CN108462272A - 转子结构及具有其的电机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种转子结构及具有其的电机，转子结构包括转子本体，转子本体上开设有磁钢槽组，磁钢槽组包括多个磁钢槽，多个磁钢槽独立地设置，相邻的两个磁钢槽之间形成导磁通道。多个磁钢槽的径向方向的延长线围设成三角形。这种磁钢槽的排布方式，能够有效地增加形成于转子本体上的隔磁桥的长度，减少了转接结构的漏磁量，提升了转子的抗退磁能力，即有效地提高了转子磁场的利用率，并降低了转子的损耗。采用该技术方案使得电机转子的抗退磁能力提高，安全系数提高，装配简易，制造成本下降，并且三角形磁钢槽的排布方式使得相应的磁阻转矩增大，电机更容易弱磁，进而电机可达到更高的转速。

Description

转子结构及具有其的电机
技术领域
本发明涉及电机设备技术领域，具体而言，涉及一种转子结构及具有其的电机。
背景技术
永磁同步电机具有效率高、噪音低及可靠性高等优点，已经成为未来汽车驱动电机的主要趋势，永磁同步电机一般采用稀土材料的钕铁硼磁钢，占整个电机的总成本的20-30％。新能源汽车作为汽车领域全球未来降低碳排放的唯一蓝图及技术方向，将逐步取代燃油车。未来对汽车驱动电机将会有很大的需求，势必造成稀土的大量使用，所以采用现有技术中的电机容易造成成本大的问题。进一步地，现有技术中的电机转子结构具有漏磁量大、抗退磁能力低的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种转子结构及具有其的电机，以解决现有技术中电机转子的抗退磁能力低的问题。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转子结构，包括：转子本体，转子本体上开设有磁钢槽组，磁钢槽组包括多个磁钢槽，多个磁钢槽独立地设置，相邻的两个磁钢槽之间形成导磁通道，多个磁钢槽的径向方向的延长线围设成三角形。
进一步地，多个磁钢槽包括：第一磁钢槽，第一磁钢槽的第一端朝向转子本体的圆心延伸，第一磁钢槽的第二端朝向转子本体的外边沿延伸；第二磁钢槽，第二磁钢槽的第一端朝向转子本体的圆心延伸并与第一磁钢槽的第一端相邻地设置，第二磁钢槽的第二端朝向转子本体的外边沿延伸并逐渐远离第一磁钢槽，第一磁钢槽与第二磁钢槽围成V形结构。
进一步地，多个磁钢槽还包括：第三磁钢槽，第三磁钢槽的第一端朝向第一磁钢槽的第一端延伸设置，第三磁钢槽的第二端朝向第二磁钢槽的第二端延伸设置，第三磁钢槽位于第一磁钢槽和第二磁钢槽形成的夹角内。
进一步地，第三磁钢槽的长度方向的第三几何中心线的中垂线过转子本体的圆心。
进一步地，第三磁钢槽的沿转子本体的径向方向从内到外相对设置的两个侧壁中至少一个侧壁为直面。
进一步地，第三磁钢槽的沿转子本体的径向方向从内到外相对设置的两个侧壁相互平行地设置。
进一步地，第三磁钢槽的远离转子本体的圆心的侧壁与转子本体外边沿具有距离地设置以形成隔磁桥。
进一步地，转子结构还包括：第一磁钢，第一磁钢设置于第三磁钢槽内，第一磁钢的至少一端与第三磁钢槽的内壁具有距离地设置以形成空气槽。
进一步地，转子结构还包括：第二磁钢，设置于第一磁钢槽和第二磁钢槽内，第一磁钢和第二磁钢为铁氧体磁钢，或者，第一磁钢和第二磁钢中的一个为铁氧体磁钢，第一磁钢和第二磁钢中的另一个为稀土钕铁硼磁钢。
根据本发明的另一个方面，提供了一种电机，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。
应用本发明的技术方案，转子结构包括转子本体，转子本体上开设有磁钢槽组，磁钢槽组包括多个磁钢槽，多个磁钢槽独立地设置，相邻的两个磁钢槽之间形成导磁通道。多个磁钢槽的径向方向的延长线围设成三角形。这种磁钢槽的排布方式，能够有效地增加形成于转子本体上的隔磁桥的长度，减少了转接结构的漏磁量，提升了转子的抗退磁能力，即有效地提高了转子磁场的利用率，并降低了转子的损耗。
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示出了根据本发明的转子结构的实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、转子本体；11、隔磁桥；
20、第一磁钢槽；30、第二磁钢槽；40、第三磁钢槽；50、第一磁钢；60、第二磁钢；70、定子；71、线圈；72、定子齿。
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。
结合图1所示，根据本发明的实施例，提供了一种转子结构。
具体地，该转子结构包括转子本体10，转子本体10上开设有磁钢槽组，磁钢槽组包括多个磁钢槽，多个磁钢槽独立地设置，相邻的两个磁钢槽之间形成导磁通道，多个磁钢槽的径向方向的延长线围设成三角形。
在本实施例中，多个磁钢槽的径向方向的延长线围设成三角形。这种磁钢槽的排布方式，能够有效地增加形成于转子本体上的隔磁桥11的长度，减少了转接结构的漏磁量，提升了转子的抗退磁能力，即有效地提高了转子磁场的利用率，并降低了转子的损耗。
其中，多个磁钢槽包括第一磁钢槽20和第二磁钢槽30。第一磁钢槽20的第一端朝向转子本体10的圆心延伸，第一磁钢槽20的第二端朝向转子本体10的外边沿延伸。第二磁钢槽30的第一端朝向转子本体10的圆心延伸并与第一磁钢槽20的第一端相邻地设置，第二磁钢槽30的第二端朝向转子本体10的外边沿延伸并逐渐远离第一磁钢槽20，第一磁钢槽20与第二磁钢槽30围成V形结构。这样设置便于配合“一”字型第三磁钢槽40，共同形成更稳定的转子磁场。
在本实施例中，多个磁钢槽还包括第三磁钢槽40。第三磁钢槽40的第一端朝向第一磁钢槽20的第一端延伸设置，第三磁钢槽40的第二端朝向第二磁钢槽30的第二端延伸设置，第三磁钢槽40位于第一磁钢槽20和第二磁钢槽30形成的夹角内。这样设置能够有效减少转子结构的漏磁量。
其中，第三磁钢槽40的长度方向的第三几何中心线的中垂线过转子本体10的圆心。这样设置能够保证转子的磁场分布均匀。
如图1所示，第三磁钢槽40的沿转子本体10的径向方向从内到外相对设置的两个侧壁中至少一个侧壁为直面。这样设置便于磁钢安装于磁钢槽内且定位精确。
如图1所示，第三磁钢槽40的沿转子本体10的径向方向从内到外相对设置的两个侧壁相互平行地设置。这样设置便于磁钢安装，且保证了转子在高速旋转过程中受力均匀，保证了转子的使用寿命。
如图1所示，第三磁钢槽40的远离转子本体10的圆心的侧壁与转子本体10外边沿具有距离地设置以形成隔磁桥11。隔磁桥11处于第三磁钢槽40和定子70上的定子齿72之间，其中，定子齿72在定子70上均匀周向排列，且定子齿72之间安有线圈71，这样设置减少了转子磁场的漏磁。
在本实施例中，转子结构还包括第一磁钢50。第一磁钢50设置于第三磁钢槽40内。第一磁钢50的至少一端与第三磁钢槽40的内壁具有距离地设置以形成空气槽。这样设置使得安装磁钢安装更加方便。
其中，转子结构还包括第二磁钢60。第二磁钢60设置于第一磁钢槽20和第二磁钢槽30内。第一磁钢50和第二磁钢60均为铁氧体磁钢。这样设置用铁氧体磁钢代替传统稀土材料的钕铁硼磁钢，使得制造转子的成本大大降低，并且使转子在低温及高温的环境下更能发挥自身的效能。另外，铁氧体磁钢磁性较弱，相较钕铁硼磁钢更易安装。
其中，第一磁钢和第二磁钢中的一个为铁氧体磁钢，第一磁钢和第二磁钢中的另一个为稀土钕铁硼磁钢。这样设置同样能够降低转子的生产成本。
在本实施例中，上述实施例中的转子结构还可以用于电机设备技术领域，即根据本发明的另一个方面，提供了一种电机。该电机包括转子结构，转子结构为上述实施例中的转子结构。这样设置降低了电机的整体成本，增加了隔磁桥11的有效长度，减少了转子漏磁，提高了转子的磁场利用率。现有技术中采用的钕铁硼磁钢适合在低温环境下运行，温度越低性能越佳。而铁氧体磁钢则在高温环境下依然能够具有很好的性能。
具体地，在本实施例中，第一磁钢为稀土钕铁硼磁钢，第二磁钢为铁氧体磁钢，即第一磁钢槽20和第二磁钢槽30内设置铁氧体磁钢，第三磁钢槽40内设置稀土钕铁硼磁钢，两种磁钢的结合使用可扩大电机的使用坏境温度，使电机在低温或高温的恶劣环境下运行均能很好的发挥电机的性能。采用两种磁钢的结合，减少了钕铁硼磁钢在电机转子的使用量，铁氧体磁钢价格便宜降低了成本。进一步地，使用这种电机产生的空载反电势变低，使得控制器安全系数变高，在汽车出现异常情况时可减少对控制器IGBT模块的伤害。并且，三角形磁钢槽的排布方式使得相应的磁阻转矩增大，电机更容易弱磁，进而电机可达到更高的转速。而且铁氧体磁钢磁性较弱，钕铁硼磁钢的厚度也比现有技术中的磁钢的厚度降低50％，降低了装配难度，提高了生产效率。
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：
应用本发明的技术方案，转子结构包括转子本体，转子本体上开设有磁钢槽组，磁钢槽组包括多个磁钢槽，多个磁钢槽独立地设置，相邻的两个磁钢槽之间形成导磁通道。多个磁钢槽的径向方向的延长线围设成三角形。这种磁钢槽的排布方式，能够有效地增加形成于转子本体上的隔磁桥的长度，减少了转接结构的漏磁量，提升了转子的抗退磁能力，即有效地提高了转子磁场的利用率，降低了转子的损耗。
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 (10)

1.一种转子结构，其特征在于，包括：
转子本体(10)，所述转子本体(10)上开设有磁钢槽组，所述磁钢槽组包括多个磁钢槽，多个所述磁钢槽独立地设置，相邻的两个所述磁钢槽之间形成导磁通道，多个所述磁钢槽的径向方向的延长线围设成三角形。
2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，多个所述磁钢槽包括：
第一磁钢槽(20)，所述第一磁钢槽(20)的第一端朝向所述转子本体(10)的圆心延伸，所述第一磁钢槽(20)的第二端朝向所述转子本体(10)的外边沿延伸；
第二磁钢槽(30)，所述第二磁钢槽(30)的第一端朝向所述转子本体(10)的圆心延伸并与所述第一磁钢槽(20)的第一端相邻地设置，所述第二磁钢槽(30)的第二端朝向所述转子本体(10)的外边沿延伸并逐渐远离所述第一磁钢槽(20)，所述第一磁钢槽(20)与所述第二磁钢槽(30)围成V形结构。
3.根据权利要求2所述的转子结构，其特征在于，多个所述磁钢槽还包括：
第三磁钢槽(40)，所述第三磁钢槽(40)的第一端朝向所述第一磁钢槽(20)的第一端延伸设置，所述第三磁钢槽(40)的第二端朝向所述第二磁钢槽(30)的第二端延伸设置，所述第三磁钢槽(40)位于所述第一磁钢槽(20)和所述第二磁钢槽(30)形成的夹角内。
4.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述第三磁钢槽(40)的长度方向的第三几何中心线的中垂线过所述转子本体(10)的圆心。
5.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述第三磁钢槽(40)的沿所述转子本体(10)的径向方向从内到外相对设置的两个侧壁中至少一个侧壁为直面。
6.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述第三磁钢槽(40)的沿所述转子本体(10)的径向方向从内到外相对设置的两个侧壁相互平行地设置。
7.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述第三磁钢槽(40)的远离所述转子本体(10)的圆心的侧壁与所述转子本体(10)外边沿具有距离地设置以形成隔磁桥(11)。
8.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述转子结构还包括：
第一磁钢(50)，所述第一磁钢(50)设置于所述第三磁钢槽(40)内，所述第一磁钢(50)的至少一端与所述第三磁钢槽(40)的内壁具有距离地设置以形成空气槽。
9.根据权利要求8所述的转子结构，其特征在于，所述转子结构还包括：
第二磁钢(60)，设置于所述第一磁钢槽(20)和所述第二磁钢槽(30)内，所述第一磁钢(50)和所述第二磁钢(60)为铁氧体磁钢，或者，
所述第一磁钢(50)和所述第二磁钢(60)中的一个为铁氧体磁钢，所述第一磁钢(50)和所述第二磁钢(60)中的另一个为稀土钕铁硼磁钢。
10.一种电机，包括转子结构，其特征在于，所述转子结构为权利要求1至9中任一项所述的转子结构。
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