CN108429372A - 一种马达转子及用该转子的马达 - Google Patents
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Abstract
一种马达转子及用该转子的马达，涉及电机领域。目前，直驱马达转子大部分采用的是铁壳结构进行粘接磁钢，成本居高不下，同时生产工艺也较为复杂。本发明包括具有面向定子的槽极端部的转子磁极、导磁材料制成的导磁环、多个具有两个侧向边缘的磁体元件和支撑件，所述导磁环是内外圆周组成的环状结构，导磁环的内外圆周面之间的宽度在2‑7mm之间；多个所述磁体元件经布置以形成具有外面和内面的永磁体环；支撑件将多个磁体元件和导磁环连接成一体，导磁环位于磁体元件和支撑件之间，所述支撑件采用塑料材料进行包覆。本技术方案通过对转子结构的改进，并采用塑封材料作为支撑件，可以有效降低转子尺寸，简化生产工艺，可以大大降低马达成本。
Description
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其涉及一种马达转子及用该转子的马达。
背景技术
目前，直驱马达转子大部分采用的是铁壳结构进行粘接磁钢，成本居高不下，同时生产工艺也较为复杂，现存的马达中也有使用塑封材料进行塑封的，但是由于转子外径较大，磁性材料磁性较强，马达在安装过程中不便于拆卸安装同时电机没有通风部件，电机不便于散热。
发明内容
本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种马达转子及用该转子的马达，以降低马达成本为目的。为此，本发明采取以下技术方案。
一种马达转子，包括具有面向定子的槽极端部的转子磁极、导磁材料制成的导磁环、多个具有两个侧向边缘的磁体元件和支撑件，所述导磁环是内外圆周组成的环状结构，所述的导磁环的内外圆周面之间的宽度在2-7mm之间；多个所述磁体元件经布置以形成具有外面和内面的永磁体环；所述的支撑件将多个所述的磁体元件和所述的导磁环连接成一体，导磁环位于磁体元件和支撑件之间，所述支撑件采用塑料材料进行包覆。通过对转子结构的改进，并采用塑封材料作为支撑件，可以有效降低转子尺寸，简化生产工艺，可以大大降低马达成本。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。
所述的导磁环是由带状钢条卷绕形成的环状结构。通过对带状钢条进行卷绕制造，材料成本低，制造工艺简单，制造方便。
所述导磁环是用与转子环状结构相同宽度的钢条构成。采用相同宽度的钢条进行制造，制造工艺更简化，不会产生废料，成本更低。
两个相邻的磁体元件之间设有隔挡片，隔挡片的宽度为0.3-3mm。隔挡片可以方便的侧向隔档和定位磁体元件。
所述的隔挡片的宽度为1.5-1.8mm。1.5-1.8mm的宽度具备可靠的结构强度，也不会因隔档片过宽而降低磁体元件的宽度。
所述的隔挡片的高度至少大于磁体元件高度的一半。可以起到有效的隔挡作用，高度太小使隔挡面积过小，结构强度过低，并且在电机旋转时极有可能使磁体元件发生侧向倾斜的不稳定状况。
所述的支撑件包括至少一个的沿圆周方向与转子导磁环中心同心的圆环，最大圆环外圆周小于磁体元件所在的内圆面。可有效增强结构强度和动平衡的稳定性。
所述的圆环的内外圆周之间的宽度尺寸在1.5-5mm之间。该尺寸范围具备有效的结构强度和结构稳定性，材料使用量合适。
所述的圆环的个数是2个。可以更好地增强结构强度和动平衡的稳定性。
所述的圆环至少在支撑件的一个端面布置。布置于一面或两面均可有效增强结构强度和动平衡稳定性。
所述的支撑件包含沿转子导磁环中心一定距离向圆周方向均匀辐射的端面加强筋。通过设置均匀辐射的端面加强筋，可以更好地增强结构强度。
所述的端面加强筋沿支撑件的至少一个端面从里向外辐射延伸，延伸位置小于支撑件最大外径。一个端面或两个端面均可增强结构强度，结构合理。
所述的支撑件设有至少一个通风孔。便于通风降温。
所述的支撑件上端面和支撑件外径面交接处设有间隔均匀的有一定角度的斜坡面。通过加设斜坡面，一方面增强了支撑件的外周环状部分和支撑件的内侧平坦部分的连接结构强度，另一方面，由于支撑件采用塑料材料进行包覆，通过斜面坡的收缩作用，可以降低支撑件的外周环状部分向内侧的渐变收缩变形，增强支撑件的外周环状部分的结构稳定性。
所述的支撑件上设有定位磁体元件和导磁环的定位孔。便于定位。
所述的定位孔在磁体元件的上下表面的支撑件位置均布置。上下表面均布布置，定位更方便， 动平衡效果好。
所述的定位孔的个数至少不少于磁体元件的个数。可以有效定位每个磁体元件。
本发明的另一个目的是提供一种采用该马达转子的马达。
所述的马达包括转子及与所述的转子同心的定子，所述的定子包括导磁材料制成的芯体和三相绕组，所述的芯体包括环状结构和沿环状结构外圈辐射延伸形成的磁极，这些磁极围绕所述的环状结构的圆周间隔开，磁极和环状结构共同形成定子槽极部分以用于安放三相绕组，每一相绕组包括多个线圈，这些线圈布置在三分之一的槽极的磁极芯体上，使得每一磁极芯体仅与一个绕组相关联，且这一个绕组不同于与紧邻的两个槽极芯体中的每一个相关联的绕组，所述的紧邻的两个槽极芯体与不同的绕组相关联；芯体磁极部分与绕组之间通过绝缘体隔绝实现绝缘，所述的绝缘体覆盖至少大部分环状结构部位和定子槽极部位，所述的环状结构的内侧环绕定子中心孔设有定子安装结构，定子安装结构和环状结构之间通过环形隔膜一体连接并通过支撑加固结构连接加固。通过采用该转子及与其相配的定子的马达，大大降低了马达成本，提升了电机性能；定子安装结构和环状结构之间通过环形隔膜一体连接并通过支撑加固结构连接加固，可有效提升安装部位的强度，防止在运输过程中出现断裂情况的发生。
所述的支撑加固结构为定子端向一侧凸起的脊部，该脊部位置在定子端向的另一侧为凹陷部；或者所述的支撑加固结构为加强筋，环绕均布于定子的端向其中一侧或两侧。通过结构简单的支撑加固结构，可方便有效地实现支撑加固，提升结构强度。
所述脊部高度小于环状结构的高度。避免出现干涉。
所述的定子安装结构包括多个环绕中心均布的安装座，所述的安装座数量是脊部数量的整数倍，且脊部均分布于安装座的径向外侧。通过一定数量和对应的位置设置，可有效加强安装座的结构支撑强度。
所述的凹陷部和脊部形成的形状呈现梯形、圆锥形、三角形或矩形。
所述的加强筋呈八字形对称地连接于每个安装座的两侧。结构形状应用普遍，设计和制造容易。八字形加强筋，形状结构简单，连接强度高。
绝缘体覆盖的环状结构的端面部位上设有至少一个隔挡，用于分隔每相绕组。通过设置隔挡，便于分隔每相绕组的布线部分。
所述的环状结构部位上的隔挡分为3层，呈阶梯状，使三相绕组布线分别在里中外；或者所述的环状结构部位上的隔挡分为2层，使三相绕组分别在里外。通过里中外或里外的三层或2层隔挡结构，能够有效实现三相绕组的分隔
所述的环状结构部位上的隔挡为上下方向的分割层。通过设置分隔层，便于绕组布线部分的分隔。
所述的分隔层按上中下分为3层，使三相绕组分别位于上中下。通过上中下三层分隔，有效实现对三相绕组布线部分的分隔。
有益效果：
1、本发明采用塑封材料作为支撑件，一方面大大降低了马达成本， 另外一方面转子设置辐射状和圆环状加强筋形成通风孔结构，保证电机强度和散热的同时，便于电机安装。
2、为了保证马达转子强度和磁性材料定位，设计定位孔及有一定斜度的斜坡加强部件，进一步加强转子强度。
3、通过对定子绕组布线部分进行分隔，使每一层绕组布线在各自的轨道，有效的解决绕组之间互相搭接的问题，可以提高绕组分布系数，有效的降低匝数，降低成本和槽满率，提高性价比。
4、定子安装结构和环状结构之间通过环形隔膜一体连接并通过支撑加固结构连接加固，可有效提升安装部位的强度，防止再运输过程中出现断裂情况的发生。
附图说明
图1是本发明马达示意图。
图2是本发明定子结构示意图。
图3是本发明转子结构的定子安装的内侧示意图。
图4是本发明转子结构外端面侧示意图。
图5是本发明转子的永磁元件、永磁元件和支撑件的剖面结构示意图。
图6是本发明定子绕组布线示意图。
图7是本发明加强筋方式的支撑加固结构示意图。
图中：1-定子；2-转子；101-绝缘体；102-磁极芯体；103-安装座；104-环状结构；105-隔挡；106-支撑加固结构；106a-脊部；106b-加强筋；107-线圈；108-环形隔膜；201-磁体元件；202-磁体元件；203-导磁环；204-隔挡片；205-圆环；206-端面加强筋；207-通风孔；208-斜坡面；209-定位孔。
。具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。
实例一
如图1-6所示，一种马达转子，包括具有面向定子1的槽极端部的转子2磁极、导磁材料制成的导磁环203、多个具有两个侧向边缘的磁体元件201和支撑件202，导磁环203是内外圆周面组成的环状结构，导磁环203的内外圆周面之间的宽度在2-7mm之间；多个磁体元件201经布置以形成具有外面和内面的永磁体环；支撑件202将多个磁体元件201和导磁环203连接成一体，导磁环203位于磁体元件201和支撑件202之间，支撑件202采用塑料材料进行包覆。
为了便于制造和降低成本，导磁环203是由带状钢条卷绕形成的环状结构。通过对带状钢条进行卷绕制造，材料成本低，制造工艺简单，制造方便。
为了使成本更低，导磁环203是用与转子2环状结构相同宽度的钢条构成。采用相同宽度的钢条进行制造，制造工艺更简化，不会产生废料，成本更低。
为了实现相邻的磁体元件201之间的隔挡，两个相邻的磁体元件201之间设有隔挡片204，隔挡片204的宽度为1.5mm。隔挡片204可以方便的侧向隔挡和定位磁体元件201。该宽度尺寸合适，具备可靠的结构强度。
为了具有较好地隔挡效果，隔挡片204的高度等于磁体元件201的高度。可以完全隔挡相邻的磁体元件201，起到有效的隔挡作用，结构强度高，结构稳定性好。
为了增强结构强度，支撑件202包括2个沿圆周方向与转子导磁环203中心同心的圆环205，外圆环205外圆周小于磁体元件201所在的内圆面，圆环205的内外圆周之间的宽度尺寸为2mm。可有效增强结构强度和动平衡的稳定性。
为了更好地增强结构强度，支撑件202的2个端面均布置有2个圆环205。布置于支撑件202的2个端面，可最有效地增强结构强度和动平衡稳定性。
为了增强结构强度，支撑件202包含沿转子导磁环203中心一定距离向圆周方向均匀辐射的端面加强筋206。通过设置均匀辐射的端面加强筋206，可以更好地增强结构强度。
为了最大限度地增强结构强度，端面加强筋206沿支撑件202的2个端面从里向外辐射延伸，延伸位置小于支撑件202最大外径。2个端面布置端面加强筋206可最大限度地增强结构强度，结构合理。
为了便于通风降温，支撑件202均布有6个通风孔207。便于通风降温，便于安装。
为了增强结构强度，支撑件202上端面和支撑件202外径面交接处设有间隔均匀的斜坡面208。通过加设斜坡面208，一方面增强了支撑件202的外周环状部分和支撑件202的内侧平坦部分的连接结构强度，另一方面，由于支撑件202采用塑料材料进行包覆，通过斜坡面208的收缩作用，可以降低支撑件202的外周环状部分向内侧的渐变收缩变形，增强支撑件202的外周环状部分的结构稳定性。
为了便于定位，支撑件202上设有定位磁体元件201和导磁环203的定位孔209，定位孔209在磁体元件201的上下表面的支撑件202位置均布置。便于定位，上下表面均布布置，定位更方便， 动平衡效果好。
为了有效定位每个磁体元件201，定位孔209的个数等于磁体元件201的个数。可以有效定位每个磁体元件201。
一种采用该马达转子的马达，包括转子2及与转子2同心的定子1，定子1包括导磁材料制成的芯体和三相绕组，芯体包括环状结构104和沿环状结构104外圈辐射延伸形成的磁极，这些磁极围绕环状结构104的圆周间隔开，磁极和环状结构104共同形成定子1槽极部分以用于安放三相绕组，每一相绕组包括多个线圈107，这些线圈107布置在三分之一的槽极的磁极芯体102上，使得每一磁极芯体102仅与一个绕组相关联，且这一个绕组不同于与紧邻的两个槽极芯体中的每一个相关联的绕组，紧邻的两个槽极芯体与不同的绕组相关联；芯体磁极部分与绕组之间通过绝缘体101隔绝实现绝缘，绝缘体101覆盖至少大部分环状结构104部位和定子槽极部位，环状结构104的内侧环绕定子1中心孔设有定子安装结构，定子安装结构和环状结构104之间通过环形隔膜108一体连接并通过支撑加固结构106连接加固。
为了有效提升结构强度，支撑加固结构106为定子1端向一侧凸起的脊部106a，该脊部106a位置在定子1端向的另一侧为凹陷部。通过结构简单的支撑加固结构106，可方便有效地实现支撑加固，提升结构强度。
为了避免出现安装干涉，脊部106a高度小于环状结构104的高度。避免出现干涉。
为了降低成本，定子安装结构包括4个环绕中心均布的安装座103，安装座103数量与脊部106a数量相等，且脊部106a均分布于安装座103的径向外侧。数量较少，制造成本较低，可有效加强安装座103的结构支撑强度。
为了便于设计制造，凹陷部和脊部106a形成的形状呈现梯形。结构形状应用普遍，设计和制造容易。
为了实现绕组的分隔，避免搭接问题，绝缘体101覆盖的环状结构104的端面部位上设有至少一个隔挡105，用于分隔每相绕组。通过设置隔挡105，便于分隔每相绕组的布线部分。
为了实现绕组的里中外分隔，隔挡105分为3层，呈阶梯状，使三相绕组布线分别在里中外。有效实现三相绕组的里中外分隔，避免搭接问题。
本实例中，定子1具有27个磁极，该马达具有的转子2磁极与定子1槽极的比率为8:9，转子2的磁体元件201数量为24个，转子2具有24个磁极。
实例二
如图1和7所示，与实例一所不同的是，支撑加固结构106为加强筋106b，环绕均布于定子1的端向其中一侧或两侧，为了提升连接强度，加强筋106b呈八字形对称地连接于每个安装座103的两侧。
实例三
与以上实例所不同的是，隔挡105分为2层，使三相绕组布线分别在里外。
实例四
与以上实例所不同的是，隔挡105为上下方向的分割层，每个隔挡105分为3层，按上中下分隔三相绕组的布线部分。通过上中下三层分隔方式，实现对三相绕组布线部分的分隔。
实例五
与以上实例所不同的是，定子1磁极为36个，对应转子2具有32个磁极。
以上图1-7所示的一种马达转子及用该转子的马达是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (27)
1.一种马达转子，其特征在于：包括具有面向定子（1）的槽极端部的转子（2）磁极、导磁材料制成的导磁环（203）、多个具有两个侧向边缘的磁体元件（201）和支撑件（202），所述导磁环（203）是内外圆周组成的环状结构，所述的导磁环（203）的内外圆周面之间的宽度在2-7mm之间；多个所述磁体元件（201）经布置以形成具有外面和内面的永磁体环；所述的支撑件（202）将多个所述的磁体元件（201）和所述的导磁环（203）连接成一体，导磁环（203）位于磁体元件（201）和支撑件（202）之间，所述支撑件（202）采用塑料材料进行包覆。
2.根据权利要求1所述的一种马达转子，其特征在于：所述的导磁环（203）是由带状钢条卷绕形成的环状结构。
3.根据权利要求1所述的一种马达转子，其特征在于：所述导磁环（203）是用与转子（2）环状结构相同宽度的钢条构成。
4.根据权利要求1所述的一种马达转子，其特征在于：两个相邻的磁体元件（201）之间设有隔挡片（204），隔挡片（204）的宽度为0.3-3mm。
5.根据权利要求4所述的一种马达转子，其特征在于：所述的隔挡片（204）的宽度为1.5-1.8mm。
6.根据权利要求4所述的一种马达转子，其特征在于：所述的隔挡片（204）的高度至少大于磁体元件（201）高度的一半。
7.根据权利要求1所述的一种马达转子，其特征在于：所述的支撑件（202）包括至少一个的沿圆周方向与转子导磁环（203）中心同心的圆环（205），最大圆环（205）外圆周小于磁体元件（201）所在的内圆面。
8.根据权利要求7所述的一种马达转子，其特征在于：所述的圆环（205）的内外圆周之间的宽度尺寸在1.5-5mm之间。
9.根据权利要求7所述的一种马达转子，其特征在于：所述的圆环（205）的个数是2个。
10.根据权利要求7所述的一种马达转子，其特征在于：所述的圆环（205）至少在支撑件（202）的一面布置。
11.根据权利要求1所述的一种马达转子，其特征在于：所述的支撑件（202）包含沿转子导磁环（203）中心一定距离向圆周方向均匀辐射的端面加强筋（206）。
12.根据权利要求11所述的一种马达转子，其特征在于：所述的端面加强筋（206）沿支撑件（202）的至少一个端面从里向外辐射延伸，延伸位置小于支撑件（202）最大外径。
13.根据权利要求1所述的一种马达转子，其特征在于：所述的支撑件（202）设有至少一个通风孔（207）。
14.根据权利要求1所述的一种马达转子，其特征在于：所述的支撑件（202）上端面和支撑件（202）外径面交接处设有间隔均匀的斜坡面（208）。
15.根据权利要求1所述的一种马达转子，其特征在于：所述的支撑件（202）上设有定位磁体元件（201）和导磁环（203）的定位孔（209）。
16.根据权利要求15所述的一种马达转子，其特征在于：所述的定位孔（209）在磁体元件（201）的上下表面的支撑件（202）位置均布置。
17.根据权利要求15所述的一种马达转子，其特征在于：所述的定位孔（209）的个数至少不少于磁体元件（201）的个数。
18.采用权利要求1-17任一权利要求所述的一种马达转子的马达，其特征在于：包括转子（2）及与所述的转子（2）同心的定子（1），所述的定子（1）包括导磁材料制成的芯体和三相绕组，所述的芯体包括环状结构（104）和沿环状结构（104）外圈辐射延伸形成的磁极，这些磁极围绕所述的环状结构（104）的圆周间隔开，磁极和环状结构（104）共同形成定子（1）槽极部分以用于安放三相绕组，每一相绕组包括多个线圈（107），这些线圈（107）布置在三分之一的槽极的磁极芯体（102）上，使得每一磁极芯体（102）仅与一个绕组相关联，且这一个绕组不同于与紧邻的两个槽极芯体中的每一个相关联的绕组，所述的紧邻的两个槽极芯体与不同的绕组相关联；芯体磁极部分与绕组之间通过绝缘体（101）隔绝实现绝缘，所述的绝缘体（101）覆盖至少大部分环状结构（104）部位和定子槽极部位，所述的环状结构（104）的内侧环绕定子（1）中心孔设有定子安装结构，定子安装结构和环状结构（104）之间通过环形隔膜（108）一体连接并通过支撑加固结构（106）连接加固。
19.根据权利要求18所述的马达，其特征在于：所述的支撑加固结构（106）为定子（1）端向一侧凸起的脊部（106a），该脊部（106a）位置在定子（1）端向的另一侧为凹陷部；或者所述的支撑加固结构（106）为加强筋（106b），环绕均布于定子（1）的端向其中一侧或两侧。
20.根据权利要求19所述的马达，其特征在于：所述脊部（106a）高度小于环状结构（104）的高度。
21.根据权利要求18所述的马达，其特征在于：所述的定子安装结构包括多个环绕中心均布的安装座（103），所述的安装座（103）数量是脊部（106a）数量的整数倍，且脊部（106a）均分布于安装座（103）的径向外侧。
22.根据权利要求19或20或21所述的马达，其特征在于：所述的凹陷部和脊部（106a）形成的形状呈现梯形、圆锥形、三角形或矩形。
23.根据权利要求19所述的马达，其特征在于：所述的加强筋（106b）呈八字形对称地连接于每个安装座（103）的两侧。
24.根据权利要求18所述的马达，其特征在于：绝缘体（101）覆盖的环状结构（104）的端面部位上设有至少一个隔挡（105），用于分隔每相绕组。
25.根据权利要求24所述的马达，其特征在于：所述的隔挡（105）呈阶梯状，分为3层，使三相绕组布线分别在里中外，或者所述的隔挡（105）分为2层，使三相绕组分别在里外。
26.根据权利要求18所述的马达，其特征在于：所述的环状结构（104）部位上的隔挡（105）为上下方向的分割层。
27.根据权利要求27所述的马达，其特征在于：每个隔挡（105）分为3层，按上中下分隔三相绕组的布线部分。
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2018
- 2018-05-02 CN CN201810411238.1A patent/CN108429372A/zh active Pending
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