CN108039785B - 电机转子及电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电机转子及电机。电机转子包括转子本体，转子本体内部埋设有磁铁，转子本体的外周边由多个圆弧凸起和过渡连接段围设而成，各圆弧凸起的两端均设置有过渡连接段，相邻两个圆弧凸起通过两个过渡连接段过渡连接；圆弧凸起的半径为R，圆弧凸起的圆心与转子本体的中心之间具有偏心距offset，其中，offset/R为0.05至0.16；过渡连接段远离圆弧凸起的一端与转子本体之间的连线为第一直线，垂直于第一直线的直线为第二直线，过渡连接段与第二直线之间的夹角为Φ，其中，Φ为2°至5°。通过本发明中的电机转子的作用，可以提高了磁铁埋入型电机的效率、降低了齿槽转矩和转矩脉动，进而提高电机的性能。

Description

电机转子及电机
技术领域
本发明涉及驱动装置技术领域，具体而言，涉及一种电机转子及电机。
背景技术
永久磁铁埋入型电机转子比永久磁铁表贴型电机转子具有更高的可靠性，且永久磁铁埋入型电机转子的方块形磁钢比永久磁铁表贴型电机转子的瓦形磁钢的成本更低，所以永久磁铁埋入型电机越来越受到业界的欢迎。
在市场上，为了提高产品质量，电机厂家都在努力研发出效率更高、齿槽转矩更小、转矩脉动更小的产品。其中，电机的转子形状对电机性能有很大的影响，需要进一步优化。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种电机转子及电机，能够调高磁铁埋入型电机的效率，降低齿槽转矩和转矩脉冲。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电机转子，包括转子本体，转子本体内部埋设有磁铁，转子本体的外周边由多个圆弧凸起和过渡连接段围设而成，各圆弧凸起的两端均设置有过渡连接段，相邻两个圆弧凸起通过两个过渡连接段过渡连接；圆弧凸起的半径为R，圆弧凸起的圆心与转子本体的中心之间具有偏心距offset，其中，offset/R为 0.05至0.16；过渡连接段远离圆弧凸起的一端与转子本体之间的连线为第一直线，垂直于第一直线的直线为第二直线，过渡连接段与第二直线之间的夹角为Φ，其中，Φ为2°至5°。
进一步地，过渡连接段为直线段，直线段与第二直线之间的夹角为Φ，其中，Φ为2°至5°。
进一步地，过渡连接段为曲线段，过曲线段上点的切线与第二直线的角度为Φ，其中，Φ为2°至5°。
进一步地，相邻两个圆弧凸起相连接的位置位于磁铁的端部。
进一步地，磁铁为多块，多块磁铁沿转子本体的周向间隔均匀布置。
进一步地，磁铁为10块。
进一步地，相邻两块磁铁之间设置有隔磁桥。
根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括转子，转子为上述的电机。
应用本发明的技术方案，本发明中将offset/R设置为 0.05至0.16，将Φ设置为2°至5°，可以提高了磁铁埋入型电机的效率、降低了齿槽转矩和转矩脉动，进而提高电机的性能。
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示意性示出了本发明的电机转子的主视图；
图2示意性示出了本发明的电机转子的局部放大图；
图3示意性示出了本发明的电机转子的平均转矩-Φ曲线仿真图；
图4示意性示出了本发明的电机转子的齿槽转矩-offset/R曲线仿真图；以及
图5示意性示出了本发明的电机转子的转矩脉动-offset/R曲线。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、转子本体；11、过渡连接段；12、圆弧凸起；20、磁铁；30、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。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位旋转90度或处于其他方位，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
参见图1至图5所示，根据本发明的实施例，提供了一种电机，本实施例中的电机包括电机转子。
在相同电流下，电机输出的平均转矩越大电机效率越高。所以需要仿真不同的offset/R下，Ф与平均转矩的变化曲线，仿真结果如图3所示，图3中从上到下曲线的offset/R分别为0、0.05、0.06、0.07、0.08、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18。从图3中得出结论：在不同的offset/R下，Ф大小在2°至5°电机的平均转矩相对最大。
齿槽转矩是电机的重要指标，齿槽转矩越好电机越稳定。所以仿真了不同Ф下，offset/R与齿槽转矩的变化曲线，仿真结果如图4所示，图4中从上到下的曲线的Ф分别为2°，3°，4°和5°。从图4中得出结论：在不同的Ф下，offset/R大小在0.05至0.16之间电机的齿槽转矩相对最大。
此外，还仿真对比了不同Ф下，offset/R与电机转矩脉动的变化曲线，仿真结果如图5 所示，图5中从上到下的曲线的Ф分别为2°，3°，4°和5°。从图5中得出结论：在不同的Ф下，转矩脉动随着offset/R的增大而减小。但是如果一味降低转矩脉动会带来电机效率的降低和齿槽转矩的升高，所以综合考虑电机效率、齿槽转矩和转矩脉动，Ф大小在2°至5°且offset/R大小在0.05至0.16之间电机的性能最好。
为此，本发明中设计了一种电机转子，该电机转子包括转子本体10，该转子本体10内部埋设有磁铁20，转子本体10的外周边有多个圆弧凸起12和过渡连接段11围设而成，各圆弧凸起12的两端均设置有过渡连接段11，相邻两个圆弧凸起12通过两个过渡连接段11过渡连接，圆弧凸起12的半径为R，圆弧凸起12的圆心与转子本体10的中心之间具有偏心距offset，其中，offset/R为 0.05至0.16；过渡连接段11远离圆弧凸起12的一端与转子之间的连线为第一直线，垂直于第一直线的直线为第二直线，过渡连接段11与第二直线之间的夹角为Φ，其中，Φ为2°至5°。
通过本实施例中的电机转子的作用，可以提高了磁铁埋入型电机的效率、降低了齿槽转矩和转矩脉动，进而提高电机的性能。
在实际设置的过程中，参见图1和图2所示，本实施例中的过渡连接段11为直线段，该直线段与第二直线之间的夹角为Φ，其中，Φ为2°至5°，便于达到图3至图5的仿真效果。
当然，在本发明的其他实施例中，还可以将过渡连接段11为曲线段，过该曲线段上点的切线与第二直线的角度为Φ，其中，Φ为2°至5°，便于达到图3至图5的仿真效果。
优选地，相邻两个圆弧凸起12相连接的位置位于磁铁20的端部。本实施例中的磁铁20为多块，多块磁铁20沿转子本体10的周向间隔均匀布置。本实施例中的磁铁20为10块，当然，在本发明的其他实施例中，还可以将磁铁20的数量设置为8块、6块等，具体根据电机的使用情况而定。
结合图1所示，相邻两块磁铁20之间设置有隔磁桥30。
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：通过本发明中的电机转子的作用，可以提高了磁铁埋入型电机的效率、降低了齿槽转矩和转矩脉动，进而提高电机的性能。
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 (6)

1.一种电机转子，其特征在于，包括转子本体（10），所述转子本体（10）内部埋设有磁铁（20），所述转子本体（10）的外周边由多个圆弧凸起（12）和过渡连接段（11）围设而成，各所述圆弧凸起（12）的两端均设置有所述过渡连接段（11），相邻两个所述圆弧凸起（12）通过两个所述过渡连接段（11）过渡连接；
所述圆弧凸起（12）的半径为R，所述圆弧凸起（12）的圆心与所述转子本体（10）的中心之间具有偏心距offset，其中，offset/R为 0.05至0.16；
所述过渡连接段（11）远离所述圆弧凸起（12）的一端与所述转子本体（10）之间的连线为第一直线，垂直于所述第一直线的直线为第二直线，所述过渡连接段（11）与所述第二直线之间的夹角为Φ，其中，Φ为2°至5°；
其中，相邻两个所述圆弧凸起（12）相连接的位置位于所述磁铁（20）的端部；
所述磁铁（20）为多块，多块所述磁铁（20）沿所述转子本体（10）的周向间隔均匀布置。
2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述过渡连接段（11）为直线段，所述直线段与所述第二直线之间的夹角为Φ，其中，Φ为2°至5°。
3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述过渡连接段（11）为曲线段，过所述曲线段上点的切线与所述第二直线的角度为Φ，其中，Φ为2°至5°。
4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述磁铁（20）为10块。
5.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，相邻两块所述磁铁（20）之间设置有隔磁桥（30）。
6.一种电机，包括转子，其特征在于，所述转子为权利要求1至5中任一项所述的电机。
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