CN108808922A - 转子铁芯和电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及本发明涉及机电领域，具体地涉及转子铁芯和应用有该转子铁芯的电机，所述多个转子冲片构成多个转子冲片单元，所述多个转子冲片单元包括下述转子冲片单元中的至少两者，具有将不同内磁桥和外磁桥交错设置的第一转子冲片单元、第二转子冲片单元，第三转子冲片单元，在利用宽度较小的内磁桥限制漏磁的同时，转子冲片连成具有一定机械强度的整体。

Description

转子铁芯和电机

技术领域

本发明涉及机电领域，具体地涉及转子铁芯和应用有该转子铁芯的电机。

背景技术

永磁电机因其结构更为简单，运行更为可靠，具有更高的效率和功率密度，越来越多地使用在了各种电器装置中。其中安装转子磁极结构的位置，能够分为表面式和内置式。作为内置式永磁电机的转子冲片，其一般设置有外磁桥与内磁桥，从而导致了有部分磁材的磁路不经过定子，而无法参与能量的转换，导致了磁材的浪费。

现在在在高速电机中，通过去掉内磁桥或者外磁桥，而改用注塑方式形成转子铁芯。以避免磁材的浪费。但是注塑的加工方式，在增加了制造成本的同时，也降低了转子铁芯的强度，使转子铁芯变形损坏。另外，采用除注塑方式以外的方式，例如，运用强度较大的零件，以固定转子铁芯，则不仅增加了部件成本，同时也增加了工艺流程，降低了装配精度。

如何兼顾转子铁芯的结构强度与材料利用率成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的无法兼顾转子铁芯的结构强度与材料利用率问题，提供转子铁芯，该转子铁芯无需增加注塑等其他加工工序，就能够兼顾转子铁芯的结构强度与材料利用率。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种转子铁芯，包括多个转子冲片，所述转子冲片包括本体，设置在所述本体上的转子轴孔、多个安装槽，和环绕所述转子轴孔的内环形区域，和位于本体外周且由所述多个安装槽所隔成的多个外扇形区域，所述内环形区域和所述外扇形区域通过内磁桥连接，相邻所述外扇形区域之间设置的外周部设置有外磁桥，其中所述多个转子冲片构成多个转子冲片单元，所述多个转子冲片单元包括下述转子冲片单元中的至少两者，第一转子冲片单元，包括L个第一转子冲片，所述第一转子冲片的所述外磁桥均为开放外磁桥，所述内磁桥上间隔地设置有隔开槽；第二转子冲片单元，包括M个第二转子冲片，所述第二转子冲片的所述外磁桥包括开放外磁桥和封闭外磁桥，所述开放外磁桥和封闭外磁桥间隔配置，所述内磁桥包括宽内磁桥和窄内磁桥，所述宽内磁桥和窄内磁桥间隔配置，第三转子冲片单元，包括N个第三转子冲片，所述第三转子冲片的所述外磁桥均为封闭外磁桥，所述内磁桥上间隔地设置有开放内磁桥，L、M、N均为自然数。

优选地，所述多个转子冲片均为厚度为A的硅钢片，所述内磁桥的宽度为B，所述隔开槽的宽度为B1，所述宽内磁桥的宽度为C1，所述窄内磁桥的宽度为C2，所述封闭外磁桥的宽度为D，所述转子铁芯满足下述至少一个条件：B＝C1且B-B1＝C2，或者，C1＞C2＞＝A，或者，D＞＝A。

优选地，所述多个转子冲片单元包括X个第一转子冲片单元、Y个第二转子冲片单元和Z个第三转子冲片单元，且满足下述条件：X*L＝Y*M＝Z*N，X、Y、Z均为自然数。

优选地，所述L、M、N均为偶数个，且L＝M＝N。

优选地，所述隔开槽为并排设置的至少两个孔，所述孔之间设置有连接桥，使所述内磁桥连接为H形内磁桥。

优选地，所述孔为长度方向沿转子冲片径向延伸的两个矩形孔，且两个矩形孔中的一个至少部分位于所述内环形区域，另一个至少部分位于所述外扇形区域。

优选地，所述安装槽为P个，P为自然数，所述多个转子冲片之间交叉叠放，所述每相邻两个转子冲片之间旋转角度α＝360°/P。

优选地，在所述第一转子冲片单元中，相邻所述隔开槽之间间隔有Q1个未开设所述隔开槽的内磁桥，L为Q1的整数倍；在所述第二转子冲片单元中，相邻所述窄内磁桥之间间隔有Q2个宽内磁桥，相邻所述开放外磁桥之间间隔有Q2个封闭外磁桥，M为Q2的整数倍；在所述第三转子冲片单元中，相邻所述开放内磁桥之间间隔有Q3个内磁桥，N为Q3的整数倍，Q1、Q2、Q3均为自然数。

优选地，所述安装槽中设置有磁体固定台。

发明第二方面提供电机，包括定子和根据上述技术方案中任一项所述的转子铁芯。

通过上述技术方案，通过在第一转子冲片、第二转子冲片、第三转子冲片中形成宽度不同的内磁桥且使其交错设置，并交错设置封闭外磁桥、开放外磁桥，在利用宽度较小的内磁桥限制漏磁的同时，转子冲片连成具有一定机械强度的整体。

附图说明

图1是本发明所述转子铁芯的一种具体实施方式的结构示意图；

图2是本发明所述转子铁芯中的第一转子冲片的一种具体实施方式的结构示意图；

图3是本发明所述转子铁芯中的第二转子冲片的一种具体实施方式的结构示意图；

图4是本发明所述转子铁芯中的第三转子冲片的一种具体实施方式的结构示意图；

图5是本发明所述转子铁芯中的第一转子冲片单元的一种具体实施方式的结构示意图；

图6是本发明所述转子铁芯中的第二转子冲片单元的一种具体实施方式的结构示意图；

图7是本发明所述转子铁芯中的第三转子冲片单元的一种具体实施方式的结构示意图。

附图标记说明

1、转子轴孔；2、安装槽；3、内环形区域；4、外扇形区域；5、磁体固定台；11、内磁桥(宽内磁桥)；12、隔开槽；13、窄内磁桥；14、开放内磁桥；21、封闭外磁桥；22、开放外磁桥。

具体实施方式

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图的上、下、左、右。“内、外”是指相对于部件本身轮廓的内、外。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。

本发明提供一种转子铁芯，包括多个转子冲片，所述转子冲片包括本体，设置在所述本体上的转子轴孔1、多个安装槽2，和环绕所述转子轴孔1的内环形区域3，和位于本体外周且由所述多个安装槽2所隔成的多个外扇形区域4，所述内环形区域3和外扇形区域4通过内磁桥连接，相邻所述外扇形区域4之间设置的外周部设置有外磁桥。

其中，由于内磁桥连接在内环形区域3和外扇形区域4之间，外磁桥连接在外扇形区域4之间，以将转子冲片连成一个具有足够机械强度的整体，是影响电机的机械强度重要因素，因此，内外磁桥的尺寸越大，越能够保证铁芯的强度。

而另一方面，内外磁桥的尺寸越大对磁路有阻挡，因此，作为隔磁磁桥的内外磁桥的尺寸越小，则该部位的磁导越小，空载时漏磁通越饱和，限制漏磁效果越好。

如图1-7所示，本发明所提供的转子铁芯中包括由多个转子冲片构成多个转子冲片单元，所述多个转子冲片单元包括下述转子冲片单元中的至少两者。

其中，如图2所示，第一转子冲片单元包括L个第一转子冲片，所述第一转子冲片的外磁桥均为开放外磁桥22，内磁桥11上间隔地设置有隔开槽12。因此，在第一转子冲片中，因有部分内磁桥11上设置有隔开槽12，从而能够使隔磁磁桥的宽度较小，而磁路需要同时通过隔磁磁桥的宽度较小的具有隔开槽12的内磁桥11，因而，漏磁的总量由具有隔开槽12的内磁桥11决定，从而能够起到限制漏磁的作用。同时，由于在第一转子冲片中仍有部分内磁桥11具有相对宽度较大的连接部以使转子冲片连成具有一定机械强度的整体。

还有，如图3所示，第二转子冲片单元包括M个第二转子冲片，第二转子冲片的外磁桥包括开放外磁桥22和封闭外磁桥21，所述开放外磁桥22和封闭外磁桥21间隔配置，所述内磁桥包括宽内磁桥和窄内磁桥13，所述宽内磁桥和窄内磁桥13间隔配置。因此，在第二转子冲片中，因有部分内磁桥为宽度较窄的内磁桥，即窄内磁桥13，和宽度较宽的内磁桥，即宽内磁桥，因而，漏磁的总量由具有窄内磁桥13决定，从而能够起到限制漏磁的作用。同时，由于在第一转子冲片中仍有部分内磁桥具有相对宽度较大的连接部以使转子冲片连成具有一定机械强度的整体。

作为本发明的第一种实施方式，当所述多个转子冲片单元由第一转子冲片单元和第二转子冲片单元组成时，优选第二转子冲片的宽内磁桥的宽度与第一转子冲片的内磁桥的宽度相同，因此也能够称之为内磁桥11，此时，第一转子冲片的内环形区域3的强度要大于第二转子冲片。

而且，由于第一转子冲片和第二转子冲片的外轮廓类似，因此能够通过对冲压模具的设置，利用相同的冲压设备、相同的冲压工序进行。在无需使加工工艺复杂，就能够在减少漏磁的同时提高结构强度，减少设备投入成本。

再者，如图4所示，第三转子冲片单元，包括N个第三转子冲片，所述第三转子冲片的所述外磁桥均为封闭外磁桥，所述内磁桥上间隔地设置有开放内磁桥。因此，在第三转子冲片中，因有部分内磁桥为开放内磁桥14，该开放内磁桥14为将相邻安装槽2导通。因而，漏磁的总量由开放内磁桥14决定，从而能够起到限制漏磁的作用。同时，由于在第三转子冲片中仍有部分内磁桥具有相对宽度较大的连接部以使转子冲片连成具有一定机械强度的整体。其中，L、M、N均为自然数。

与本发明的第一种实施方式类似，所述多个转子冲片单元能够由第一转子冲片单元和第三子冲片单元组成，也能够由第二转子冲片单元和第三子冲片单元组成。

进一步地优选所述多个转子冲片单元第一转子冲片单元、第二转子冲片单元和第三子冲片单元组成。此时，第一转子冲片单元的外磁桥全部断开形成开放外磁桥22，所述第二转子冲片单元的外磁桥间隔打断，间隔形成开放外磁桥22和封闭外磁桥21，所述第二转子冲片单元的全部封闭，形成封闭外磁桥21，因此第一转子冲片的外扇区域4的强度要小于第二转子冲片，小于第三转子冲片，从而能够阶梯式地限制外扇区域4的漏磁的同时，提高外扇区域4的强度。

转子冲片能够为各种厚度、各种材质的冲片，优选多个转子冲片均为厚度为A的硅钢片。所述内磁桥的宽度为B，所述隔开槽的宽度为B1，所述宽内磁桥的宽度为C1，所述窄内磁桥的宽度为C2，所述封闭外磁桥的宽度为D，所述转子铁芯满足下述至少一个条件：B＝C1且B-B1＝C2，或者，C1＞C2＞＝A，或者，D＞＝A。上述宽度的采用相同国际长度单位，例如mm。

进一步优选转子铁芯同时满足B＝C1且B-B1＝C2，和C1＞C2＞＝A，此时，第一转子冲片的内磁桥的最窄宽度(B-B1)大于等于一片硅钢片的厚度，第二转子冲片的窄内磁桥C2大于等于一片硅钢片的厚度，第三转子冲片的内磁桥的宽度B大于等于一片硅钢片的厚度。

另外，优选转子铁芯满足D＞＝A，此时封闭外磁桥的宽度D大于等于一片硅钢片的厚度。

如图1所示，所述多个转子冲片单元包括X个第一转子冲片单元、Y个第二转子冲片单元和Z个第三转子冲片单元，且满足下述条件：X*L＝Y*M＝Z*N，X、Y、Z均为自然数。利用该设置方式，转子铁芯各处强度均匀，从而能够减少漏磁时的磁路不平衡问题。

更加优选地，所述L、M、N均为偶数个，且L＝M＝N。即，第一转子冲片单元、第二转子冲片单元和第三转子冲片单元分别包含数量相同数量的转子冲片。利用上述方式转子铁芯能够使各处强度均匀，且减少漏磁时的磁路不平衡问题。

隔开槽12能够为各种形状，优选地，所述隔开槽12能够为并排设置的至少两个孔，所述孔之间设置有使所述内磁桥连接为一体的连接桥，使内磁桥形成H形内磁桥。

所述孔为长度方向沿转子冲片径向延伸的两个矩形孔，且两个矩形孔中的一个至少部分位于所述内环形区域3，另一个至少部分位于所述外扇形区域4，从而能够在减小内磁桥宽度的同时，保持一定强度。

所述安装槽2为P个，P为自然数，所述多个转子冲片之间交叉叠放，所述每相邻两个转子冲片之间旋转角度α＝360°/P。如图5-7所示，安装槽2为8个，每相邻两个转子冲片旋转角度45度，且以L＝M＝N＝2，Q1＝Q2＝Q3＝1个为例进行图示，所述第一转子冲片单元、第二转子冲片单元、第三转子冲片单元，无论是外扇区域4还是内环形区域3，转子铁芯各处强度均匀，从而能够减少漏磁时的磁路不平衡问题。

在所述第一转子冲片单元中，相邻所述隔开槽之间间隔有Q1个未开设所述隔开槽的内磁桥，L为Q1的整数倍；在所述第二转子冲片单元中，相邻所述窄内磁桥之间间隔有Q2个宽内磁桥，相邻所述开放外磁桥之间间隔有Q2个封闭外磁桥，M为Q2的整数倍；在所述第三转子冲片单元中，相邻所述开放内磁桥之间间隔有Q3个内磁桥，N为Q3的整数倍，Q1、Q2、Q3均为自然数。

所述多个转子冲片沿所述本体的轴线方向叠置形成，其中多个转子冲片的转子轴孔1以构成转轴容纳孔，且所述多个转子冲片的每个安装槽相应连通构成磁体容纳槽。提高磁材利用率的同时，从转子铁芯内周与转子铁芯外周两个方面保证了结构强度，避免减少漏磁时的磁路不平衡问题。只需一次性冲压两种不同的冲片，工艺简单，可制造型好，能适应自动化生产的场合。

在上述技术方案的技术，优选安装槽2中设置有磁体固定台5，磁体能够通过磁体固定台5设置，且该磁体固定台5设置在安装槽2的内周中心部，从而提高转子的对称性，使转子的结构更为合理，安装更为方便。

本发明还提供了电机，根据本发明的电机1包括定子和根据本发明上述实施例的转子铁芯，并能够所述转子铁芯中设置转轴、永磁磁体等，转子相对定子可旋转地设置。转轴、永磁磁体的设置方式与本申请的发明点无关，在此不再详细地描述。

根据本发明实施例的电机1通过设置转子10，在无需使加工工艺复杂，就能够在减少漏磁的同时提高结构强度，提高电机结构的合理性，减少设备投入成本。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种转子铁芯，包括多个转子冲片，所述转子冲片包括本体，设置在所述本体上的转子轴孔(1)、多个安装槽(2)，和环绕所述转子轴孔(1)的内环形区域(3)，和位于本体外周且由所述多个安装槽(2)所隔成的多个外扇形区域(4)，所述内环形区域(3)和所述外扇形区域(4)通过内磁桥连接，相邻所述外扇形区域(4)之间设置的外周部设置有外磁桥，其特征在于，

其中所述多个转子冲片构成多个转子冲片单元，所述多个转子冲片单元包括下述转子冲片单元中的至少两者，

第一转子冲片单元，包括L个第一转子冲片，所述第一转子冲片的所述外磁桥均为开放外磁桥，所述内磁桥上间隔地设置有隔开槽；

第二转子冲片单元，包括M个第二转子冲片，所述第二转子冲片的所述外磁桥包括开放外磁桥和封闭外磁桥，所述开放外磁桥和封闭外磁桥间隔配置，所述内磁桥包括宽内磁桥和窄内磁桥，所述宽内磁桥和窄内磁桥间隔配置，

第三转子冲片单元，包括N个第三转子冲片，所述第三转子冲片的所述外磁桥均为封闭外磁桥，所述内磁桥上间隔地设置有开放内磁桥，L、M、N均为自然数。

2.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述多个转子冲片均为厚度为A的硅钢片，所述内磁桥的宽度为B，所述隔开槽的宽度为B1，所述宽内磁桥的宽度为C1，所述窄内磁桥的宽度为C2，所述封闭外磁桥的宽度为D，所述转子铁芯满足下述至少一个条件：B＝C1且B-B1＝C2，或者，C1＞C2＞＝A，或者，D＞＝A。

3.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述多个转子冲片单元包括X个第一转子冲片单元、Y个第二转子冲片单元和Z个第三转子冲片单元，且满足下述条件：X*L＝Y*M＝Z*N，X、Y、Z均为自然数。

4.根据权利要求3所述的转子铁芯，其特征在于，所述L、M、N均为偶数个，且L＝M＝N。

5.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述隔开槽为并排设置的至少两个孔，所述孔之间设置有连接桥，使所述内磁桥连接为H形内磁桥。

6.根据权利要求5所述的转子铁芯，其特征在于，所述孔为长度方向沿转子冲片径向延伸的两个矩形孔，且两个矩形孔中的一个至少部分位于所述内环形区域(3)，另一个至少部分位于所述外扇形区域(4)。

7.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述安装槽(2)为P个，P为自然数，所述多个转子冲片之间交叉叠放，所述每相邻两个转子冲片之间旋转角度α＝360°/P。

8.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，在所述第一转子冲片单元中，相邻所述隔开槽之间间隔有Q1个未开设所述隔开槽的内磁桥，L为Q1的整数倍；

在所述第二转子冲片单元中，相邻所述窄内磁桥之间间隔有Q2个宽内磁桥，相邻所述开放外磁桥之间间隔有Q2个封闭外磁桥，M为Q2的整数倍；

在所述第三转子冲片单元中，相邻所述开放内磁桥之间间隔有Q3个内磁桥，N为Q3的整数倍，Q1、Q2、Q3均为自然数。

9.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述安装槽(2)中设置有磁体固定台(5)。

10.一种电机，其特征在于，包括定子和根据权利要求1-9中任一项所述的转子铁芯。