CN108711974A - 一种用于永磁无刷电机的转子 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种永磁铁易于安装且利用率高、同时整体强度显著增强的用于永磁无刷电机的转子。它包括转子部及套设在转子部上的转子罩，所述转子部由两个转子单体对接而成，转子单体包括转子铁芯和若干沿转子铁芯周向分布的永磁铁，转子铁芯上设有绝缘套，绝缘套包括固定在转子铁芯上的绝缘套本体及若干沿转子铁芯周向均匀分布的定位爪，定位爪的一端与绝缘套本体连接，定位爪的另一端固定在转子铁芯上，相邻两个定位爪之间形成用于容纳永磁铁的插槽，永磁铁插设在对应的插槽中。

Description

一种用于永磁无刷电机的转子
技术领域
本发明涉及电机领域，尤其涉及一种用于永磁无刷电机的转子。
背景技术
随着永磁材料性能的不断提高和电机技术的发展，永磁无刷电机在国民经济的各个领域得到了极其广泛应用，对于永磁无刷电机转子，除了电磁性能以外，转子结构直接影响了最高转速和振动水平，电机转子必须具有足够的强度，确保转子部件不会因高速旋转产生的离心力而破坏；必须具有良好的动态性能，确保转子结构不会因振动产生大的变形；必须能够在不同的温度下安全稳定运行，不出现因热膨胀引起的动平衡和结构破坏问题，目前市面上最常采用的转子结构为表贴式结构，即永磁铁贴于转子铁芯的表面，这种结构存在较多的永磁铁涡流损耗，同时也较难以满足高强度要求。
同时永磁铁原材料价格比较昂贵，致使永磁无刷电机成本价格高昂，磁体充磁多采用多极充磁方式，所用2、4、6、8、10等偶数极，相邻极数间的间距导致永磁铁浪费程度较大。永磁铁的安装方式也一直是件难题，对于环形或者弧形等贴片型永磁铁的安装，目前一般采用胶水粘接的方式，其安装强度及安装效果不是很好，长时间使用后胶水的稳定性下降较为明显，难以满足一些安全性能要求高的电机。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种永磁铁易于安装且利用率高、同时整体强度显著增强的用于永磁无刷电机的转子。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种用于永磁无刷电机的转子，包括
转子部及套设在转子部上的转子罩，所述转子部由两个转子单体对接而成，转子单体包括转子铁芯和若干沿转子铁芯周向分布的永磁铁；
所述转子铁芯上设有绝缘套，绝缘套包括固定在转子铁芯上的绝缘套本体及若干沿转子铁芯周向均匀分布的定位爪，定位爪的一端与绝缘套本体连接，定位爪的另一端固定在转子铁芯上，相邻两个定位爪之间形成用于容纳永磁铁的插槽，永磁铁插设在对应的插槽中。本发明具体实施时，绝缘套和转子铁芯一体成型，将永磁铁插入相应的插槽，即形成完整的转子单体，将两个转子单体进行端部对接形成转子部，最后再转子部上套接转子罩加以固定。两个独立的转子单体对接，在转子部轴向上两个永磁铁也是分开的，有利于抑制永磁体内部涡流，降低永磁体内的应力集中，绝缘套提高了永磁铁的安装强度，且能够装配后再充磁，简化工艺，永磁铁、绝缘套和转子铁芯均通过转子罩紧紧包裹成一个完整的整体，提高了转子的整体强度。
作为优选，所述绝缘套本体背离定位爪的一端设有若干凹槽，凹槽沿绝缘套本体的周向均匀分布，转子罩的端部设有若干可压入凹槽的压块，凹槽与压块一一对应，压块位于对应的凹槽中。转子部套入转子罩后，将压块压入凹槽即可将两者固定，且这样的固定方式能够承受较大的转矩。
作为优选，所述定位爪远离绝缘套本体的一端设有用于使两个转子单体稳定对接的对接柱。两个转子单体对接时，对接柱互相错开，利用对接柱弹性变形的挤压力使两个转子单体对接得更紧固。
作为优选，所述转子铁芯上设有若干散热孔，散热孔贯穿转子铁芯的两个端面。保障转子部的散热性能。
作为优选，所述转子罩的材质为铝。铝制材质较轻，且铝制的转子罩有涡流屏蔽的作用。
作为优选，所述转子铁芯周向均布有若干与插槽一一对应的棱面，永磁铁上具有与棱面配合的定位平面，在一个插槽中：棱面与定位平面贴合。定位平面与棱面具有良好的插入配合度，永磁铁插入插槽后，定位平面与棱面紧密贴合，这种配合结构容易生产制造，配合精度可控度高，使永磁铁安装稳固且与转子铁芯间隙尽量小。
作为优选，所述永磁铁上相对于定位平面的另一面为弧形面。弧形面降低漏磁系数，提高电机性能，提高永磁铁的磁场利用率。
作为优选，所述绝缘套的材质为树脂。树脂具有质硬、清洁环保、绝缘阻燃好、耐热温度高、耐腐蚀性能好等优点，适合作为绝缘套的生产材质。
本发明的有益效果是：（1）永磁铁、绝缘套和转子铁芯均通过转子罩紧紧包裹成一个完整的整体，提高了转子的整体强度，能够承受较强的离心力；（2）两个转子单体对接的形式能够装配好了再进行充磁，使得磁路损失减到最低和磁路位置不错乱，同时对接的形式利于降低涡流损耗；（3）绝缘套包裹住永磁铁，保证永磁铁具有较高的安装强度，稳定性高，且绝缘套利于减少永磁铁磁路受到的干扰；（4）永磁铁采用不连续的方式嵌入在转子铁芯四周的插槽中，永磁铁利用率高，定位平面与棱面具有良好的插入配合度，使永磁铁安装稳固且与转子铁芯间隙尽量小，弧形面则降低漏磁系数，提高电机性能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明另一个视角的结构示意图；
图3是图1的爆炸图；
图4是本发明中转子部的结构示意图；
图5是本发明中转子铁芯和绝缘套的结构示意图；
图6是本发明中永磁铁的结构示意图。
图中：转子部1、转子罩2、转子单体3、转子铁芯4、散热孔41、永磁铁5、定位平面51、弧形面52、绝缘套6、绝缘套本体61、定位爪62、插槽63、对接柱64、凹槽65、压块66。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
如图1至图6所示，一种用于永磁无刷电机的转子，包括转子部1及套设在转子部上的转子罩2，转子罩采用铝制材质，铝制的转子罩较轻且有涡流屏蔽的作用，所述转子部由两个转子单体3对接而成，转子单体包括转子铁芯4和若干沿转子铁芯周向分布的永磁铁5，转子铁芯上设有若干散热孔41，散热孔贯穿转子铁芯的两个端面，保障转子部的散热性能。
所述转子铁芯上设有绝缘套6，绝缘套的材质为树脂，树脂具有质硬、清洁环保、绝缘阻燃好、耐热温度高、耐腐蚀性能好等优点，适合作为绝缘套的生产材质，绝缘套包括固定在转子铁芯上的绝缘套本体61及若干沿转子铁芯周向均匀分布的定位爪62，定位爪的一端与绝缘套本体连接，定位爪的另一端固定在转子铁芯上，相邻两个定位爪之间形成用于容纳永磁铁的插槽63，永磁铁插设在对应的插槽中，定位爪远离绝缘套本体的一端设有用于使两个转子单体稳定对接的对接柱64，两个转子单体对接时，对接柱互相错开，利用对接柱弹性变形的挤压力使两个转子单体对接得更紧固。绝缘套本体背离定位爪的一端设有若干凹槽65，凹槽沿绝缘套本体的周向均匀分布，转子罩的端部设有若干可压入凹槽的压块66，凹槽与压块一一对应，压块位于对应的凹槽中，压块和凹槽的固定方式能够承受较大的转矩。
所述转子铁芯周向均布有若干与插槽一一对应的棱面，永磁铁上具有与棱面配合的定位平面51，在一个插槽中：棱面与定位平面贴合；永磁铁上相对于定位平面的另一面为弧形面52。定位平面与棱面具有良好的插入配合度，使永磁铁安装稳固且与转子铁芯间隙尽量小，而弧形面降低漏磁系数，提高电机性能，提高永磁铁的磁场利用率，这种结构的永磁铁加工简单，定位准确，且漏磁系数小。
本发明具体实施中，转子铁芯与绝缘套一体成型，增加各部件之间的连接强度，然后根据转子铁芯具体的尺寸大小和磁极数，确定永磁铁的数目及尺寸，永磁铁的形状经过特别设计，使得永磁铁更容易加工和插入，将各永磁铁插入在对应插槽中，永磁铁和对应的插槽之间紧密配合，需要施加一定的挤压力才可以插入到插槽中，这种结构能够在永磁铁装配好了再进行充磁，使得磁路损失减到最低和磁路位置不错乱，将装配好了的转子单体进行对接，对接柱互相错开，依靠对接柱弹性变形的挤压力使两个转子单体结合成转子部，使对接更紧固。最后将转子部套入铝制的转子罩，达到连接强度的再次加强和涡流屏蔽的作用，对于转子罩的固定利用结构优势，采用了一端收口和一端压块与凹槽配合的方式，达到很好的结构统一和完整。
本发明的有益效果是：永磁铁、绝缘套和转子铁芯均通过转子罩紧紧包裹成一个完整的整体，提高了转子的整体强度，能够承受较强的离心力；两个转子单体对接的形式能够装配好了再进行充磁，使得磁路损失减到最低和磁路位置不错乱，同时对接的形式利于降低涡流损耗；绝缘套包裹住永磁铁，保证永磁铁具有较高的安装强度，稳定性高，且绝缘套利于减少永磁铁磁路受到的干扰；永磁铁采用不连续的方式嵌入在转子铁芯四周的插槽中，永磁铁利用率高，定位平面与棱面具有良好的插入配合度，使永磁铁安装稳固且与转子铁芯间隙尽量小，弧形面则降低漏磁系数，提高电机性能。

Claims (8)

1.一种用于永磁无刷电机的转子，其特征是，包括
转子部及套设在转子部上的转子罩，所述转子部由两个转子单体对接而成，转子单体包括转子铁芯和若干沿转子铁芯周向分布的永磁铁；
转子铁芯上设有绝缘套，绝缘套包括固定在转子铁芯上的绝缘套本体及若干沿转子铁芯周向均匀分布的定位爪，定位爪的一端与绝缘套本体连接，定位爪的另一端固定在转子铁芯上，相邻两个定位爪之间形成用于容纳永磁铁的插槽，永磁铁插设在对应的插槽中。
2.根据权利要求1所述的一种用于永磁无刷电机的转子，其特征是，所述绝缘套本体背离定位爪的一端设有若干凹槽，凹槽沿绝缘套本体的周向均匀分布，转子罩的端部设有若干可压入凹槽的压块，凹槽与压块一一对应，压块位于对应的凹槽中。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于永磁无刷电机的转子，其特征是，所述定位爪远离绝缘套本体的一端设有用于使两个转子单体稳定对接的对接柱。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于永磁无刷电机的转子，其特征是，所述转子铁芯上设有若干散热孔，散热孔贯穿转子铁芯的两个端面。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于永磁无刷电机的转子，其特征是，所述转子罩的材质为铝。
6.根据权利要求1所述的一种用于永磁无刷电机的转子，其特征是，所述转子铁芯周向均布有若干与插槽一一对应的棱面，永磁铁上具有与棱面配合的定位平面，在一个插槽中：棱面与定位平面贴合。
7.根据权利要求6所述的一种用于永磁无刷电机的转子，其特征是，所述永磁铁上相对于定位平面的另一面为弧形面。
8.根据权利要求1或2所述的一种用于永磁无刷电机的转子，其特征是，所述绝缘套的材质为树脂。
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