CN108390482B - 电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电机，具体而言，涉及一种提高效率且加强机械刚性的辐条式永磁电机。根据本发明的一实施例，提供一种电机，该电机包括：定子；以及转子，所述转子具备所述转子具备设置有永久磁铁的外侧转子铁芯、设置于所述外侧转子铁芯的半径方向上的内侧且具有轴孔的内侧转子铁芯、以及分别设置在所述永久磁铁的圆周方向的中心方向上且使所述外侧转子铁芯和内侧转子铁芯连接的内径连接部，所述内径连接部包括：半径加强筋，其从所述内侧转子铁芯朝半径方向上的外侧延伸；延伸加强筋，其从所述半径加强筋的半径方向上的外侧末端朝圆周方向上的两侧延伸，并且以与所述半径加强筋形成90度以上的角度的方式延伸。

Description

电机

技术领域

本发明涉及一种电机，具体而言，涉及一种提高效率且加强了机械刚性的辐条式(spoke type)永磁电机。

背景技术

通常，电机将转子的旋转力传递到旋转轴(shaft)，由此使所述旋转轴对负载进行驱动。例如，所述旋转轴可以与洗衣机的滚筒连接并驱动滚筒，可以与冰箱的风扇连接并驱动风扇，以能够向所需空间供应冷气。另外，为了在压缩机内对制冷剂进行压缩，也会使用电机。

另一方面，在这种电机中，转子通过与定子之间的相互电磁作用进行旋转。为此，在所述定子缠绕有线圈，随着向所述线圈施加电流，转子相对于定子进行旋转。

所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯由导体构成。并且，定子通常固定于目标物。因此，为了将这种定子固定在电机壳体、电机托架以及如洗衣机的洗衣桶的目标物，则需要固定工具。

转子根据其形态可形成为多种。在这种转子中，存在配置有永久磁铁的形态。

作为一例，具有：将永久磁铁配置于转子的外周面的SPM(surface permanentmagnet)型转子，将永久磁铁配置于转子的内部的IPM(interior permanent magnet)型转子。在SPM型转子的情况下，仅仅利用由永久磁铁所产生的磁转矩(magnetic torque)；与此相反，在IPM型转子的情况下，不仅利用磁转矩，而且还利用由磁阻之差所产生的磁阻转矩(reluctance torque)。从而，在IPM型转子的情况下，制造费用将会增加，但是能够应用于更广的运行区域。

这种IPM电机包括辐条式永磁电机。在辐条式永磁电机中，永久磁铁埋入于转子的一个磁极的两端部并设置成对称。磁极具有由永久磁铁之间的转子铁芯表面构成的结构。因此，空隙磁通密度增加而能产生高转矩和高输出。因具有这种优点，能够以相同的输出设计出更小型化的电机，从而具有很高的价格竞争力。

参照图1，对现有的辐条式永磁电机进行说明。

电机1包括定子10和转子20。

定子10可包括：定子铁芯11；以及多个齿部12，其从所述定子铁芯11朝半径方向凸出。所述定子铁芯11可形成为环形。

在所述齿部12的半径方向上的内侧末端，可具备朝圆周方向的两侧延伸的极靴(pole shoe)13。在齿部和齿部之间形成有槽(slot)14。因此，线圈经由槽14缠绕于所述齿部。

转子20包括具有外径部铁芯21、内径部铁芯22以及内径连接部40的转子铁芯。在外径部铁芯21形成有永久磁铁安装部24，在所述永久磁铁安装部24安装有在半径方向上长长地形成的永久磁铁25。所述外径部铁芯可称为外侧铁芯，而内径部铁芯可称为内侧铁芯。这是因为，内径部铁芯位于外径部铁芯的半径方向上的内侧。

所述永久磁铁25在圆周方向上装载。在永久磁铁25和永久磁铁25之间的外径部铁芯21形成有空隙30。并且，在圆周方向上互相面向的永久磁铁25的装载方向互相形成相反。

在所述永久磁铁安装部24的半径方向上的内侧和外侧，形成有安装凸起31，所述安装凸起31在半径方向上的内侧和外侧支撑永久磁铁25。

所述外径部铁芯21和内径部铁芯22之间形成有连接部空隙27、29。由于所述转子铁芯是一体形成的，由此形成半径加强筋(rib)26，所述半径加强筋26在半径方向上横穿所述连接部空隙27、29且使所述外径部铁芯21和内径部铁芯22连接。在所述半径加强筋26的中间部分形成有圆周加强筋28，以补强所述半径加强筋26的刚性。因此，所述内径连接部40包括所述半径加强筋26和圆周加强筋28。

所述圆周加强筋28在半径方向上划分连接部空隙27、29，从而形成位于半径方向上的外侧的连接部空隙27和位于半径方向上的内侧的连接部空隙29。

所述内径部铁芯22的中心形成有用于插入轴的轴孔23。

在辐条式永磁电机中，将表现为u、v、w相，即三相的坐标系转换为d-q轴直角坐标，通过两个变量来能表示电机的物理量，并能够实施瞬时控制。

d轴通常是产生电机的磁通量的轴，被选定为在定子u相绕组产生的磁通量的方向。因此，d轴可以是矢量控制中成为基准的轴。

q轴是与d轴形成直角的轴，形成为在矢量控制中产生转矩的电流的轴。因此，在控制电流的情况下，将会控制q轴。

因此，在辐条式永磁电机中，若以转子为基准，则转子铁芯的中心轴(使从转子的中心和转子铁芯的圆周方向上的中心相连接的轴线)可以是d轴，永久磁铁的中心轴(使从转子的中心和永久磁铁的圆周方向上的中心相连接的轴线)可以是q轴。

因此，在图1中示出的辐条式永磁电机中，内径连接部40尤其半径加强筋26会位于d轴。因此，根据半径加强筋26的厚度，会对漏磁通和机械刚性产生影响。即，随着半径加强筋26的厚度(圆周方向上的宽度)的增加，会产生与电机的性能不相关的漏磁通，从而降低效率。相反，用于使外径部铁芯21和内径部铁芯22连接的机械刚性会增加。因此，能够防止因扭转导致的转子的损坏或破损。

图2和图3分别示出了，图1中所示的转子的内径连接部40的磁通线图和饱和度。

可以看出，以半径加强筋26为基准位于其两侧的永久磁铁所产生的漏磁通，经由半径加强筋而移动。因此，可以看出，基于两个永久磁铁25的漏磁通均经由一个半径加强筋26移动，从而导致半径加强筋中的磁通饱和会变得恶化。并且，可以看出，漏磁通在圆周加强筋28和内径部铁芯22的部分中向两侧分布，从而线圈的磁通饱和将会缓解。

通过这种磁通线图和饱和度可以确认，漏磁通量根据半径加强筋26的厚度而变得不同。即，可以确认，漏磁通量随着半径加强筋26的厚度变大而增加。相反，漏磁通量随着半径加强筋26的厚度变小而降低。但是，机械刚性随着半径加强筋26的厚度变小而只能显著地降低。从而，可以确认漏磁通量和机械刚性之间形成反比例关系。

另外，即使在半径加强筋26中产生磁通饱和，在圆周加强筋28及半径加强筋26中的圆周加强筋28和内径部铁芯22之间的部分以及内径部铁芯22也不会产生磁通饱和。即，漏磁通移动路径的整体不是饱和的状态。因此，漏磁通会持续发生，从而漏磁通量的最小化是有局限性的。

为了解决这种问题，提出了将内径连接部、尤其将半径加强筋26不是形成在d轴上而是形成在q轴上的电机。

韩国公开专利公报10-2013-0027417(以下，称为“现有技术1”)公开了一种连接桥在半径加强筋的两侧互相连接的辐条式电机。因此，在某种程度上会增强机械刚性，但是其会形成又一个漏磁通路径。另外，若位于永久磁铁下端部的半径加强筋的厚度变大，则会增强机械刚性，但漏磁通路径变大，因此会增加漏磁通量。

图4和图5分别示出了现有技术1中公开的内径连接部中的磁通线图和饱和度。

如图所示，内径连接部朝半径方向上的外侧延伸，使得半径加强筋326对永久磁铁352的中央部分进行支撑，并且在所述半径加强筋326的左右分别形成有延伸加强筋327。所述延伸加强筋327形成为曲线形状，由此使磁路长长地形成。即，会增加磁阻。

所述半径加强筋326以能够与所述永久磁铁352的半径方向上的内侧面接触的方式延伸，从而半径加强筋326的一部分与所述延伸加强筋327相比位于更靠近半径方向上的外侧的位置。

漏磁通移动路径的磁通饱和度，根据所述半径加强筋326的厚度而变得不同。

但是，磁通从一侧的延伸加强筋327经由半径加强筋326通向另一侧的延伸加强筋327。如图所示，只有在延伸加强筋327发生磁通饱和，而在延伸加强筋327和延伸加强筋327之间的半径加强筋326并未发生磁通饱和。因此，由于在漏磁通移动路径的整体不是饱和的状态，从而会持续产生漏磁通量，并且漏磁通量的最小化是有局限性的。

另一方面，图6和图7分别示出了现有技术2所公开的内径连接部的磁通线图和饱和度。现有技术2可以看作是，在现有技术1的基础上，为了增强内径连接部的刚度，在半径加强筋326的两侧追加形成了支撑加强筋328。

在现有技术2中，漏磁通移动路径的磁通饱和度会同样根据半径加强筋326的厚度而变得不同。

但是，磁通从一侧的延伸加强筋327经由半径加强筋326而通向另一侧的延伸加强筋327。另外，磁通从一侧的支撑加强筋328经由半径加强筋326而通向另一侧的支撑加强筋328。

如图所示，只有在延伸加强筋327和支撑加强筋328发生磁通饱和，而在这些之间的半径加强筋326并未发生磁通饱和。因此，漏磁通移动路径的整体不是饱和了的状态，从而会持续地产生漏磁通量，并且漏磁通量的最小化是有局限性的。

因此，有必要提供一种电机，尤其提供一种通过最小化漏磁通，来不仅能够提高电机的效率还能够增强机械刚性的辐条式电机。

发明内容

本发明的目的在于，通过本发明基本上解决如上所述的现有电机所存在的问题。

本发明的目的还在于，通过本发明的一实施例，公开新的用于支撑永久磁铁的结构，由此提供能够实现泄漏路径的最小化、由局部的磁通饱和所引起的漏磁通减少的电机。

本发明的目的还在于，通过本发明的实施例，公开新的用于支撑永久磁铁的结构，由此提供不利用漏磁通路径也能够牢固地支撑永久磁铁的电机。

本发明的目的还在于，通过本发明的实施例，提供通过确保用于使外侧转子铁芯和内侧转子铁芯连接的内径连接部的机械刚性，来能够防止由离心力引起的转子的变形和破损的电机。

为了实现如上所述的目的，本发明的一实施例提供一种电机，所述电机包括：定子；以及转子，所述转子具备设置有永久磁铁的外侧转子铁芯、设置于所述外侧转子铁芯的半径方向上的内侧且具有轴孔的内侧转子铁芯、以及分别设置在所述永久磁铁的圆周方向的中心方向上且使所述外侧转子铁芯和内侧转子铁芯连接的内径连接部，所述内径连接部包括：半径加强筋，其从所述内侧转子铁芯朝半径方向上的外侧延伸；延伸加强筋，其从所述半径加强筋的半径方向上的外侧末端朝圆周方向上的两侧延伸，并且以与所述半径加强筋形成90度以上的角度的方式延伸。

所述内径连接部可以包括：延伸加强筋，其从所述外侧铁芯延伸；半径加强筋，其从所述延伸加强筋的末端朝向所述内侧转子铁芯延伸。

优选地，所述半径加强筋位于比所述延伸加强筋更靠近半径方向上的内侧的位置。

优选地，所述半径加强筋的整体位于比所述延伸加强筋的整体更靠进半径方向上的内侧的位置，并且所述外侧转子铁芯、所述延伸加强筋、所述半径加强筋以及内侧转子铁芯沿着半径方向依次设置。

优选地，所述外侧转子铁芯、所述延伸加强筋、所述半径加强筋以及所述内侧转子铁芯由单一材料形成一体。作为一例，所述构件优选通过对电工钢进行冲裁形成一体。

优选地，所述半径加强筋的厚度大于所述延伸加强筋的厚度。

所述延伸加强筋从所述半径加强筋的半径方向上的外侧末端朝向两侧延伸，所述内径连接部可形成为Y字型。中心轴可以是半径加强筋，向两侧分支的枝部分可以是延伸加强筋。

优选地，在所述延伸加强筋的半径方向上的外侧末端，形成有用于支撑所述永久磁铁的支撑凸起。

所述支撑凸起分别独立地设置于所述永久磁铁的半径方向上的内侧末端的两侧，在所述永久磁铁的半径方向上的内侧面、所述支撑凸起以及所述延伸加强筋之间，可形成有中间空隙。因此，优选地，通过在所述支撑凸起和支撑凸起之间形成所述中间空隙，来能够在两者之间形成间隙。因此，在支撑凸起和支撑凸起之间，可以不形成磁通路径。

优选地，所述半径加强筋的厚度朝半径方向上的内侧增加。由此，能够形成结构上更稳定的半径加强筋。

优选地，在所述内径连接部和内径连接部之间形成有连接部空隙，在所述连接部空隙的半径方向上的内侧的两侧形成有圆形或倒角，以增加所述半径加强筋的厚度。

优选地，在所述外侧转子铁芯形成有用于安装所述永久磁铁的安装槽。

优选地，所述支撑凸起的宽度、所述延伸加强筋的厚度、以及在所述永久磁铁的半径方向上的内侧末端设置的所述安装槽和所述连接部空隙之间的圆周方向上的宽度彼此相同。优选地，在通过对电工钢进行冲裁来形成转子铁芯的情况下，这些构件的厚度或宽度可形成为允许的最小厚度。

所述延伸加强筋从所述半径加强筋的半径方向上的外侧末端朝向两侧延伸，由此所述内径连接部可形成为T字型。中心轴部分可以由半径加强筋形成，并且其向两侧分开的顶部可以由延伸加强筋形成。

优选地，所述延伸加强筋通过包围所述永久磁铁的半径方向上的内侧来形成用于安装所述永久磁铁的安装槽。因此，在延伸加强筋和延伸加强筋彼此相连接的部分的半径方向上的外侧，不会形成由安装槽或永久磁铁产生的磁通路径。

优选地，所述半径加强筋的厚度朝半径方向上的内侧增加。

优选地，所述内径连接部和内径连接部之间形成有连接部空隙，在所述连接部空隙的半径方向上的内侧的两侧形成有圆形或倒角，以增加所述半径加强筋的厚度。

优选地，所述延伸加强筋的厚度、以及位于所述永久磁铁的半径方向上的内侧末端的所述安装槽和所述连接部空隙之间的圆周方向上的宽度彼此相同。优选地，同样地，这些厚度或宽度为具有对电工钢进行冲裁时允许的最小厚度。

为了实现如上所述的目的，本发明的一实施例提供一种电机，该电机包括转子，所述转子具备：外侧转子铁芯，其设置有多个永久磁铁；内侧转子铁芯，其设置于所述外侧转子铁芯的半径方向上的内侧；内径连接部，其分别设置在所述多个永久磁铁的圆周方向的中心方向上，并且用于使所述外侧转子铁芯和内侧转子铁芯连接；以及空隙，其形成于所述外侧转子铁芯和所述内侧转子铁芯之间，并且形成于所述内径连接部和内径连接部之间，所述内径连接部包括：半径加强筋，其从所述内侧转子铁芯朝半径方向上的外侧延伸；以及延伸加强筋，其从所述半径加强筋的半径方向上的外侧末端朝圆周方向上的两侧延伸，并且与所述外侧转子铁芯相连接，而且设置于所述半径加强筋的半径方向上的外侧。

优选地，所述半径加强筋的厚度大于所述延伸加强筋的厚度。

优选地，所述半径加强筋和所述延伸加强筋之间所形成的角度为90度以上。因此，优选地，使所述延伸加强筋和延伸加强筋连接的角度为180度以下。

当半径加强筋和延伸加强筋形成为T字型时，两者之间所形成的角度是90度。当半径加强筋和延伸加强筋呈Y字形状时，两者之间所形成的角度大于90度。当然，所述延伸加强筋和延伸加强筋之间所形成的角度以及延伸加强筋和半径加强筋之间所形成的角度，可根据位置而变得不同。

所述延伸加强筋和延伸加强筋之间所形成的角度是半径方向上的外侧的角度。随着从T字型转换为Y字型，所述角度从180度逐渐减小。另外，延伸加强筋和半径加强筋之间所形成的角度是半径方向上的内侧的角度。随着T字型转换为Y字型，所述角度从90度逐渐增加。相反，在半径方向上的外侧的角度从90度逐渐减小。

磁通从某个延伸加强筋通向另一个延伸加强筋。此时，在两个延伸加强筋能够发生磁通饱和。但是，在使多个延伸加强筋连接的部分，可能不会发生磁通饱和。这是因为，能够增加该部分的厚度或宽度。将使延伸加强筋的中央部分连接的线为基准，多个延伸加强筋的连接部分的宽度、即磁通路径的宽度越窄越好。这是因为，磁通通过的路径的宽度变窄，磁通阻抗越变大，从而可能会发生磁通饱和。

本实施例中，在多个延伸加强筋的连接部分，不允许朝半径方向上的外侧的扩张，且可以只允许朝半径方向上的内侧扩张。即，使朝半径方向上的外侧的路径宽度不发生扩张，而朝半径方向上的内侧的路径宽度只通过多个半径加强筋才能允许扩张。因此，对于磁通路径而言，其半径方向上的外侧处于堵塞状态，只有半径方向上的内侧处于扩张状态。因此，在路径上的很多部分会发生磁通饱和。相反，在现有技术中的磁通路径上，可以说半径方向上的外侧和内侧均处于扩张状态。因此，不会在整个路径上发生磁通饱和。

其结果，根据本实施例，能够使由内径连接部所产生的漏磁通最小化。而且，能够提供更加牢固的支撑结构。

根据本发明的一实施例，通过公开新的用于支撑永久磁铁的结构，提供能够实现漏磁通路径的最小化、减少由局部的磁通饱和所引起的漏磁通的电机。

根据本发明的一实施例，通过公开新的用于支撑永久磁铁的结构，提供不利用漏磁通路径也能牢固地支撑永久磁铁的电机。

根据本发明的一实施例，通过确保用于使外侧转子铁芯和内侧转子铁芯连接的内径连接部的机械刚性，来能够防止由离心力引起的转子的变形以及破损的电机。

附图说明

图1是示出现有的辐条式永磁电机的图。

图2示出了图1所示的电机中的磁通线图。

图3示出了图1所示的电机中的磁通饱和度。

图4示出了现有技术1所公开的电机中的磁通线图。

图5示出了现有技术1所公开的电机中的磁通饱和度。

图6示出了现有技术2所公开的电机中的磁通线图。

图7示出了现有技术2所公开的电机中的磁通饱和度。

图8示出了本发明的一实施例的电机。

图9是放大图8所示的转子而示出的图。

图10示出了图8所示的电机中的磁通线图。

图11示出了图8所示的电机中的磁通饱和度。

图12是放大本发明的另一实施例的电机中的转子而示出的图。

图13示出了图12所示的电机中的磁通线图。

图14示出了图12所示的电机中的磁通饱和度。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明一实施例的电机。

图8是本发明的一实施例的电机的简略俯视图，图9是放大图8中的“A”部分的放大图。

如图所示，本发明的一实施例的电机包括定子110和转子120。转子120位于定子110的半径方向上的内侧，并且能够相对于定子110进行旋转。

定子110包括定子铁芯，所述定子铁芯可包括：轭铁110，其呈环状；多个齿部112，其从所述轭铁110朝半径方向上的内侧凸出；以及极靴113，其设置于所述齿部112的末端。齿部112和齿部112之间形成有槽114。

转子120是辐条式转子，永久磁铁125能够安装于所述转子120。因此，包括这种转子120的电机可称为辐条式永磁电机。

转子120可形成为包括：在半径方向上的外侧设置的外侧转子铁芯121；和在半径方向上的内侧设置的内侧转子铁芯122。

永久磁铁125设置于所述外侧转子铁芯121，所述内侧转子铁芯121可设置成能使轴安装。在所述内侧转子铁芯121的中心，可形成有用于使轴安装的轴孔123。

在所述外侧转子铁芯121形成有用于安装永久磁铁125的安装槽124。所述安装槽124形成为直角四边形的形状，所述安装槽124的内部可插入具有直角四边形的形状的永久磁铁。

所述安装槽124的朝半径方向上的外侧形成为开口了的形状，而朝半径方向上的内侧形成为封闭了的形态。

优选地，由永久磁铁125所产生的磁通通向圆周方向，途中再向半径方向通过。因此，通过在安装槽124的半径方向上的外侧形成开口，来能够使磁通集中于圆周方向。

并且，优选在外侧转子铁芯121形成空隙130。即，朝圆周方向通过的磁通，优选通过称为空隙130的磁阻来朝半径方向通过。因此，所述空隙130优选设置在安装槽124和安装槽124之间。实质上，所述空隙130优选形成在安装槽124和安装槽124的中间部分。

为提高电机性能，磁通路径需在定子110和外侧转子铁芯121之间形成。即，由位于半径方向上内侧的内侧转子铁芯122所产生的磁通，是降低电机性能的主要原因。因此，磁通路径在外侧铁芯121和内侧铁芯122之间需形成为最小化。当然，优选不存在有磁通路径，但是，由于内侧铁芯122也需与外侧铁芯121一起进行旋转，因此需要有用于使这些构件连接的结构。

为此，需要形成用于使所述外侧铁芯121和内侧铁芯122连接的内径连接部140。因此，需通过所述内径连接部140使外侧铁芯121和内侧铁芯122牢固地连接，并且需要通过该内径连接部140来使产生的漏磁通最小化。

通过对电工钢进行冲裁来能够形成转子铁芯121、122。因此，转子铁芯是，通过对具有图示的平面的钢板进行层叠来形成的。从而，内径连接部140也与所述外侧铁芯121和内侧铁芯122一体形成。基于这种理由，所述内径连接部140也可称为磁通能够通过的磁性体。

实际上，所述外侧铁芯121和内侧铁芯122在半径方向上是互相隔开间隔的。即，所述外侧铁芯121和内侧铁芯122除了各自与内径连接部140连接以外，彼此并未连接。基于这种理由，内径连接部140和永久磁铁125的数量相同，在内径连接部140和内径连接部140之间形成有连接部空隙131。

优选地，所述内径连接部140设置成与永久磁铁125的圆周方向上的中心一致。即，优选内径连接部140形成在q轴上。

在此，所述内径连接部140可包括半径加强筋126和从所述半径加强筋126的末端朝向左右两侧延伸设置的延伸加强筋127。即，外侧铁芯121和内侧铁芯122经由延伸加强筋127和半径加强筋126而相连接。

具体而言，所述两侧的两个延伸加强筋127延伸而相接，半径加强筋126可以从彼此相接的位置进一步延伸而形成。所述半径加强筋126可以朝半径方向上的内侧延伸而与内侧铁芯相连接。因此，所述半径加强筋126可设置成与q轴一致。

相反，半径加强筋126可以从内侧铁芯朝半径方向上的外侧延伸。延伸加强筋127可以在半径加强筋126的半径方向上的末端朝向两侧分支而形成，所述延伸加强筋127可以与外侧铁芯121相连接。因此，可以说所述半径加强筋126形成在所述延伸加强筋127的半径方向上的内侧。

优选地，所述半径加强筋126的圆周方向上的中心形成为与所述永久磁铁125的圆周方向上的中心一致。即，半径加强筋126优选形成为与q轴一致。并且，优选地，所述延伸加强筋127从所述半径加强筋126朝圆周方向上的两侧形成。

优选地，所述半径加强筋126的圆周方向上的宽度、即厚度I大于所述延伸加强筋127的厚度H。这是因为，通过一个半径加强筋126来使外侧铁芯121和内侧铁芯122连接并进行支撑，并且通过两个延伸加强筋127来使外侧铁芯121和内侧铁芯122连接并进行支撑。在此，通过所述半径加强筋126和延伸加强筋127之间的形状以及厚度的差异，来能够确保机械刚性，并且能够使漏磁通最小化。

另一方面，所述半径加强筋126可设置成其厚度越朝向内侧铁芯122变得越厚。即，半径加强筋126的两侧可形成为圆形123或倒角。因此，通过所述圆形123或倒角来增加所述半径加强筋126的圆周方向上的宽度。因此，能够进一步增加作为受扭转的位置的半径加强筋126和内侧铁芯122之间的连接部分的厚度，从而能够进一步提高机械刚性。同样地，在作为受扭转的位置的外侧铁芯122和延伸加强筋127之间设置有两个延伸加强筋127而不是一个延伸加强筋127，因此能够分散由扭转所产生的应力。

如图9所示，延伸加强筋127和半径加强筋126可形成为Y字型。即，延伸加强筋127可以从一个半径加强筋126朝向左右两侧形成。通过这种延伸加强筋127的形状，可以在延伸加强筋127和延伸加强筋127之间形成中间空隙128。因此，所述延伸加强筋127和半径加强筋126之间所形成的角度大于90度。另外，在所述半径加强筋126的半径方向上的外侧，设置有延伸加强筋127。而且，所述半径加强筋126与用于安装永久磁铁的安装槽隔开间隔，从而不与永久磁铁相接触。

在所述延伸加强筋127的末端、即半径方向上的外侧末端，可形成有支撑凸起129。在此，所述支撑凸起129可形成为支撑永久磁铁125的半径方向上的内侧末端。所述支撑凸起129形成为用于支撑永久磁铁125的左右两侧，两个支撑凸起129优选设置成互相不连接。即，两个支撑凸起129优选设置成互相独立。由此，虽然支撑凸起129和支撑凸起129之间形成开口，但是，永久磁铁125的半径方向上的内侧，通过由延伸加强筋127和延伸加强筋127所形成的中间空隙128来形成封闭空间。

所述支撑凸起129和延伸加强筋127分别设置于一个永久磁铁125的两侧，形成于一侧的支撑凸起129和延伸加强筋127分别与形成于另一侧的支撑凸起129和延伸加强筋127独立地设置。即，用于支撑永久磁铁的支撑凸起129和延伸加强筋127不直接连接，相互之间具有间隙。这种间隙可称为如上所述的中间空隙128。

因此，具有最短距离的漏磁通路径被遮蔽的效果，并且将所泄漏的磁通的移动路径设计成更长。由此，能够增加磁阻，并产生转子铁芯的局部性磁通饱和，从而能够降低漏磁通量。

这会带来：防止由漏磁通引起的转子铁芯中的损失，并且能够提高电机的反电动势的效果。其结果，能够以相同的输出设计出更小型化的电机。通过这些，可以提供能够增加输出密度、减少损失以及降低制造成本的电机。

另一方面，通过Y字型的内径连接部来形成极性且位于q轴上的转子铁芯互相连接。因此，当驱动电机时，能够加强针对离心力的机械刚性，从而能够防止转子的变形和破损。

如上所述，转子铁芯的整体是通过对电工钢进行冲裁来形成的。因此，降低厚度是有局限性的。作为一例，降低用于增加磁通阻力的延伸加强筋127的厚度是有局限性的。这是因为，若厚度非常小，则在进行冲裁时会出现破损的情况。因此，所要求的最小厚度是被设定的。

由于所述延伸加强筋127以Y字型在两处将内侧铁芯和外侧铁芯相连接，因此，所述延伸加强筋127的厚度H是可设定为最小厚度。基于相同的理由，支撑凸起129的厚度F也可设定为最小厚度。而且，用于安装所述永久磁铁125的半径方向上的内侧末端的安装槽和内侧空隙之间的圆周方向宽度E，也可设定为最小厚度。因此，所述H、F以及E优选均具有相同的值，并且，更优选地，这些值具有在制造转子铁芯中所需的最小厚度值。

图10和图11分别示出了图9所示转子的内径连接部中的磁通线图和饱和度。

可以确认到，内径连接部140、尤其半径加强筋位于q轴。另外，可以确认到：在半径加强筋126的两侧、Y字型的延伸加强筋127的末端，设置有支撑凸起129。可以确认到：分别在所述永久磁铁125的半径方向上的内侧末端的两侧设置有支撑凸起，并且两者相互独立地存在，从而能够遮蔽它们之间的漏磁通移动路径。另外，通过厚度小于半径加强筋126的延伸加强筋127来减少磁通移动面积，由此增加磁阻，从而在大部分的漏磁通移动路径上发生磁通饱和。因此，能够降低通过磁通饱和的产生来能够降低漏磁通量。

具体而言，内径连接部140中的磁通沿着一侧的延伸加强筋127而朝半径方向上的内侧移动后，沿着另一侧的延伸加强筋127朝半径方向上的外侧移动。如图11所示，可以确认到，除了相对于磁通路径非常窄的部分以外，整体上产生了磁通饱和。即，除了半径加强筋126的一部分以外，在磁通路径的整体上磁通达到了饱和。从而，通过以上，能够使泄漏磁通最小化。

以下，参照图12，详细说明本发明的另一实施例的电机。

本实施例中的电机，除了内径连接部的形状和结构与图9所述的电机不同之外，其他部分均与图9所述的电机相同。因此，省略对重复部分的特征的说明。即，永久磁铁225、安装槽224、外侧铁芯221、内侧铁芯222、轴孔223等与上述实施例相同或类似。

与上述实施例相同地，本实施例中的内径连接部240包括半径加强筋226和延伸加强筋227。但是，与上述实施例不同地，所述延伸加强筋227并不是朝圆周方向和半径方向延伸而成，而是仅朝向圆周方向延伸而成。换言之，所述延伸加强筋227从半径加强筋226的半径方向上的外侧末端朝圆周方向上的两侧延伸。即，所述延伸加强筋227垂直于所述半径加强筋226而向两侧延伸。

所述延伸加强筋227支撑所述永久磁铁225的半径方向上的末端。即，所述延伸加强筋227设置成支撑永久磁铁225的半径方向上的末端整体，而不是设置成支撑永久磁铁225的半径方向上的末端的一部分。因此，所述延伸加强筋227形成用于安装永久磁铁225的安装槽224。因此，在本实施例中，可以省略中间空隙。另外，本实施例中的延伸加强筋227，可以视为与上述实施例中的支撑凸起相互连接的形态。

优选地，所述延伸加强筋227的半径方向上的宽度、即厚度小于所述半径加强筋226的厚度。另外，所述延伸加强筋227可形成为与半径方向相垂直的形态。即，延伸加强筋和半径加强筋优选设置成相互垂直。由此，与现有技术和上述实施例不同地，磁路将会变短。

在此，半径加强筋226和延伸加强筋227具有T字型。位于中间的支柱部分可以视为半径加强筋226，位于上面的顶部部分可以视为延伸加强筋227。因此，半径加强筋并非延伸至永久磁铁。另外，半径加强筋226位于延伸加强筋227的半径方向上的外侧。

图13和图14分别示出了图12所示的转子的内径连接部中的磁通线图和饱和度。

如图所示，虽然磁路的长度变短，但是在大部分的漏磁通移动路径上发生了磁通饱和。即，磁通从一侧的延伸加强筋227经由半径加强筋226而通向另一侧的延伸加强筋227，由此在延伸加强筋227的整体上发生磁通饱和。另外，在延伸加强筋和延伸加强筋之间的半径加强筋226的很多部分，也会发生磁通饱和。其原因可以认为是，延伸加强筋和延伸加强筋并非迂回连接，而是直线连接的。

与上述实施例相比，本实施例中的针对离心力的机械强度相对较低。但是，针对扭转的机械刚性反而进一步加强。这是因为，实际上，扭转应力的施加面积发生在半径加强筋226的厚度部分。因此，能够进一步增加半径加强筋226的厚度，并且能够减小延伸加强筋227的厚度。

在上述实施例中，延伸加强筋和半径加强筋之间所形成的角度是非常重要的。即，两者之间的角度优选为90度以上。角度为90度的情形为第二个实施例，角度大于90度的情形为第一个实施例。

另外，半径加强筋优选位于与延伸加强筋相比更靠近半径方向上的内侧的位置。这是因为，当半径加强筋的至少一部分位于半径方向上的外侧时，磁通会经由该部分而通过，从而不会产生磁通饱和。即，优选地，使半径加强筋自身从磁通路径上排除，或者即使包括在磁通路径上，也最大限度地产生磁通饱和。

另一方面，图1所示的电机和图12所示电机的性能对比如下。

现有技术中的反电动势大致为42.9，而在本实施例中约为46.32，由此能够得到提高了约8％的反电动势。因此，可以确认电机性能更加优异。

另外，在现有技术中，半径加强筋的厚度为0.8mm，而在本实施例中为1.2mm，由此可以确认具有更稳定的结构。

当以3.5Nm的转矩施加负载时，在现有技术中，最大应力为17.4Mpa且安全系数为15.9，而在本实施例中，最大应力为4.8Mpa且安全系数为57.9。

其结果，在其他条件相同的情况下，通过改变内径连接部的结构、形状以及位置，可以提供能够改善性能且能够提高结构稳定性的电机。

Claims (6)

1.一种电机，其包括：

定子；

转子，所述转子具备：外侧转子铁芯，多个永久磁铁沿着圆周方向设置于所述转子铁芯；内侧转子铁芯，设置于所述外侧转子铁芯的半径方向上的内侧且具有轴孔；以及内径连接部，分别设置在所述多个永久磁铁的圆周方向的中心方向、即q轴方向上，并且使所述外侧转子铁芯和内侧转子铁芯连接，

所述内径连接部包括：

半径加强筋，从所述内侧转子铁芯朝半径方向上的外侧延伸；以及延伸加强筋，从所述半径加强筋的半径方向上的外侧末端朝圆周方向上的两侧延伸，并且以与所述半径加强筋形成90度以上的角度的方式延伸，

在所述内径连接部和所述内径连接部之间形成有连接部空隙，

所述半径加强筋的厚度越朝向所述内侧转子铁芯越增加，

在所述半径加强筋的两侧形成有圆形或者倒角，通过所述圆形或者倒角增加所述半径加强筋的圆周方向上的宽度，

在所述延伸加强筋的半径方向上的外侧末端形成有支撑凸起，所述支撑凸起分别独立地设置于所述永久磁铁的半径方向上的内侧末端的两侧，并且在所述永久磁铁的两侧支撑所述永久磁铁，

所述支撑凸起在所述半径方向上具有固定宽度，

在两侧的所述支撑凸起之间设置有未形成有磁通的中间空隙。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述半径加强筋的整体位于比所述延伸加强筋的整体更靠近半径方向上的内侧的位置，

所述外侧转子铁芯、所述延伸加强筋、所述半径加强筋以及内侧转子铁芯沿着半径方向依次设置。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，

所述外侧转子铁芯、所述延伸加强筋、所述半径加强筋以及所述内侧转子铁芯由单一材料形成为一体。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，

所述半径加强筋的厚度大于所述延伸加强筋的厚度。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电机，其特征在于，

所述延伸加强筋从所述半径加强筋的半径方向上的外侧末端朝向两侧延伸，所述内径连接部形成为Y字型。

6.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，

所述中间空隙形成在所述永久磁铁的半径方向上的内侧面、所述支撑凸起以及所述延伸加强筋之间。

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