CN108711975A - 电机的转子总成和具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机的转子总成和具有其的电机，所述转子总成包括：导磁芯体，所述导磁芯体的轴线沿左右方向延伸；多个磁条，多个所述磁条设在所述导磁芯体上，且多个所述磁条沿所述导磁芯体的周向排布；鼠笼，所述鼠笼设在所述导磁芯体上，且所述鼠笼环绕所述多个磁条。根据本发明实施例的转子总成，转子内置磁条，鼠笼在电机运行时可切割磁感线产生力矩，从而带动电机运转，使得电机在运行时能效得到大幅度提高。

Description

电机的转子总成和具有其的电机

技术领域

本发明涉及家用电机技术领域，具体涉及一种电机的转子总成和具有其的电机。

背景技术

相关技术中，如常规的单相电容运转异步电机，电机的能效较低；常规的单项永磁同步电机，电机启动的控制电路复杂；常规的三相永磁同步电机，控制电路复杂，且需要三相电源，成本较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明第一方面实施例的一个目的在于提出一种可提高电机能效的转子总成。

本发明第二方面实施例的电机包括上述的转子总成，该电机启动简单，成本较低，且提高了能效。

根据本发明第一方面实施例的用于电机的转子总成，所述转子总成包括：导磁芯体，所述导磁芯体的轴线沿左右方向延伸；多个磁条，多个所述磁条设在所述导磁芯体上，且多个所述磁条沿所述导磁芯体的周向排布；鼠笼，所述鼠笼设在所述导磁芯体上，且所述鼠笼环绕所述多个磁条。

根据本发明实施例的转子总成，转子内置磁条，鼠笼在电机运行时可切割磁感线产生力矩，从而带动电机运转，使得电机在运行时能效得到大幅度提高。

另外，根据本发明上述实施例的电机的转子总成还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述磁条嵌入于所述导磁芯体内，且所述磁条沿左右方向延伸。

根据本发明的一个实施例，所述磁条的左端邻近所述导磁芯体的左端面，所述磁条的右端邻近所述导磁芯体的右端面。

根据本发明的一个实施例，所述导磁芯体上设有沿左右方向延伸的第一槽孔，所述磁条置于所述第一槽孔内。

根据本发明的一个实施例，所述第一槽孔沿左右方向贯通所述导磁芯体。

根据本发明的一个实施例，在沿左右方向的投影中，所述第一槽孔沿所述导磁芯体的径向方向延伸；或在沿左右方向的投影中，多个所述第一槽孔沿环绕所述导磁芯体的中心轴的多边形布置；或在沿左右方向的投影中，所述第一槽孔呈V型孔的形状，且开口朝远离所述导磁芯体的中心轴的方向，所述V型孔的两个支部内均设有所述磁条；或在沿左右方向的投影中，所述第一槽孔包括沿环绕所述导磁芯体的方向依次相接的多个V型孔，所述V型孔的两个支部内均设有所述磁条。

根据本发明的一个实施例，在沿左右方向的投影中所述第一槽孔由所述磁条填满；或在沿左右方向的投影中所述第一槽孔的端部具有气孔。

根据本发明的一个实施例，所述鼠笼包括：第一端环；第二端环，所述第二端环与所述第一端环分别布置于所述导磁芯体的左右两侧；多个连杆，所述连杆沿左右方向延伸且分别连接所述第一端环和所述第二端环，多个所述连杆沿所述导磁芯体的周向布置，其中，多个所述磁条设于多个所述连杆的内侧。

根据本发明的一个实施例，所述导磁芯体上设有多个第二槽孔，所述连杆置于所述第二槽孔内。

根据本发明的一个实施例，所述第一端环设于所述导磁芯体的左端面上，且所述第一端环凸出所述导磁芯体的左端面，所述第二端环设于所述导磁芯体的右端面上，且所述第二端环凸出所述导磁芯体的右端面。

根据本发明的一个实施例，所述第一端环和所述第二端环中至少一个的截面为梯形，所述第一端环和所述第二端环中至少一个的内表面和外表面之间的间距在远离所述导磁芯体的方向上逐渐减小。

根据本发明第二方面实施例的电机，包括：转子总成，所述转子总成为上述的电机的转子总成；定子总成，所述定子总成环绕于所述转子总成的外侧，且所述转子总成相对于所述定子总成可转动，所述定子总成具有定子绕组。

根据本发明实施例的电机，该电机的能效较高。

根据本发明的一个实施例，所述定子绕组包括主绕组和副绕组，所述电机还包括电容，其中，所述主绕组的一端与所述副绕组的一端相连，所述主绕组的另一端和所述副绕组的另一端之间连接电容，且所述主绕组的两端用于连接电源。

根据本发明的一个实施例，所述主绕组的至少一端连接有保护器。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的转子的立体结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的导磁芯体的立体结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的转子的剖视图；

图4是根据本发明一个实施例的导磁芯体的主视图；

图5是根据本发明一个实施例的导磁芯体的主视图；

图6是根据本发明一个实施例的导磁芯体的主视图；

图7是根据本发明一个实施例的导磁芯体的主视图；

图8是根据本发明一个实施例的导磁芯体的主视图；

图9是根据本发明一个实施例的导磁芯体的主视图；

图10是根据本发明一个实施例的转子总成与定子总成的连接示意图；

图11是根据本发明一个实施例的定子总成的立体结构示意图；

图12是根据本发明一个实施例的电机的电路图；

图13是根据本发明一个实施例的电机的立体结构示意图。

附图标记：

电机1，

转子总成100，

导磁芯体10，第一槽孔11，气孔111，第二槽孔12，

磁条20，

鼠笼30，第一端环31，第二端环32，连杆33，

定子总成200，定子铁芯201，主绕组202，副绕组203，

电容300，保护器400。

具体实施方式

相关技术中，如常规的单相电容运转异步电机，电机的能效较低；常规的单项永磁同步电机，电机启动的控制电路复杂；常规的三相永磁同步电机，控制电路复杂，且需要三相电源，成本较高。

为了解决上述问题，本发明提出了一种电机1的转子总成100和具有其的电机1。

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1-图13描述根据本发明实施例的转子总成100，如图1结合图2和图3所示，转子总成100大体可以包括导磁芯体10、磁条20和鼠笼30，其中，磁条20包括多个。

导磁芯体10的轴线沿左右方向延伸。多个磁条20设在导磁芯体10上，且多个磁条20沿导磁芯体10的周向排布。鼠笼30，鼠笼30设在导磁芯体10上，且鼠笼30环绕多个磁条20。

可以理解的是，电机1启动后，转子总成100运转，鼠笼30会切割磁感线，鼠笼30切割磁感线的过程中会产生力矩，在力矩作用下鼠笼30转动起来。鼠笼30设置于导磁芯体10上，从而鼠笼30带动转子总成100转动。这样，鼠笼30转子辅助转动，转子总成100可以提高电机1的能效。

而且，多个磁条20形成的磁场在电机1运行过程中也可以减少转子总成100能量的损耗，更进一步地提高了电机1的能效。

一些实施例中，如图1结合图2所示，磁条20嵌入于导磁芯体10内，且磁条20沿左右方向延伸。这样，可以减小转子总成100的体积，减少导磁芯体10的质量。可以理解的是，在相同大小的力矩作用小，质量较小的导磁芯体10的转速更快，因此能效更高。

一些可选实施例中，磁条20的左端邻近导磁芯体10的左端面，磁条20的右端邻近导磁芯体10的右端面。其中，磁条20可以是左端伸出导磁芯体10的左端面、磁条20的左端面与导磁芯体10的左端面平齐或磁条20的左端面未伸出导磁芯体10的左端面，磁条20可以是右端伸出导磁芯体10的右端面、磁条20的右端面与导磁芯体10的右端面平齐或磁条20的右端面未伸出导磁芯体10的右端面。举例而言，磁条20的两端伸出导磁芯体10的左右两侧一部分，或磁条20整个内嵌于导磁芯体10内，或磁条20的两端至少有一端伸出导磁芯体10的端面。

一些实施例中，如图2所示，导磁芯体10上设有沿左右方向延伸的第一槽孔11，磁条20置于第一槽孔11内。这样，便于磁条20的安装。其中，第一槽孔11可以完全贯穿导磁芯体10，也可以仅两端向内凹陷但不贯穿。

优选地，如图3所示，第一槽孔11沿左右方向贯通导磁芯体10。这样，可以减少安装步骤，且方便加工。

一些实施例中，如图4和图9所示，在沿左右方向的投影中，第一槽孔11沿导磁芯体10的径向方向延伸。也就是说，在沿左右方向的投影中，磁条20为沿导磁芯体10径向方向延伸的条状。

一些实施例中，如图5所示，在沿左右方向的投影中，多个第一槽孔11沿环绕导磁芯体10的中心轴的多边形布置。其中，多边形的形状可以是三角形、四边形、五边形等，优选地，多边形的形状为正多边形。

一些实施例中，如图6所示，在沿左右方向的投影中，第一槽孔11呈V型孔的形状，且开口朝远离导磁芯体10的中心轴的方向，V型孔的两个支部内均设有磁条20。

一些实施例中，如图7所示，在沿左右方向的投影中，第一槽孔11包括沿环绕导磁芯体10的方向依次相接的多个V型孔，V型孔的两个支部内均设有磁条20。

当然，在沿左右方向的投影中，第一槽孔11的形状并不限于上述几种实施例，例如，如图8所示，第一槽孔11呈L形孔的形状，且开口远离导磁芯体10的中心轴的方向。

一些实施例中，在沿左右方向的投影中第一槽孔11由磁条20填满或在沿左右方向的投影中第一槽孔11的端部具有气孔111。其中，气孔111由未被磁条20填充的第一操控形成，换言之，磁条20的形状与第一槽孔11的形状可以相适应也可不适应。

一些实施例中，如图3结合图1和图2所示，鼠笼30包括第一端环31、第二端环32和多个连杆33。第二端环32与第一端环31分别布置于导磁芯体10的左右两侧。连杆33沿左右方向延伸且分别连接第一端环31和第二端环32，多个连杆33沿导磁芯体10的周向布置。其中，多个磁条20设于多个连杆33的内侧。换言之，鼠笼30环绕导磁芯体10布置，且多个磁条20位于鼠笼30的内部，这样，可以避免磁条20磁场的干扰。

一些实施例中，如图2结合图3所示，导磁芯体10上设有多个第二槽孔12，连杆33置于第二槽孔12内。这样，导磁芯体10与鼠笼30连接形成为一体，结构稳定。

一些实施例中，如图3所示，第一端环31设于导磁芯体10的左端面上，且第一端环31凸出导磁芯体10的左端面，第二端环32设于导磁芯体10的右端面上，且第二端环32凸出导磁芯体10的右端面。也就是说，第一端环31和第二端环32分别设置于导磁芯体10的左端面和右端面，这样，有利于减小转子的体积，使转子的结构紧凑。

优选地，如图3所示，第一端环31和第二端环32中至少一个的截面为梯形，第一端环31和第二端环32中至少一个的内表面和外表面之间的间距在远离导磁芯体10的方向上逐渐减小。例如，可以对第一端环31或第二端环32做倒角或切边处理。这样，端环的结构强度较高，且不会产生毛刺等刮伤工人。

根据本发明实施例的电机1，包括转子总成100和定子总成200。转子总成100为上述的电机1的转子总成100。定子总成200环绕于转子总成100的外侧，且转子总成100相对于定子总成200可转动，定子总成200具有定子绕组。

根据本发明实施例的电机1，如图13所示，包括上述实施例的转子总成100，可以提高电机1的能效。

一些实施例中，如图10、图11结合图12所示，定子绕组包括主绕组202和副绕组203，电机1还包括电容300，其中，主绕组202的一端与副绕组203的一端相连，主绕组202的另一端和副绕组203的另一端之间连接电容300，且主绕组202的两端用于连接电源。主、副绕组203接通单相电源，电机1在合适电容300的协助下启动并运转至同步转速。其中，可使加在电机1主、副绕组203上的电压有不同的电角度，从而使主、副绕组203电流形成相位差，产生旋转磁场。

另外，定子绕组可以为分布式绕组，每个绕组的线圈数量、跨距可以根据电机1极数、定子铁芯201槽数决定。

转子总成100中，转子铁芯外圆有均布的槽口，通过高温铸铝，使其形成鼠笼30转子。鼠笼30转子在电机1运行过程可切割磁感线产生力矩，使电机1运转起来。

一个具体实施例中，电容300启动运转的单相永磁同步电机1在转子铁芯中插入磁条20，并采用铸铝工艺使转子形成鼠笼30；定子绕组直接缠绕在定子铁芯201上，分为主、副绕阻，定子绕组接外部单相电源时，匹配合适电容300，电机1即可运转。

这种电机1不需要复杂的控制电路，设计成本降低，同时能效可得到大幅提升，以常规单项电容300运转异步电机195系列20叠厚的电机1为例，本发明电机1效率可提高10％。以Φ95*60结构为例，假设定子铁芯201叠厚为20mm，主、副相绕阻线经*匝数均为Φ0.22*500，应用本发明所公开的电机1，电机1能效可达55％，数据如表1所示。

表1

一些可选实施例中，如图12所示，主绕组202的至少一端连接有保护器400。其中，保护器400可以设于主绕组202电源输入端，保护器400也可设于主绕组202的电源输出端，也可以在主绕组202的电源输入和输出端均设置保护器400。当电机1温度过高时，保护器400(例如熔断器)断开，从而切断电源，防止电机1继续运转而烧毁，起到保护作用。

根据本发明实施例的电机1的其它组成及原理均属于本领域技术人员所理解并容易获得的，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种电机的转子总成，其特征在于，包括：

导磁芯体，所述导磁芯体的轴线沿左右方向延伸；

多个磁条，多个所述磁条设在所述导磁芯体上，且多个所述磁条沿所述导磁芯体的周向排布；

鼠笼，所述鼠笼设在所述导磁芯体上，且所述鼠笼环绕所述多个磁条。

2.根据权利要求1所述的电机的转子总成，其特征在于，所述磁条嵌入于所述导磁芯体内，且所述磁条沿左右方向延伸。

3.根据权利要求2所述的电机的转子总成，其特征在于，所述磁条的左端邻近所述导磁芯体的左端面，所述磁条的右端邻近所述导磁芯体的右端面。

4.根据权利要求1所述的电机的转子总成，其特征在于，所述导磁芯体上设有沿左右方向延伸的第一槽孔，所述磁条置于所述第一槽孔内。

5.根据权利要求4所述的电机的转子总成，其特征在于，所述第一槽孔沿左右方向贯通所述导磁芯体。

6.根据权利要求4所述的电机的转子总成，其特征在于，

在沿左右方向的投影中，所述第一槽孔沿所述导磁芯体的径向方向延伸；或

在沿左右方向的投影中，多个所述第一槽孔沿环绕所述导磁芯体的中心轴的多边形布置；或

在沿左右方向的投影中，所述第一槽孔呈V型孔的形状，且开口朝远离所述导磁芯体的中心轴的方向，所述V型孔的两个支部内均设有所述磁条；或

在沿左右方向的投影中，所述第一槽孔包括沿环绕所述导磁芯体的方向依次相接的多个V型孔，所述V型孔的两个支部内均设有所述磁条。

7.根据权利要求4所述的电机的转子总成，其特征在于，

在沿左右方向的投影中所述第一槽孔由所述磁条填满；或

在沿左右方向的投影中所述第一槽孔的端部具有气孔。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电机的转子总成，其特征在于，所述鼠笼包括：

第一端环；

第二端环，所述第二端环与所述第一端环分别布置于所述导磁芯体的左右两侧；

多个连杆，所述连杆沿左右方向延伸且分别连接所述第一端环和所述第二端环，多个所述连杆沿所述导磁芯体的周向布置，

其中，多个所述磁条设于多个所述连杆的内侧。

9.根据权利要求8所述的电机的转子总成，其特征在于，所述导磁芯体上设有多个第二槽孔，所述连杆置于所述第二槽孔内。

10.根据权利要求8所述的电机的转子总成，其特征在于，所述第一端环设于所述导磁芯体的左端面上，且所述第一端环凸出所述导磁芯体的左端面，所述第二端环设于所述导磁芯体的右端面上，且所述第二端环凸出所述导磁芯体的右端面。

11.根据权利要求8所述的电机的转子总成，其特征在于，所述第一端环和所述第二端环中至少一个的截面为梯形，所述第一端环和所述第二端环中至少一个的内表面和外表面之间的间距在远离所述导磁芯体的方向上逐渐减小。

12.一种电机，其特征在于，包括：

转子总成，所述转子总成为根据权利要求1-11中任一项所述的电机的转子总成；

定子总成，所述定子总成环绕于所述转子总成的外侧，且所述转子总成相对于所述定子总成可转动，所述定子总成具有定子绕组。

13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，所述定子绕组包括主绕组和副绕组，所述电机还包括电容，

其中，所述主绕组的一端与所述副绕组的一端相连，所述主绕组的另一端和所述副绕组的另一端之间连接电容，且所述主绕组的两端用于连接电源。

14.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，所述主绕组的至少一端连接有保护器。