CN108134465A - 一种永磁转子和永磁电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种永磁转子，包括磁环，磁环包括至少两个磁钢分片，相邻的两个磁钢分片之间固定连接。本发明的磁环采用由至少两个磁钢分片构成的分片式结构，加工过程中可以分别加工单个磁钢分片，加工面积较小，平面度较好，所以提高了磁环的平面度，进而提高了永磁转子的稳定性。此外，上述分片式结构的磁钢分片占比面积较小，能够节约磁钢材料，防止磁钢开裂，从而提升电机性能，该结构利于进行实际加工生产与推广应用。本发明还提供了一种具有上述永磁转子的永磁电机。

Description

一种永磁转子和永磁电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，更具体地说，涉及一种永磁转子，本发明还涉及一种具有上述永磁转子的永磁电机。

背景技术

永磁转子的磁环通常采用圆环形的整片磁钢，该磁钢与转子壳之间通过粘胶水固定。圆环形磁钢在实际加工过程中平面度较差，影响了转子的稳定性；而且，圆环形磁钢的占比面积较大，较易导致整片磁钢开裂，还造成了磁钢材料的浪费。

此外，圆环形磁钢的极间无磁路，磁场的利用率较低，影响了转子的整体性能。

再者，整片圆环形磁钢在粘胶水时较易出现与转子壳粘贴不牢固，导致磁环脱落的问题；而注塑成型的转子的气隙较小，导致磁场的利用率较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种永磁转子，以提高磁环的平面度，进而提高转子的稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种具有上述永磁转子的永磁电机，以提高磁环的平面度，进而提高转子的稳定性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种永磁转子，包括磁环，所述磁环包括至少两个磁钢分片，相邻的两个所述磁钢分片之间固定连接。

优选的，上述永磁转子中，所述磁钢分片沿所述磁环的周向分布。

优选的，上述永磁转子中，相邻的两个所述磁钢分片之间设置有注塑间隙且通过注塑连接件连接，所述注塑连接件设置在所述注塑间隙内。

优选的，上述永磁转子中，所述永磁转子的转子壳上设置有与所述注塑间隙连通的注塑孔，所述注塑连接件伸入所述注塑孔内。

优选的，上述永磁转子中，每个所述注塑间隙对应多个所述注塑孔。

优选的，上述永磁转子中，还包括包裹在所述永磁转子的转子壳与所述磁环外侧的包塑体。

优选的，上述永磁转子中，所述包塑体与所述注塑连接件为一体式结构。

优选的，上述永磁转子中，所述包塑体的外表面设置有加强凸台。

优选的，上述永磁转子中，所述注塑间隙沿所述磁钢分片的厚度方向的一端宽度大于所述注塑间隙的另一端宽度。

优选的，上述永磁转子中，所述注塑间隙的宽度比a/b的取值范围为0.3-0.5，a为所述注塑间隙的小端宽度，b为所述注塑间隙的大端宽度。

优选的，上述永磁转子中，a的取值范围为1-2mm；b的取值范围为2-3mm。

优选的，上述永磁转子中，所述磁钢分片的两侧靠近所述永磁转子的转子壳的一端设置有磁钢凸台。

优选的，上述永磁转子中，所述磁钢分片的形状为扇环形。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的永磁转子包括磁环，磁环包括至少两个磁钢分片，相邻的两个磁钢分片之间固定连接。

本发明的磁环采用由至少两个磁钢分片构成的分片式结构，加工过程中可以分别加工单个磁钢分片，加工面积较小，平面度较好，所以提高了磁环的平面度，进而提高了永磁转子的稳定性。此外，上述分片式结构的磁钢分片占比面积较小，能够节约磁钢材料，防止磁钢开裂，从而提升电机性能，该结构利于进行实际加工生产与推广应用。

本发明还提供了一种永磁电机，包括永磁转子，所述永磁转子为上述任一种永磁转子，由于上述永磁转子具有上述效果，具有上述永磁转子的永磁电机具有同样的效果，故本文不再赘述。

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获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的磁环的装配结构示意图；

图2是本发明提供的永磁转子一种实施方式的结构示意图；

图3是本发明提供的永磁转子另一种实施方式的结构示意图；

图4是本发明提供的转子壳一种实施方式的结构示意图；

图5是本发明提供的具有图4的转子壳的永磁转子的径向剖视图；

图6是本发明提供的转子壳另一种实施方式的结构示意图；

图7是本发明提供的具有图6的转子壳的永磁转子的径向剖视图；

图8是本发明提供的注塑间隙的第一种实施方式的横截面示意图；

图9是本发明提供的注塑间隙的第二种实施方式的横截面示意图；

图10是本发明提供的注塑间隙的第三种实施方式的横截面示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种永磁转子，提高了磁环的平面度，进而提高了转子的稳定性。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

请参考附图1-7，本发明实施例提供的永磁转子包括磁环，磁环包括至少两个磁钢分片1，相邻的两个磁钢分片1之间固定连接。

本发明的磁环采用由至少两个磁钢分片1构成的分片式结构，加工过程中可以分别加工单个磁钢分片1，加工面积较小，平面度较好，所以提高了磁环的平面度，进而提高了永磁转子的稳定性。此外，上述分片式结构的磁钢分片1占比面积较小，能够节约磁钢材料，防止磁钢开裂，从而提升电机性能，该结构利于进行实际加工生产与推广应用。

具体的，磁钢分片1沿磁环的周向分布，这样能够采用相同结构的磁钢分片1，便于加工。在保证磁环的工作性能下，本发明的磁钢分片1还可以沿径向或者采用其他形式分布。

优选的，相邻的两个磁钢分片1之间设置有注塑间隙且通过注塑连接件4连接，注塑连接件4设置在注塑间隙内。本实施例的磁钢分片1注塑成一体结构，结构强度较高；还可以提高有效气隙磁通，进而提升电机性能。当然，上述磁钢分片1之间还可以采用其他固定方式，如浇注成型或粘接等。

进一步的技术方案中，永磁转子的转子壳3上设置有与注塑间隙连通的注塑孔31，注塑连接件4伸入注塑孔31内。本发明通过注塑连接件4，使磁钢分片1与转子壳3连接，进一步提高了磁环的结构强度。可替换的，本发明还可以不设置上述注塑孔31，如图4所示，注塑连接件4仅填充在注塑间隙。

如图6所示，每个注塑间隙对应多个注塑孔31。具体的，注塑孔31为圆形，还可以为方形或者其他形状。注塑孔31沿注塑间隙的延伸方向(具体可以为转子壳3的径向)均匀分布，能够使磁钢分片1与转子壳3连接得更牢固，同时避免因开孔过大对转子壳3的强度造成影响。当然，每个注塑间隙还可以对应一个条状的注塑孔31。

永磁转子还包括包裹在转子壳3与磁环外侧的包塑体2。本发明将转子壳3与磁环内嵌于包塑体2，使磁环与转子壳3注塑为一体，进一步提高了永磁转子的结构强度，采用该结构的电机漏磁较小，磁场的利用率较高；还能保证电机反电势谐波含量小，正弦度高，降低电机转矩脉动，减小负载噪音，提高了磁性能。可替换的，本发明还可以在转子壳3与磁环之间设置连接注塑层。

为了便于加工，包塑体2与注塑连接件4为一体式结构，这样包塑体2与注塑连接件4可以一起注塑成型，简化了加工步骤。上述包塑体2与注塑连接件4也可以为分体式结构。

如图3所示，包塑体2的外表面设置有加强凸台21，该加强凸台21提高了包塑体2的强度，进而提高了永磁转子的结构强度。

可替换的，上述包塑体2的外表面还可以不设置加强凸台21，即包塑体2的外表面为平面，如图2所示，这样能够简化注塑过程中使用的注塑模具结构，节省成本。

如图5和图7所示，注塑间隙沿磁钢分片1的厚度方向的一端宽度大于注塑间隙的另一端宽度，本实施例中，注塑间隙一端的宽度大于另一端的宽度，便于注塑过程中的填充。当然，沿磁钢分片1的厚度方向，上述注塑间隙还可以等宽或者宽度渐变。

优选的，注塑间隙的宽度比a/b的取值范围为0.3-0.5，a为注塑间隙的小端宽度，b为注塑间隙的大端宽度，如图8-10所示。

本发明通过设计不同的小端宽度a与大端宽度b的比值来对转子总成的结构(应力与变形)、电磁(反电动势)进行仿真分析与计算，根据结构仿真分析和电磁仿真分析的结果从而确定最优的a与b比值。

仿真分析结果表明a/b在0.3到0.5之间可使转子总成的结构和电磁方面达到最优，可以在保证磁环结构强度的同时又可以降低漏磁，提高有效气隙磁通，进而提升电机性能。当然，根据电机尺寸及结构的实际需求，上述a/b的取值范围还可以为其他数值，如0.2、0.6等。

上述实施例中，a的取值范围为1-2mm；b的取值范围为2-3mm。根据电机体积大小决定，一般电机取1mm≤a≤2mm为最佳，2mm≤b≤3mm为最佳。可以理解的是，根据实际情况，上述a、b还可以选取其他数值，如a为2.5mm，b为3.5mm。

优选的，磁钢分片1的两侧靠近永磁转子的转子壳3的一端设置有磁钢凸台11。注塑后，注塑连接件4会形成与磁钢凸台11定位配合的凹槽，通过磁钢凸台11与凹槽的定位配合，能够实现磁钢分片1与注塑连接件4在永磁转子的轴向上的定位，避免磁钢分片1之间产生轴向位移，从而提高了磁环的稳固性。本发明还可以通过渐变的斜面替换上述磁钢凸台11。

需要说明的是，磁钢分片1的两侧是指磁钢分片1与注塑连接件4连接的两侧。具体的，磁钢凸台11的横截面形状可以为矩形、三角形或梯形。当磁钢凸台11的横截面形状为矩形时，注塑间隙呈如图8的形状；当磁钢凸台11的横截面形状为直角梯形时，注塑间隙呈如图9或图10的形状。

如图1所示，磁钢分片1的形状为扇环形，这样能保证注塑间隙的均匀性，保证磁钢分片1之间的连接强度。本实施例以12个磁钢分片1为例，不限定于8极、10极、14极或其他极数磁钢。可以理解的是，上述磁钢分片1还可以为圆形、方形和矩形等。

本发明实施例提供的永磁转子的加工过程如下：

首先根据永磁电机尺寸及结构需求，设计并选取磁钢凸台11的尺寸；接着设计转子壳3与磁环；然后根据设计的永磁转子进行结构和电磁仿真分析；接着选取合适的注塑模具；最后采用模具注塑，注塑出对应的永磁转子。

本发明实施例还提供了一种永磁电机，包括永磁转子，永磁转子采用上述任一项实施例提供的永磁转子，提高了磁环的平面度，进而提高了转子的稳定性，其优点是由永磁转子带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。

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 (14)

1.一种永磁转子，包括磁环，其特征在于，所述磁环包括至少两个磁钢分片(1)，相邻的两个所述磁钢分片(1)之间固定连接。

2.根据权利要求1所述的永磁转子，其特征在于，所述磁钢分片(1)沿所述磁环的周向分布。

3.根据权利要求2所述的永磁转子，其特征在于，相邻的两个所述磁钢分片(1)之间设置有注塑间隙且通过注塑连接件(4)连接，所述注塑连接件(4)设置在所述注塑间隙内。

4.根据权利要求3所述的永磁转子，其特征在于，所述永磁转子的转子壳(3)上设置有与所述注塑间隙连通的注塑孔(31)，所述注塑连接件(4)伸入所述注塑孔(31)内。

5.根据权利要求4所述的永磁转子，其特征在于，每个所述注塑间隙对应多个所述注塑孔(31)。

6.根据权利要求3所述的永磁转子，其特征在于，还包括包裹在所述永磁转子的转子壳(3)与所述磁环外侧的包塑体(2)。

7.根据权利要求6所述的永磁转子，其特征在于，所述包塑体(2)与所述注塑连接件(4)为一体式结构。

8.根据权利要求6所述的永磁转子，其特征在于，所述包塑体(2)的外表面设置有加强凸台(21)。

9.根据权利要求3所述的永磁转子，其特征在于，所述注塑间隙沿所述磁钢分片(1)的厚度方向的一端宽度大于所述注塑间隙的另一端宽度。

10.根据权利要求9所述的永磁转子，其特征在于，所述注塑间隙的宽度比a/b的取值范围为0.3-0.5，a为所述注塑间隙的小端宽度，b为所述注塑间隙的大端宽度。

11.根据权利要求10所述的永磁转子，其特征在于，a的取值范围为1-2mm；b的取值范围为2-3mm。

12.根据权利要求9所述的永磁转子，其特征在于，所述磁钢分片(1)的两侧靠近所述永磁转子的转子壳(3)的一端设置有磁钢凸台(11)。

13.根据权利要求2-12任一项所述的永磁转子，其特征在于，所述磁钢分片(1)的形状为扇环形。

14.一种永磁电机，包括永磁转子，其特征在于，所述永磁转子为如权利要求1-13任一项所述的永磁转子。