CN107733111A - 一种转子铁芯 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转子铁芯，包括：至少一组闭合式转子冲片组；以及至少一组开放式转子冲片组，其中，所述闭合式转子冲片组与开放式转子冲片组沿轴向交替层叠设置。根据本发明，其在提高转子输出能力的同时，还能够进一步增强转子的结构稳定性，兼顾了开放式转子及闭合式转子的优点，同时又规避了两者各自的不足，具有较广的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，特别涉及一种转子铁芯。
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，其主要作用是产生驱动转矩，作为电器或各种机械的动力源。电机按其结构和工作原理可以分为直流电机、异步电机、及同步电机，而同步电机通常又包括永磁同步电机、磁阻同步电机和磁带同步电机。
现有市场上内嵌式永磁体的永磁体槽径向外侧有两种结构，一种是开放式的，另一种是全封闭式及闭合式，开放式转子和闭合式转子它们的优缺点都很明显，同等条件下开放式的转子性能好，最大输出高，最大输出比闭合式转子高30％，但是开放式铁芯结构强度低，在运输或者搬运工程中铁芯会有变形从而导致转子原始不平衡量大，另外开放式转子在高速运转时稳定性较差，导致其结构类型的电机高速运转时噪音回避闭合式转子高3～5Db；而闭合式转子结构稳定性较好且噪声交底，但是其输出能力又不如开放式转子。
有鉴于此，实有必要开发一种转子铁芯，用以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种转子铁芯，其在提高转子输出能力的同时，还能够进一步增强转子的结构稳定性，兼顾了开放式转子及闭合式转子的优点，同时又规避了两者各自的不足，具有较广的应用前景。
为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种转子铁芯，包括：
至少一组闭合式转子冲片组；以及
至少一组开放式转子冲片组，
其中，所述闭合式转子冲片组与开放式转子冲片组沿轴向交替层叠设置。
优选的是，所述转子铁芯为多个开放式转子冲片组之间夹持一个闭合式转子冲片组。
优选的是，所述闭合式转子冲片组包括若干片沿轴向依次层叠的闭合式转子冲片，每片闭合式转子冲片包括：
闭合式冲片本体；以及
开设于闭合式冲片本体上的第一通孔与多个第一永磁体槽，
其中，第一通孔设于闭合式冲片本体的旋转中心处，多个第一永磁体槽在闭合式冲片本体的周向上呈放射状布置，相邻两个第一永磁体槽限定出位于两者之间的第一磁极，第一永磁体槽的内端与第一通孔之间形成有第一内隔磁桥，第一永磁体槽的外端与闭合式冲片本体的外周之间形成有外隔磁桥，若干片闭合式转子冲片相互结合成一刚性整体。
优选的是，所述开放式转子冲片组包括若干片沿轴向依次层叠的开放式转子冲片，每片开放式转子冲片包括：
开放式冲片本体；以及
开设于开放式冲片本体上的第二通孔与多个第二永磁体槽，
其中，第二通孔设于开放式冲片本体的旋转中心处，多个第二永磁体槽在开放式冲片本体的周向上呈放射状布置，相邻两个第二永磁体槽限定出位于两者之间的第二磁极，第二永磁体槽的内端与第二通孔之间形成有第二内隔磁桥，第二永磁体槽的外端连通有通往外界的隔磁通路，若干片开放式转子冲片相互结合成一刚性整体。
优选的是，若干组所述闭合式转子冲片组与若干组开放式转子冲片组在轴向交替地结合成一刚性整体，使得第一通孔与第二通孔相互连通形成用于安装转轴的转轴通孔，而第一永磁体槽与第二永磁体槽相互连通成用于安装永磁体的永磁体安装槽。
优选的是，第一永磁体槽的周向端面上形成有至少一个第一肩部；且第二永磁体槽的周向端面上形成有至少一个第二肩部。
优选的是，第一肩部沿第一永磁体槽的内侧凸起呈一直角，使得第一永磁体槽的外端形成有第一外隔磁槽；第二肩部沿第二永磁体槽的内侧凸起呈一直角，使得第二永磁体槽的外端形成有第二外隔磁槽。
优选的是，第一肩部(1121)设有两个，分别对称地形成于第一永磁体槽(112)两侧周向端面上；第二肩部(1221)设有两个，分别对称地形成于第二永磁体槽(122)两侧周向端面上。
优选的是，第一永磁体槽的内端形成有第一内隔磁槽，第二永磁体槽的内端形成有第二内隔磁槽。
优选的是，第一内隔磁槽沿周向的宽度尺寸大于第一永磁体槽沿周向的宽度尺寸，第二内隔磁槽沿周向的宽度尺寸大于第二永磁体槽沿周向的宽度尺寸。
优选的是，第一内隔磁槽的径向端面上形成有沿径向外侧凸起的内顶紧端。
优选的是，第二内隔磁槽的径向端面上形成有沿径向内侧凹陷的凹槽。
本发明与现有技术相比，其有益效果是：在提高转子输出能力的同时，还能够进一步增强转子的结构稳定性，兼顾了开放式转子及闭合式转子的优点，同时又规避了两者各自的不足，具有较广的应用前景。
附图说明
图1为根据本发明所述的转子铁芯的立体图；
图2为根据本发明所述的转子铁芯中闭合式转子冲片的俯视图；
图3为根据本发明所述的转子铁芯中开放式转子冲片的俯视图。
附图标记说明：
1-转子铁芯；
11-闭合式转子冲片，12-开放式转子冲片，13-隔磁通孔；
111-第一通孔，112-第一永磁体槽，113-第一内隔磁桥，1114-第一磁极
115-外隔磁桥，116-第一外隔磁空气桥，117-第一內隔磁空气桥，118-闭合式冲片本体；
121-第二通孔，122-第二永磁体槽，123-第二内隔磁桥，1214-第二磁极
125-隔磁通路，126-第二外隔磁空气桥，127-第二內隔磁空气桥，128-开放式冲片本体；
1121-第一肩部，1171-内顶紧端；
1221-第二肩部，1271-凹槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，本发明的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。在附图中，为清晰起见，可对形状和尺寸进行放大，并将在所有图中使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件。在下列描述中，诸如前部、背部、后部、左边、右边、顶部、底部、上部、下部等用词均只针对如图1～图3所示的结构分配而言。特别地，“高度”相当于从顶部到底部的尺寸，“宽度”相当于从左边到右边的尺寸，“深度”相当于从前到后的尺寸。这些相对术语是为了说明方便起见并且通常并不旨在需要具体取向。涉及附接、联接等的术语(例如，“连接”和“附接”)是指这些结构通过中间结构彼此直接或间接固定或附接的关系、以及可动或刚性附接或关系，除非以其他方式明确地说明。
参照图1，转子铁芯1包括：
至少一组闭合式转子冲片组；以及
至少一组开放式转子冲片组，
其中，所述闭合式转子冲片组与开放式转子冲片组沿轴向交替层叠设置。
在本申请一方面实施例中，所述转子铁芯1为多个开放式转子冲片组之间夹持一个闭合式转子冲片组。
如图2所示，所述闭合式转子冲片组包括若干片沿轴向依次层叠的闭合式转子冲片11，每片闭合式转子冲片11包括：
闭合式冲片本体118；以及
开设于闭合式冲片本体118上的第一通孔111与多个第一永磁体槽112，
其中，第一通孔111设于闭合式冲片本体118的旋转中心处，多个第一永磁体槽112在闭合式冲片本体118的周向上呈放射状布置，相邻两个第一永磁体槽112限定出位于两者之间的第一磁极114，第一永磁体槽112的内端与第一通孔111之间形成有第一内隔磁桥113，第一永磁体槽112的外端形成有外隔磁桥115，若干片闭合式转子冲片11相互结合成一刚性整体。
如图3所示，所述开放式转子冲片组包括若干片沿轴向依次层叠的开放式转子冲片12，每片开放式转子冲片12包括：
开放式冲片本体128；以及
开设于开放式冲片本体128上的第二通孔121与多个第二永磁体槽122，
其中，第二通孔121设于开放式冲片本体128的旋转中心处，多个第二永磁体槽122在开放式冲片本体128的周向上呈放射状布置，相邻两个第二永磁体槽122限定出位于两者之间的第二磁极124，第二永磁体槽122的内端与第二通孔121之间形成有第二内隔磁桥123，第二永磁体槽122的外端连通有通往外界的隔磁通路125，若干片开放式转子冲片11相互结合成一刚性整体。在优选的实施方式中，第一永磁体槽112及第二永磁体槽122在周向上分别均匀地设有8个，同时，第一磁极114及第二磁极124在周向上分别均匀地设有8个。第一内隔磁桥113及第二内隔磁桥123限制了永磁体向径向内侧窜动，外隔磁桥115能够防止转子铁芯在绕轴转动过程中向径向外侧窜动，保证了转子铁芯的转动稳定性，同时还降低了转动噪声，而隔磁通路125成为永磁体与外界的磁通屏障，能够防止磁通泄露，从而提高了最大输出功率。通常，转子冲片一般由硅钢片或矽钢片制成。
如图1～图3所示，若干组所述闭合式转子冲片组与若干组开放式转子冲片组在轴向交替地结合成一刚性整体，使得第一通孔111与第二通孔121相互连通形成用于安装转轴的转轴通孔，而第一永磁体槽112与第二永磁体槽122相互连通成用于安装永磁体的永磁体安装槽。
通常，永磁体槽设置成沿径向延伸的矩形结构，相应地，永磁体也设置成与之相适应的矩形结构。在优选的实施方式中，第一永磁体槽112及第二永磁体槽122设置成梯形结构，且两者的尺寸大小一致，相应地，永磁体也设置成与之相适应的梯形结构，进一步地，第一永磁体槽112的内端周向宽度与第一永磁体槽112的外端周向宽度之比为1:0.85。优选地，第一永磁体槽112沿周向的宽度尺寸及第二永磁体槽122沿周向的宽度尺寸在随半径扩大的同时呈逐渐缩小之势。采用梯形结构能够使得永磁体在永磁体槽内随着转子的转动在离心力作用下被永磁体槽的周向端面逐渐抱紧，防止永磁体的内外径向窜动，进一步保证了转子铁芯的转动稳定性。
参照图2及图3中的局部放大区域，第一永磁体槽112的周向端面上分别形成有至少一个第一肩部1121，且第二永磁体槽(122)的周向端面上形成有至少一个第二肩部1221。在优选的实施方式汇总，第一肩部1121及第二肩部1221均设有两个。
进一步地，第一肩部1121沿第一永磁体槽112的内侧凸起呈一直角，使得第一永磁体槽112的外端形成有第一外隔磁槽116，第二肩部1221沿第二永磁体槽122的内侧凸起呈一直角，使得第二永磁体槽122的外端形成有第二外隔磁槽126。第一外隔磁槽116与第二外隔磁槽126成为外磁通屏障，能够进一步防止磁通在径向外端上的泄露，提高了能量转化效率。
在本发明一方面实施例中，所述外隔磁槽116中注塑有不导磁的注塑体用来加固永磁体槽112中的磁体。
参照图2及图3，第一永磁体槽112的内端形成有第一内隔磁槽117，第二永磁体槽122的内端形成有第二内隔磁槽127。进一步地，第一内隔磁槽117沿周向的宽度尺寸大于第一永磁体槽112沿周向的宽度尺寸，第二内隔磁槽127沿周向的宽度尺寸大于第二永磁体槽122沿周向的宽度尺寸。第一内隔磁槽117与第二内隔磁槽127成为内磁通屏障，能够进一步防止磁通在径向内端上的泄露，提高了能量转化效率，同时，由于永磁体槽在内端上彼此相隔距离较小，容易导致相邻两个永磁体产生的磁通在内端附近相互影响，因此，内隔磁槽沿周向的宽度尺寸大于永磁体槽沿周向的宽度尺寸能够减少这种影响，防止磁通相互干扰产生削弱影响，从而提高转子铁芯输出功率。
在本发明一方面实施例中，第一内隔磁槽117与第二内隔磁槽127中注塑有不导磁的注塑体用来加固永磁体槽112中的磁体。
参照图2及图3，第一内隔磁槽117的径向端面上形成有沿径向外侧凸起的内顶紧端1171，第二内隔磁槽127的径向端面上形成有沿径向内侧凹陷的凹槽1271。在优选的实施方式中，内顶紧端1171使得永磁体在永磁体槽112的内端能够得到充分支撑。凹槽1271能够扩大第二内隔磁槽127的体积，从而提高隔磁能力，进一步防止磁通泄露。采用这种结构使得永磁体能够既受到第一肩部1121、第二肩部1221及内顶紧端1171的径向限位作用而大大提高转子转动时永磁体在永磁体槽中的稳定性，又通过设置外隔礠桥115来提高磁极的整体稳定性，同时，通过开设隔磁通路125提高了在永磁体径向外端的隔磁能力，从而提高了转子的最大输出功率。
假定闭合式转子冲片组的组数为a，开放式转子冲片组的组数为b，每组闭合式转子冲片组中的闭合式转子冲片数为x，每组开放式转子冲片组中的开放式转子冲片数为y，则有a≥1，b≥1，x≥1，y≥1。在一实施方式中，a＝b＝x＝y＝1，闭合式转子冲片组设于开放式转子冲片组的上方，单片开放式转子冲片上的隔磁通路125形成了转子铁芯1外端面上的8个隔磁通孔13。如图1所示，在优选的实施方式中，a＝7，b＝14，x＝1，y＝4，转子铁芯1从上到下依次布置为下述结构：第一组开放式转子冲片组-第一组闭合式转子冲片组-第二组开放式转子冲片组-第三组开放式转子冲片组-第二组闭合式转子冲片组-第四组开放式转子冲片组-第五组开放式转子冲片组-第三组闭合式转子冲片组-第六组开放式转子冲片组-第七组开放式转子冲片组-第四组闭合式转子冲片组-第八组开放式转子冲片组-第九组开放式转子冲片组-第五组闭合式转子冲片组-第十组开放式转子冲片组-第十一组开放式转子冲片组-第六组闭合式转子冲片组-第十二组开放式转子冲片组-第十三组开放式转子冲片组-第七组闭合式转子冲片组-第十四组开放式转子冲片组。
以上仅为本发明中的几种实施方式，技术人员可根据设计需要采用本发明中的闭合式转子冲片及开放式转子冲片以任意顺序沿轴向叠加。
这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本发明的说明的。对本发明的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (12)
1.一种转子铁芯(1)，其特征在于，包括：
至少一组闭合式转子冲片组；以及
至少一组开放式转子冲片组，
其中，所述闭合式转子冲片组与开放式转子冲片组沿轴向交替层叠设置。
2.如权利要求1所述的转子铁芯(1)，其特征在于，所述转子铁芯(1)为多个开放式转子冲片组之间夹持一个闭合式转子冲片组。
3.如权利要求2所述的转子铁芯(1)，其特征在于，所述闭合式转子冲片组包括若干片沿轴向依次层叠的闭合式转子冲片(11)，每片闭合式转子冲片(11)包括：
闭合式冲片本体(118)；以及
开设于闭合式冲片本体(118)上的第一通孔(111)与多个第一永磁体槽(112)，
其中，第一通孔(111)设于闭合式冲片本体(118)的旋转中心处，多个第一永磁体槽(112)在闭合式冲片本体(118)的周向上呈放射状布置，相邻两个第一永磁体槽(112)限定出位于两者之间的第一磁极(114)，第一永磁体槽(112)的内端与第一通孔(111)之间形成有第一内隔磁桥(113)，第一永磁体槽(112)的外端与闭合式冲片本体(118)的外周之间形成有外隔磁桥(115)，若干片闭合式转子冲片(11)相互结合成一刚性整体。
4.如权利要求3所述的转子铁芯(1)，其特征在于，所述开放式转子冲片组包括若干片沿轴向依次层叠的开放式转子冲片(12)，每片开放式转子冲片(12)包括：
开放式冲片本体(128)；以及
开设于开放式冲片本体(128)上的第二通孔(121)与多个第二永磁体槽(122)，
其中，第二通孔(121)设于开放式冲片本体(128)的旋转中心处，多个第二永磁体槽(122)在开放式冲片本体(128)的周向上呈放射状布置，相邻两个第二永磁体槽(122)限定出位于两者之间的第二磁极(124)，第二永磁体槽(122)的内端与第二通孔(121)之间形成有第二内隔磁桥(123)，第二永磁体槽(122)的外端连通有通往外界的隔磁通路(125)，若干片开放式转子冲片(11)相互结合成一刚性整体。
5.如权利要求4所述的转子铁芯(1)，其特征在于，若干组所述闭合式转子冲片组与若干组开放式转子冲片组在轴向交替地结合成一刚性整体，使得第一通孔(111)与第二通孔(121)相互连通形成用于安装转轴的转轴通孔，而第一永磁体槽(112)与第二永磁体槽(122)相互连通成用于安装永磁体的永磁体安装槽。
6.如权利要求4所述的转子铁芯(1)，其特征在于，第一永磁体槽(112)的周向端面上形成有至少一个第一肩部(1121)；且第二永磁体槽(122)的周向端面上形成有至少一个第二肩部(1221)。
7.如权利要求6所述的转子铁芯(1)，其特征在于，第一肩部(1121)沿第一永磁体槽(112)的内侧凸起呈一直角，使得第一永磁体槽(112)的外端形成有第一外隔磁槽(116)；第二肩部(1221)沿第二永磁体槽(122)的内侧凸起呈一直角，使得第二永磁体槽(122)的外端形成有第二外隔磁槽(126)。
8.如权利要求6所述的转子铁芯(1)，其特征在于，第一肩部(1121)设有两个，分别对称地形成于第一永磁体槽(112)两侧周向端面上；第二肩部(1221)设有两个，分别对称地形成于第二永磁体槽(122)两侧周向端面上。
9.如权利要求4所述的转子铁芯(1)，其特征在于，第一永磁体槽(112)的内端形成有第一内隔磁槽(117)，第二永磁体槽(122)的内端形成有第二内隔磁槽(127)。
10.如权利要求9所述的转子铁芯(1)，其特征在于，第一内隔磁槽(117)沿周向的宽度尺寸大于第一永磁体槽(112)沿周向的宽度尺寸，第二内隔磁槽(127)沿周向的宽度尺寸大于第二永磁体槽(122)沿周向的宽度尺寸。
11.如权利要求10所述的转子铁芯(1)，其特征在于，第一内隔磁槽(117)的径向端面上形成有沿径向外侧凸起的内顶紧端(1171)。
12.如权利要求10所述的转子铁芯(1)，其特征在于，第二内隔磁槽(127)的径向端面上形成有沿径向内侧凹陷的凹槽(1271)。
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