CN106487133B - 一种电机及其转子 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机及其转子，转子铁芯沿周向均匀设置有多个关于转子铁芯的圆心对称的永磁体槽，永磁体嵌入适配的永磁体槽内，永磁体包括设置在弧形槽内的弧形磁钢和设置在方形槽内的方形磁钢，弧形磁钢沿转子铁芯的径向充磁，方形磁钢充磁方向厚度h1为小于等于R1/4，方形磁钢沿转子铁芯径向的厚度w1与弧形磁钢中心充磁方向厚度h2满足：w1+h2<R1‑R2‑a，R2为转子铁芯内径，a为弧形磁钢到转子铁芯内圆的最小距离，R1为转子铁芯外圆半径。通过对方形磁钢的充磁厚度，方形磁钢沿转子铁芯径向的厚度与弧形磁钢中心充磁方向厚度的关系限定，增大了每极磁通面积，使转子获得较大的每极磁通量，提高了电机效率。

Description

一种电机及其转子

技术领域

本发明涉及驱动装置技术领域，更具体的说，是涉及一种电机及其转子。

背景技术

电机是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，电磁式电动机包括定子和转子，而转子结构包括转子铁芯和永磁体组，具体地，转子铁芯上设置有永磁体槽，而永磁体嵌入永磁体槽内。

专利201020515535.X公开了一种切向聚磁结构的直流无刷方波电机转子，有两个永磁体截面对气隙提供每极磁通，提高气隙磁密。专利文件在矩形槽靠近转轴根部设置了圆弧形槽，以隔离了永磁体N-S间的漏磁场，减小了切向式转子结构的漏磁。但是专利文件提出的转子结构仍为传统的切向式转子磁路结构，每极的磁通面积为：磁钢宽度*铁芯长度*2，磁钢宽度小于转子内外径之差，对于切向式结构电机，每极磁通受到了转子内、外径的限制。

因此，如何提供一种转子结构，解决磁通面积受转子内径和外径限制的问题，以增大磁通面积，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电机的转子，以增大磁通面积，本发明还提供了一种具有该转子的电机。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电机的转子，包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯沿周向均匀设置有多个关于所述转子铁芯的圆心对称的永磁体槽，所述永磁体嵌入与其适配的所述永磁体槽内，其特征在于，

所述永磁体槽包括：两段方形槽和靠近所述转子铁芯圆心的弧形槽，两段所述方形槽和所述弧形槽组合形成U型槽结构，所述永磁体槽的对称轴过所述转子铁芯的圆心；

所述永磁体包括：设置在所述弧形槽内的弧形磁钢和设置在所述方形槽内的方形磁钢，所述弧形磁钢沿所述转子铁芯的径向充磁，并且所述方形磁钢充磁方向厚度h1小于等于R1/4，所述方形磁钢沿所述转子铁芯径向的厚度与所述弧形磁钢中心充磁方向厚度满足：w1+h2<R1-R2-a，其中w1为方形磁钢沿所述转子铁芯径向的厚度，h2为弧形磁钢中心充磁方向厚度，R2为转子铁芯内径，a为弧形磁钢到所述转子铁芯内圆的最小距离，R1为转子铁芯外圆半径。

优选地，上述的转子中，所述弧形槽与两段所述方形槽均连通，所述弧形磁钢和两段所述方形磁钢为一体式结构。

优选地，上述的转子中，所述方形槽对应的转子外圈处为直线段，所述直线段与所述方形槽端面平行。

优选地，上述的转子中，所述转子铁芯的外圆与所述方形槽之间设置有隔磁桥。

优选地，上述的转子中，所述隔磁桥沿所述转子铁芯径向的厚度大于0.35mm。

优选地，上述的转子中，所述方形槽与所述转子铁芯的外圈对应的端面为弧面，所述方形槽的弧面到所述转子铁芯外圈的距离大于0.35mm。

优选地，上述的转子中，所述弧形磁钢(2)到所述转子铁芯内圆的最小距离a大于等于2mm。

优选地，上述的转子中，所述弧形槽为圆弧槽，所述弧形磁钢(2)为圆弧磁钢。

一种电机，包括转子，其中，所述转子为上述任一项所述的转子。

经由上述的技术方案可知，本发明公开了一种电机的转子，包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯沿周向均匀设置有多个关于转子铁芯的圆心对称的永磁体槽，并将永磁体嵌入适配的永磁体槽内，其中，永磁体槽包括两段方形槽和靠近转子铁芯圆心的弧形槽，这两段方形槽和弧形槽组合形成U型槽结构，该永磁体槽的对称轴过转子铁芯的圆心；相应的，永磁体包括设置在弧形槽内的弧形磁钢和设置在方形槽内的方形磁钢，并且方形磁钢沿垂直于转子铁芯的径向方向充磁，而弧形磁钢沿转子铁芯的径向充磁，并将方形磁钢充磁方向厚度h1设置为小于等于R1/4，方形磁钢沿转子铁芯径向的厚度与弧形磁钢中心充磁方向厚度满足：w1+h2<R1-R2-a，其中w1为方形磁钢沿转子铁芯径向的厚度，h2为弧形磁钢中心充磁方向厚度，R2为转子铁芯内径，a为弧形磁钢到转子铁芯内圆的最小距离，R1为转子铁芯外圆半径。

通过对方形磁钢的充磁厚度，方形磁钢沿转子铁芯径向的厚度与弧形磁钢中心充磁方向厚度的关系限定，增大了每极磁通面积，使转子获得较大的每极磁通量，提高了电机效率。

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为本发明实施例提供的电机的转子的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电机的转子，以增大磁通面积，本发明的另一核心是提供一种具有该转子的电机。

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。

如图1所示，本发明公开了一种电机的转子，包括转子铁芯和永磁体，转子铁芯沿周向均匀设置有多个关于转子铁芯的圆心对称的永磁体槽，并将永磁体嵌入适配的永磁体槽内，其中，永磁体槽包括两段方形槽和靠近转子铁芯圆心的弧形槽，这两段方形槽和弧形槽组合形成U型槽结构，该永磁体槽的对称轴过转子铁芯的圆心；相应的，永磁体包括设置在弧形槽内的弧形磁钢2和设置在方形槽内的方形磁钢1，并且方形磁钢1沿垂直于转子铁芯的径向方向充磁，而弧形磁钢2沿转子铁芯的径向充磁，并将方形磁钢1充磁方向厚度h1设置为小于等于R1/4，方形磁钢1沿转子铁芯径向的厚度与弧形磁钢2中心充磁方向厚度满足：w1+h2<R1-R2-a，其中w1为方形磁钢1沿转子铁芯径向的厚度，h2为弧形磁钢2中心充磁方向厚度，R2为转子铁芯内径，a为弧形磁钢2到转子铁芯内圆的最小距离，R1为转子铁芯外圆半径。

通过对方形磁钢1的充磁厚度，方形磁钢1沿转子铁芯径向的厚度与弧形磁钢2中心充磁方向厚度的关系限定，增大了每极磁通面积，使转子获得较大的每极磁通量，提高了电机效率。

在一具体实施例中，将弧形槽与两段方形槽均连通，以进一步增大磁钢占用的体积，增大电机输出转矩。相应地，将弧形磁钢2和两段方形磁钢1设置为一体式结构，可进一步减小方形磁钢1端部漏磁的问题。

优选的实施例中，将方形槽对应的转子外圈处设置为直线段，并将直线段与方形槽端面平行布置。具体地，该直线段为原整圆转子铁芯的弦，即该转子铁芯的外圈轮廓为直线段和弧线段交替构成。由于方形磁钢切向放置，气隙磁密在其端部处出现很大峰值，引起很大的电磁力导致电机的振动噪声，并且由于该位置气隙磁密幅值发生突变，导致铁损增加。将转子铁芯外圆对应方形槽的位置设计为直线段，使该位置对应的气隙增大，削弱气隙磁密的突变，可以降低铁损，提高效率，并降低电磁力幅值，减小电机振动噪声。

进一步的实施例中，在转子铁芯的外缘与方形槽之间设置有隔磁桥，通过设置隔磁桥可降低转子铁芯漏磁的问题，提高电机的效率。在本申请中将隔磁桥沿转子铁芯径向的厚度设置为大于0.35mm，以提高隔磁桥的强度。

为了增加隔磁桥部位的转子铁芯的强度，优选的实施例中，用弧线段代替方形槽端部的直线结构，即方形槽靠近转子铁芯外圆的端面为弧面，结合上述部分，需要保证弧面到转子的直线段的最小距离大于一片硅钢片厚度，即大于隔磁桥的厚度，具体的大于0.35mm。

在上述技术方案的基础上，本申请中的弧形磁钢2到转子铁芯内圆的最小距离a大于等于2mm，以保证转子结构的强度。对于弧形磁钢2到转子铁芯内圆的最小距离a的具体尺寸可根据不同的需要进行设定且均在保护范围内。

具体的实施例中，将弧形槽设置为圆弧槽，并将内部的弧形磁钢2设置为圆弧磁钢，以进一步对弧形磁钢2的充磁方向进行设定。

此外，本申请还保护了一种电机，该电机具有上述实施公开的转子，因此，具有该转子的电机也具有上述所有技术效果，在此不再一一赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

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)

1.一种电机的转子，包括转子铁芯和永磁体，所述转子铁芯沿周向均匀设置有多个关于所述转子铁芯的圆心对称的永磁体槽，所述永磁体嵌入与其适配的所述永磁体槽内，其特征在于，

所述永磁体槽包括：两段方形槽和靠近所述转子铁芯圆心的弧形槽，两段所述方形槽和所述弧形槽组合形成U型槽结构，所述永磁体槽的对称轴过所述转子铁芯的圆心；

所述永磁体包括：设置在所述弧形槽内的弧形磁钢(2)和设置在所述方形槽内的方形磁钢(1)，所述弧形磁钢(2)沿所述转子铁芯的径向充磁，并且所述方形磁钢(1)充磁方向厚度h1小于等于R1/4，所述方形磁钢(1)沿所述转子铁芯径向的厚度与所述弧形磁钢(2)中心充磁方向厚度满足：w1+h2<R1-R2-a，其中w1为方形磁钢沿所述转子铁芯径向的厚度，h2为弧形磁钢中心充磁方向厚度，R2为转子铁芯内径，a为弧形磁钢到所述转子铁芯内圆的最小距离，R1为转子铁芯外圆半径。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述弧形槽与两段所述方形槽均连通，所述弧形磁钢(2)和两段所述方形磁钢(1)为一体式结构。

3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述方形槽对应的转子外圈处为直线段，所述直线段与所述方形槽端面平行。

4.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子铁芯的外圆与所述方形槽之间设置有隔磁桥。

5.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，所述隔磁桥沿所述转子铁芯径向的厚度大于0.35mm。

6.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述方形槽与所述转子铁芯的外圈对应的端面为弧面，所述方形槽的弧面到所述转子铁芯外圈的距离大于0.35mm。

7.根据权利要求1-6任一项所述的转子，其特征在于，所述弧形磁钢(2)到所述转子铁芯内圆的最小距离a大于等于2mm。

8.根据权利要求7所述的转子，其特征在于，所述弧形槽为圆弧槽，所述弧形磁钢(2)为圆弧磁钢。

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任一项所述的转子。