CN108711969A - 转子组件及电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种转子组件及电机，转子组件包括转子本体；转子本体包括中段转子，中段转子具有以终端转子的轴线为中心，并沿中段转子周向均匀排布的磁极；磁极包括中段填充槽，中段填充槽与中段转子的外壁存在距离，并且内部填充导电隔磁材料，多个磁极中的中段填充槽沿中段转子的周向依次布设。本发明具有不仅能够提高生产效率，降低成本，而且有利于对转子进行散热，降低转子惯量的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种转子组件及电机。
背景技术
直接起动同步磁阻电机结合了感应电机与同步磁阻电机的结构特点，通过鼠笼感应产生力矩实现起动，通过转子电感差距产生磁阻转矩实现恒转速运行，能够直接通入电源实现起动运行。直接起动同步磁阻电机与直接起动永磁电机相比，没有稀土永磁材料，也不存在退磁问题，电机成本低，可靠性好；与异步电机电机相比，效率高，转速恒定。
另外，直接起动同步磁阻电机起动过程包括两个部分，一部分是鼠笼产生异步转矩，使电机起动；另一部分是接近同步转速时，异步转矩和磁阻转矩牵入同步，即同步能力。由于直接起动同步磁阻电机的同步能力与电机转子惯量有关，转子惯量越小，电机易容易牵入同步。
专利公开号为CN 106537740A的专利提供一种转子、磁阻机器和用于转子的制造方法，其转子通量截止部的填充材料到达转子周缘并且形成所述转子周缘的一部分，在通量截止部里填充材料后还需进行切削加工，制造时间长效率低，制造成本高。另外专利也没有涉及转子惯量和转子散热问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种设计合理，结构简单的转子组件及电机，其能够提高生产效率，降低生产成本。
本发明提供了一种转子组件，包括转子本体；
所述转子本体包括中段转子，所述中段转子具有以所述终端转子的轴线为中心，并沿所述中段转子周向均匀排布的磁极；
所述磁极包括中段填充槽，所述中段填充槽与所述中段转子的外壁存在距离，并且内部填充导电隔磁材料，多个磁极中的所述中段填充槽沿所述中段转子的周向依次布设。
较优地，所述磁极还包括与所述中段填充槽分隔设置的中段空气槽，在垂直于所述中段转子轴线的截面上，所述中段空气槽位于所述中段填充槽和所述中段转子的轴线之间。
较优地，在同一所述磁极中所述中段填充槽包括第一中段槽，在垂直于所述中段转子轴线的截面上，所述第一中段槽和所述中段空气槽均为以d轴为对称轴的轴对称图形。
较优地，在每个所述磁极中，所述中段空气槽包括相互分隔的第一空气槽和第二空气槽；
在沿d轴的延伸方向，所述第一空气槽和所述第二空气槽交错设置。
较优地，所述第一空气槽内设置有加强筋，所述加强筋的两端分别连接在所述第一空气槽在沿d轴延伸方向相对的两个侧壁上。
较优地，在垂直于所述中段转子轴线的截面上，所述加强筋为d轴为对称轴的轴对称图形。
较优地，所述加强筋一体成型在所述中段转子上。
较优地，所述中段填充槽还包括第二中段槽，所述第二中段槽的数量为所述第二空气槽的两倍，使所述第二空气槽的两端各设置一个所述第二中段槽，并且在垂直于所述中段转子轴线的截面上，设置在所述中段空气槽的两端的两个所述中段空气槽以d轴为对称轴相互对称。
较优地，所述转子本体还包括边段转子，所述边段转子(14)固定连接在所述中段转子轴向的端部，并能够覆盖所述中段空气槽。
较优地，所述边段转子上设置填充孔，所述填充孔与所述中段填充槽的数量相等并一一对应连通，以使所述中段填充槽内的导电隔磁材料能够填充所述填充孔。
较优地，所述填充孔的截面形状和其所对应的所述中段填充槽的截面形状相同。
较优地，在沿所述转子本体的轴线方向，所述边段转子的长度小于所述中段转子的长度。
较优地，所述中段转子上设置有用以安装旋转轴的第一安装孔，所述边段转子上设置有与所述第一安装孔同轴的第二安装孔，所述第二安装孔的直径大于所述第一安装孔的直径。
较优地，还包括导电环；
所述导电环固定在所述边段转子背对所述中段转子的端面上，并且能够贴靠在位于所述填充孔内的导电隔磁材料上。
较优地，所述导电环为具有散热孔的圆环体，当所述边段转子上设置有与所述第二安装孔时，所述散热孔的直径大于所述第二安装孔的直径。
较优地，所述导电环的外径小于所述边段转子的外径。
本发明又一方面提供一种电机，包括以上任一技术特征的转子组件。
较优地，还包括定子，所述定子上具有第三安装孔，所述转子组件穿设在所述第三安装孔中，并与所述第三安装孔同轴；
在沿所述转子本体的径向上，所述转子本体的外壁与所述安装孔的内壁之间的距离为H；
当所述磁极还包括中段空气槽，所述中段空气槽包括第一空气槽，并且在所述第一空气槽内设置有加强筋时，在垂直于所述转子本体轴线的截面上，所述加强筋在垂直于d轴延伸方向的宽度为L，并且H≤L≤2H。
本发明的提供的转子组件，采用所述中段填充槽与所述中段转子的外壁存在距离，并且内部填充导电隔磁材料的技术方案,够提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，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是本发明转子组件一实施例的分解示意图；
图2是图1中的转子组件的端面示意图；
图3是图1中的中段转子端面示意图；
图4是图1中的边段转子端面示意图。
图中：1、转子本体；11、中段转子；12、中段填充槽；121、第一中段槽；122、第二中段槽；13、中段空气槽；131、第一空气槽；132、第二空气槽；14、边段转子；15、填充孔、16、第一安装孔；17、第二安装孔；2、导电环；21、散热孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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。
需要说明的是，本发明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，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
如图1、2、3所示，一种转子组件，包括转子本体1，转子本体1包括中段转子11，中段转子11具有以终端转子的轴线为中心，并沿中段转子11周向均匀排布的磁极，磁极包括中段填充槽12，中段填充槽12与中段转子11的外壁存在距离，并且内部填充导电隔磁材料(图未示出)，其中导电隔磁材料可以是铝或铝合金，多个磁极中的中段填充槽12沿中段转子11的周向依次布设。由于中段填充槽12与中段转子11的外壁存在距离，相对于现有技术再向中段填充槽12填充导电隔磁材料时，导电隔磁材料不会从中段转子11的侧壁溢出，因此不需要对中段转子11的外壁在次进行加工，不但降低了生产成本，而且使生产效率得到了提高。进一步地，如图3所示，磁极还包括与中段填充槽12分隔设置的中段空气槽13，在垂直于中段转子11轴线的截面上，中段空气槽13位于中段填充槽12和中段转子11的轴线之间，以通过中段空气槽13中流通的空气对中段转子11进行散热，同时还能够减小转子本体1的质量，使转子本体1的惯量得到了降低。
具体地，如图3所示，在同一磁极中中段填充槽12包括第一中段槽121，在垂直于中段转子11轴线的截面上，第一中段槽121和中段空气槽13均为以d轴为对称轴的轴对称图形。这样填充槽12和中段空气槽13形成第一磁障层(图未示出)，以减小d轴方向的磁通，增加磁通q轴轴向流通，增加dq轴磁通量之差，增加磁阻转矩。进一步地，如图中所示，在每个磁极中，中段空气槽13包括相互分隔的第一空气槽131和第二空气槽132，并且在沿d轴的延伸方向，第一空气槽131和第二空气槽132交错设置。其中，第一空气槽131内设置有加强筋133，加强筋133的两端分别连接在第一空气槽131在沿d轴延伸方向相对的两个侧壁上，以提高中段转子11自身的强度。同时，由于第一空气槽131和第二空气槽132之间形成第二磁障层(图未示出)，进而使dq轴磁通量之差最大化。
具体地，在垂直于中段转子11轴线的截面上，加强筋133为d轴为对称轴的轴对称图形。这样在第一空气槽131的两端不设加强筋133，尽可能减小漏磁，提升电机效率。在实际制作中，加强筋133可一体成型在中段转子11上，但并不仅限于此。
具体地，如图3中所示，中段填充槽12还包括第二中段槽122，第二中段槽122的数量为第二空气槽132的两倍，使第二空气槽132的两端各设置一个第二中段槽122，并且在垂直于中段转子11轴线的截面上，设置在中段空气槽13的两端的两个中段空气槽13以d轴为对称轴相互对称。
作为一种可实施方式，如图1、2所示，转子本体1还包括边段转子14，边段转子14固定连接在中段转子11轴向的端部，并能够覆盖中段空气槽13，以防止外部杂质进入中段空气槽13。具体地，如图3所示，边段转子14上设置填充孔15，填充孔15与中段填充槽12的数量相等并一一对应连通，以使中段填充槽12内的导电隔磁材料能够填充填充孔15。其中，在沿转子本体1的轴线方向，边段转子14的长度远小于中段转子11的长度。在实际制作时，可制作两个边段转子14并将两个边段转子14置于中段转子11轴向的两端，并与中段转子11叠压形成转子本体1，然后通过填充槽15向填充槽12内填入导电隔磁材料，是导电隔磁材料充满填充槽12和填充孔15。具体地，填充孔15的截面形状和其所对应的中段填充槽12的截面形状相同。
需要说明的是如图3、4所示，在实际制作中，中段转子11上设置有用以安装旋转轴的第一安装孔16，边段转子14上设置有与第一安装孔16同轴的第二安装孔17，第二安装孔17的直径大于第一安装孔16的直径。以避免边段转子14与旋转轴之间出现干涉。
进一步地，如图1、4所示，还包括导电环2，导电环2固定在边段转子14背对中段转子11的端面上，并且能够贴靠在位于填充孔15内的导电隔磁材料上，以使多个填充孔15和中段填充槽12内的导电隔磁材料导通形成鼠笼，产生异步转矩，其中导电环2的材质可以与中段填充槽12内的导电隔磁材料相同。再具体制作时，当完成转子本体的制作之后，再边段转子14背对中段转子11的端面上安装制作模具，以将导电环2一次成型在边段转子14上。具体地，如图1所示，导电环2为具有散热孔21的圆环体，当边段转子14上设置有与第二安装孔17时，散热孔21的直径大于第二安装孔17的直径。并且导电环2的外径小于边段转子14的外径。
为实现发明目的本发明又一方面提供一种电机，包括以上实施例所描述的转子组件。具体地，还包括定子(图未示出)，定子上具有第三安装孔，转子组件穿设在第三安装孔中，并与第三安装孔同轴；在沿转子本体1的径向上，转子本体1的外壁与安装孔的内壁之间的距离为H。参照图3，当磁极还包括中段空气槽13，中段空气槽13包括第一空气槽131，并且在第一空气槽131内设置有加强筋133时，在垂直于转子本体1轴线的截面上，加强筋133在垂直于d轴延伸方向的宽度为L，并且H≤L≤2H。这样既能够保证转子本体1的强度，同时又能够减小漏磁，使电机的效率得到了保证。
以上实施例使本发明具有不仅能够提高生产效率，降低成本，而且有利于对转子进行散热境地转子惯量的优点。
以上所述仅为本发明的实施例而已，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权利要求范围之内。
Claims (18)
1.一种转子组件，其特征在于：
包括转子本体(1)；
所述转子本体(1)包括中段转子(11)，所述中段转子(11)具有以所述终端转子的轴线为中心，并沿所述中段转子(11)周向均匀排布的磁极；
所述磁极包括中段填充槽(12)，所述中段填充槽(12)与所述中段转子(11)的外壁存在距离，并且内部填充导电隔磁材料，多个磁极中的所述中段填充槽(12)沿所述中段转子(11)的周向依次布设。
2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于：
所述磁极还包括与所述中段填充槽(12)分隔设置的中段空气槽(13)，在垂直于所述中段转子(11)轴线的截面上，所述中段空气槽(13)位于所述中段填充槽(12)和所述中段转子(11)的轴线之间。
3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于：
在同一所述磁极中所述中段填充槽(12)包括第一中段槽(121)，在垂直于所述中段转子(11)轴线的截面上，所述第一中段槽(121)(121)和所述中段空气槽(13)均为以d轴为对称轴的轴对称图形。
4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于：
在每个所述磁极中，所述中段空气槽(13)包括相互分隔的第一空气槽(131)和第二空气槽(132)；
在沿d轴的延伸方向，所述第一空气槽(131)和所述第二空气槽(132)交错设置。
5.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于：
所述第一空气槽(131)内设置有加强筋(133)，所述加强筋(133)的两端分别连接在所述第一空气槽(131)在沿d轴延伸方向相对的两个侧壁上。
6.根据权利要求5所述的转子组件，其特征在于：
在垂直于所述中段转子(11)轴线的截面上，所述加强筋(133)为d轴为对称轴的轴对称图形。
7.根据权利要求5所述的转子组件，其特征在于：
所述加强筋(133)一体成型在所述中段转子(11)上。
8.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于：
所述中段填充槽(12)还包括第二中段槽(122)，所述第二中段槽(122)的数量为所述第二空气槽(132)的两倍，使所述第二空气槽(132)的两端各设置一个所述第二中段槽(122)，并且在垂直于所述中段转子(11)轴线的截面上，设置在所述中段空气槽(13)的两端的两个所述中段空气槽(13)以d轴为对称轴相互对称。
9.根据权利要求2至8任意一项所述的转子组件，其特征在于：
所述转子本体(1)还包括边段转子(14)，所述边段转子(14)固定连接在所述中段转子(11)轴向的端部，并能够覆盖所述中段空气槽(13)。
10.根据权利要求9所述的转子组件，其特征在于：
所述边段转子(14)上设置填充孔(15)，所述填充孔(15)与所述中段填充槽(12)的数量相等并一一对应连通，以使所述中段填充槽(12)内的导电隔磁材料能够填充所述填充孔(15)。
11.根据权利要求10所述的转子组件，其特征在于：
所述填充孔(15)的截面形状和其所对应的所述中段填充槽(12)的截面形状相同。
12.根据权利要求9所述的转子组件，其特征在于：
在沿所述转子本体(1)的轴线方向，所述边段转子(14)的长度小于所述中段转子(11)的长度。
13.根据权利要求9所述的转子组件，其特征在于：
所述中段转子(11)上设置有用以安装旋转轴的第一安装孔(16)，所述边段转子(14)上设置有与所述第一安装孔(16)同轴的第二安装孔(17)，所述第二安装孔(17)的直径大于所述第一安装孔(16)的直径。
14.根据权利要求9所述的转子组件，其特征在于：
还包括导电环(2)；
所述导电环(2)固定在所述边段转子(14)背对所述中段转子(11)的端面上，并且能够贴靠在位于所述填充孔(15)内的导电隔磁材料上。
15.根据权利要求14所述的转子组件，其特征在于：
所述导电环(2)为具有散热孔(21)的圆环体，当所述边段转子(14)上设置有与所述第二安装孔(17)时，所述散热孔(21)的直径大于所述第二安装孔(17)的直径。
16.根据权利要求9所述的转子组件，其特征在于：
所述导电环(2)的外径小于所述边段转子(14)的外径。
17.一种电机，其特征在于：
包括权利要求1至16任意一项所述的转子组件。
18.根据权利要求17所述的电机，其特征在于：
还包括定子，所述定子上具有第三安装孔，所述转子组件穿设在所述第三安装孔中，并与所述第三安装孔同轴；
在沿所述转子本体(1)的径向上，所述转子本体(1)的外壁与所述安装孔的内壁之间的距离为H；
当所述磁极还包括中段空气槽(13)，所述中段空气槽(13)包括第一空气槽(131)，并且在所述第一空气槽(131)内设置有加强筋(133)时，在垂直于所述转子本体(1)轴线的截面上，所述加强筋(133)在垂直于d轴延伸方向的宽度为L，并且H≤L≤2H。
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