应，使得导磁单元212可以充分发挥其聚磁和导磁功能。
为了提高对磁钢400轴向方向限位的效率，所述第二转子铁芯200的数量为两个，两所述第二转子铁芯200分别设置在所述第一转子铁芯100的两端；所述自启动电机转子还包括两压板500，两所述压板500分别与所述第二转子铁芯200远离所述第一转子铁芯100的一端紧配合。
两个第二转子铁芯200分别设置在第一转子铁芯100的两端，在先后将鼠笼300和磁钢400安装后，两个压板500分别与第二转子铁芯200原离第一转子铁芯100的一端扣合固定。压板500与所述第二转子铁芯200远离所述第一转子铁芯100的一端紧配合，即压板500用于与第二转子铁芯200紧配合，以阻挡磁钢400从磁钢槽的端部脱落。由于压板500对应第二磁钢槽220设置，使得压板500与第二转子铁芯200紧配合后，磁钢400不能从磁钢槽中移动出来。压板500与第二转子铁芯200紧配合的方式有很多，例如，压板500具有卡合第二转子铁芯200的卡合部，压板500卡合在第二转子铁芯200的外侧壁上，或者第二转子铁芯200具有卡合部，第二转子铁芯200卡合在压板500上，又或者在压板500和第二转子铁芯200中均设置有卡合部，两卡合部相互紧配合以实现压板500和第二转子铁芯200的紧配合。
其中，所述压板500包括止挡部520和与所述止挡部520固定连接的安装部510；所述安装部510与所述第二转子铁芯200紧配合，所述止挡部520对应所述磁钢槽设置，所述安装部510呈环形设置，所述安装部510套设于所述第二转子铁芯200上，所述止挡部520对应所述磁钢槽设置。具体地，止挡部520用于止挡磁钢的轴向移动，止挡部520的形状在此不作限定，可以为圆形、环形、方形等，以呈原板设置为例。可以理解的是，在止挡部520上，对应第二转子铁芯200轴孔的位置开设有过孔，以电机的转轴穿过。安装部510需要第二转子铁芯200实现紧配合，可以为沿止挡部520周向分布的卡扣(即卡扣排列呈环形)，多个卡扣同时卡住第二转子铁芯200的外侧壁，当然，在一些实施例中，安装部510也可以呈一个整体的环形设置，直接套设在第二转子铁芯200的外侧壁上。本实施例中，通过安装部510与第二转子铁芯200紧配合，并将止挡部520对应第二磁钢槽220设置，使得压板500可以很好的从轴向将磁钢固定。
将压板500与第二转子铁芯200远离第一转子铁芯100的一端紧配合，从而完成自启动电机转子的安装，在上述安装过程中，磁钢的轴向自由度由压板500与第二转子铁芯200的紧配合来实现，即通过压板500和第二转子铁芯200二者之间本身的形状和结构来实现配合，有利于提高压板500和第二转子铁芯200的安装效率，从而有利于提高安装自启动电机转子的效率。
在此值得说明的是，磁钢轴向的位置限定，可以根据实际需求，采用不同的限位方式，可以是一端通过压板500与第二转子铁芯200的紧配合来限位，也可是两端均通过压板500与第二转子铁芯200的紧配合来限位。
在一些实施例中，为了减少压板500的加工步骤和装配压板500的步骤，两所述压板500中的一个所述压板500与所述鼠笼300一体成型设置。即将一个压板500与鼠笼300一体成型设置，此时，在安装电极转子的过程中，只需要扣合一个压板500和一个第二转子铁芯200，而另一个第二转子铁芯200直接与鼠笼300的端部抵接。此时，第二铁芯转子的数量可以为一个，即磁钢远离第二转子铁芯200的一端直接与鼠笼300的端部(与鼠笼300一体成型的压板500)抵接。
本发明还提出一种自启动永磁电机，该自启动永磁电机包括定子和自启动电机转子，该自启动电机转子的具体结构参照上述实施例，由于本自启动永磁电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，定子具有收容腔，自启动电机转子设置在收容腔内。
本发明还提出一种家用电器，该电器设备包括自启动永磁电机，该自启动永磁电机的具体结构参照上述实施例，由于本电器设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。该家用电器可以为空调器、洗衣机、风扇等需要使用电机的家用电器。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种自启动电机转子，其特征在于，包括：
第一转子铁芯，中部开设有第一磁钢槽，所述第一转子铁芯的边缘开设有鼠笼槽；
第二转子铁芯，包括若干依次叠加的导磁片，所述导磁片包括导磁条和与所述导磁条连接的若干的导磁单元，若干的所述导磁单元沿所述导磁条的长度方向排列，所述导磁条弯折呈环形，以使所述导磁单元位于环内，相邻所述导磁单元之间形成第二磁钢槽；所述导磁单元的数量为电机极数的整数倍；所述第二转子铁芯的数量为两个，并分别设置在所述第一转子铁芯的两端；
鼠笼，所述鼠笼位于所述鼠笼槽内；
磁钢，安装于第一磁钢槽和第二磁钢槽中；
压板，所述压板的数量为两个，并分别与所述第二转子铁芯远离所述第一转子铁芯的一端紧配合，两所述压板中的一个所述压板与所述鼠笼一体成型设置。
2.如权利要求1所述的自启动电机转子，其特征在于，所述导磁条和所述导磁单元一体成型设置。
3.如权利要求1所述的自启动电机转子，其特征在于，所述导磁单元呈仿扇形设置，所述导磁单元的弧形侧与所述导磁条的一侧贴合。
4.如权利要求1所述的自启动电机转子，其特征在于，相邻两所述导磁单元以及导磁条所围合形成的空间的形状，与所述导磁单元的形状对应。
5.如权利要求1所述的自启动电机转子，其特征在于，若干所述导磁片一体成型设置。
6.如权利要求1所述的自启动电机转子，其特征在于，所述压板包括止挡部和与所述止挡部固定连接的安装部；
所述安装部呈环形设置，所述安装部套设于所述第二转子铁芯上，所述止挡部对应所述第二磁钢槽设置。
7.一种自启动永磁电机，其特征在于，包括如权利要求1至6中任意一项所述的自启动电机转子。
8.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求7所述的自启动永磁电机。
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