CN109038897B - 一种转子铁芯及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种转子铁芯及具有其的电机，包括转子本体，所述转子本体至少设置有一个磁钢槽；所述磁钢槽设置导磁弹性件和非导磁弹性件；所述磁钢槽两端之间靠近所述转子本体外侧的面为外壁面；所述磁钢槽与所述外壁对应的面为内壁面，所述非导磁弹性件设置在所述外壁面上，所述导磁弹性件设置在所述内壁面上，当转子铁芯转动时，其能够通过导磁弹性件和非导磁弹性件改变磁钢在磁钢槽内的位置，从而调节转子铁芯磁通量。

Description

一种转子铁芯及具有其的电机

技术领域

本发明涉及电机领域，具体而言，涉及一种转子铁芯及具有其的电机。

背景技术

随着技术进步，永磁同步电机因自身优点在生产制造中使用越来越多；现有永磁电机由于永磁体磁动势固定，主磁通无法根据需要调节大小，电机运行范围窄，调速范围受限，低速运行时获得磁通小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转子铁芯，当转子铁芯转动时，其能够通过导磁弹性件和非导磁弹性件改变磁钢在磁钢槽内的位置，从而调节转子铁芯磁通量。

本实用的新型的另一目的在于提供一种电机，其能够解决电机调速范围受限问题，在不同工况下，电机根据需要调节自身主磁通量的大小，提高电机效率。

本发明的实施例是这样实现的：

一种转子铁芯，包括转子本体，所述转子本体设置有至少一个磁钢槽；

所述磁钢槽内设置有导磁弹性件和非导磁弹性件；

所述磁钢槽两端之间且靠近所述转子本体外侧的面为外壁面，所述磁钢槽与所述外壁面相对的面为内壁面；

所述非导磁弹性件设置在所述外壁面上，所述导磁弹性件设置在所述内壁面上。

优选的，上述磁钢槽内设置有磁钢，所述磁钢设置在所述非导磁弹性件和导磁弹性件之间；进一步的，所述导磁弹性件和所述非导磁弹性件夹持所述磁钢。

优选的，上述磁钢槽设置在所述转子本体的轴向端面上。

优选的，上述磁钢槽设置有多个，多个所述磁钢槽以转子本体中心为圆心等圆心角分布。

优选的，上述磁钢槽的两端分别设置有与所述磁钢槽连通的隔磁槽。

磁钢的两端连通隔磁槽，磁钢槽两端之间的具有两个相互对立的面，靠近转子本体外侧的面为外壁面，与外壁面相对的另一面为内壁面。

一种电机，包括上述转子铁芯，所述电机还包括定子，所述定子设置有绕组线圈和转子轴孔，所述转子铁芯可转动设置在所述定子的内环中，当所述电机低频转动时，所述磁钢挤压所述非导磁弹性件并朝向所述磁钢槽外壁面移动，当所述电机高频转动时，所述磁钢挤压所述导磁弹性件并朝向所述磁钢槽的内壁面移动。

需要说明的是：导磁弹性件是指磁导率较高的材料；非导磁弹性件是指材料的导磁率较低，导磁弹性件的导磁率接近电机铁芯导磁率或高于电机铁芯导磁率，非导磁弹性件的导磁率接近空气隙导磁率或者低于空气隙导磁率。

本发明实施例的有益效果是：

转子本体能够根据自身转速调节磁钢在磁钢槽内的位置，磁钢与磁钢槽内壁面和外壁面距离的改变，控制转子磁通、磁路和磁阻的改变。

转子本体至少设置有一个磁钢槽；磁钢槽设置内有磁钢、导磁弹性件和非导磁弹性件；导磁弹性件和非导磁弹性件在磁钢相对的两侧挤压磁钢，磁钢在磁钢槽内更加稳定，非导磁弹性件设置在磁钢受转子本体离心力挤压磁钢槽的一侧，导磁弹性件相对于非导磁件设置在磁钢槽的另一侧。

一种电机，可以在不同工况下，根据需要调节主磁通量的大小；当电机在低频运行时，磁钢挤压非导磁弹性件并向磁钢槽的外侧移动，非导磁弹性件受磁钢挤压，厚度减小，主磁路磁阻小，磁钢产生磁通量大，电机材料利用率高，能效高；

当电机高频运行时，定子电流直轴分量作用为去磁，磁钢受力朝向内壁面移动并挤压导磁弹性件，非导磁弹性件厚度增加，主磁路磁阻增加，永磁体产生磁通减小，对控制器弱磁要求降低，弱磁电流减小，电机速度可调范围增加，转子铁芯的磁路、磁阻的自控性调节变化，还降低了电机振动和噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例图1的局部放大图；

图3为本发明实施例定子和转子铁芯配合示意图。

图标：1－转子本体；2－磁钢槽；3－隔磁槽；4－非导磁弹性件；5－导磁弹性件；6－磁钢；7－定子。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参照图1、图2和图3所示，本实施例提供一种转子铁芯，包括转子本体1，转子本体1至少设置有一个磁钢槽2，磁钢槽2设置导磁弹性件5和非导磁弹性件4，磁钢槽2两端之间靠近转子本体1外侧的面为外壁面，磁钢槽2与外壁对应的面为内壁面，非导磁弹性件4设置在外壁面上，导磁弹性件5设置在内壁面上，磁钢槽2内设置有磁钢6，非导磁弹性和导磁弹性件5分别挤压磁钢6，磁钢槽2设置在转子本体1的轴向端面上，当磁钢槽2设置有多个时，多个磁钢槽2以转子本体1中心为圆心等圆心角分布，磁钢槽2的轴向端面上还设置有多个与磁钢槽2相配合的隔磁槽3。

转子本体1的轴向端面设置有磁钢槽2，磁钢槽2的外壁面上设置有非导磁弹性件4，磁钢槽2的内壁面上设置有导磁弹性件5，磁钢6设置在磁钢槽2内，导磁弹性件5和非导磁弹性件4挤压磁钢6，磁钢6稳固在磁钢槽2内，转子本体1固定不动时，非导磁弹性件4厚度或者磁钢6距离外壁面的距离为d1，导磁弹性件5的厚度或者磁钢6距离磁钢槽2内壁面距离为d2，当转子本体1转动时，磁钢6在转子本体1离心力的作用下挤压非导磁弹性件4并向磁钢槽2的外壁面移动，同时d1减小，d2增大。

一种电机，包括上述转子铁芯，电机还包括定子7，定子7设置有绕组线圈和转子轴孔，转子铁芯可转动设置在定子7的内环中，当电机低频转动时，磁钢6挤压非导磁弹性件4并朝向转子本体1外壁面移动，当电机高频转动时，磁钢6挤压导磁弹性件5并朝向转子本体1的内壁面移动。

结构原理：一种电机，电机定子7，定子7设置有绕组线圈和转子轴孔，转子铁芯可转动设置在定子7内环中，转子铁芯包括转子本体1，磁钢6置于磁钢槽2内，磁钢6小于磁钢槽2，磁钢槽2的两端连通有隔磁槽3，磁钢槽2两端之间靠近转子本体1外侧的面为外壁面，非导磁弹性件4设置在外壁面上，导磁弹性件5相对于非导磁弹性件4设置在内壁面上，磁钢6设置在内壁面和外壁面之间，非导磁弹性件4和导磁弹性件5挤压磁钢6；当电机低频转动时，电机定子7电流直轴分量产生磁场作用为増磁，磁钢槽2内的磁钢6因转子铁芯磁路的聚磁作用，朝向磁钢槽2的外壁面移动，磁钢6挤压非导磁弹性件4，非导磁弹性件4的厚度d1减小，导磁弹性件5的厚度d2增加，电机的磁路磁阻减小，磁通增加；当电机高频转动时，定子7电流直轴分量作用为去磁，磁钢6受到大于离心力的磁力作用朝向隔磁槽3内壁面移动，磁钢6与隔磁槽3的外壁面距离增大，非导磁弹性件4厚度d1增加，导磁弹性件5的厚度d2减小，电机主磁通磁路磁阻增加，相同磁势磁钢6产生磁通变小，电机能效提高，电机速度可调范围扩大；在电机速度可调范围扩大的同时，通过导磁弹性件5和非导磁弹性件4，磁路磁阻的自控性调节变化，有利于降低电机运行时候的振动与噪音。

实施例2

结合图1、图2和图3所示，本实施例提供一种电机，电机包括转子铁芯，电机还包括定子7，定子7设置有绕组线圈和转子轴孔，转子铁芯可转动设置在定子7的内环中，转子铁芯包括转子本体1，转子本体1的轴向端面等圆心角设置有四个矩形的磁钢槽2，磁钢槽2的两端设置有与磁钢槽2连通的隔磁槽3，磁钢槽2近转子本体1外侧的面为外壁面，磁钢槽2与外壁面相对的一侧为内壁面，外壁面上粘贴有非导磁弹性件4，内壁面上粘贴有导磁弹性件5，磁钢6放置在磁钢槽2内，非导磁弹性件4和导磁弹性件5挤压磁钢6，磁钢6稳固在磁钢槽2内，转子本体1的轴向端面还设置有通孔，通孔的轴线与转子本体1的轴线重合，当转子铁芯固定不动时，磁钢6距离磁钢槽2外壁面距离为d1，磁钢6距离内壁面的距离为d2；

当电机低频转动时，电机定子7电流直轴分量产生磁场作用为増磁，因转子磁路设计的聚磁作用，磁钢6在磁钢槽2内朝向外壁面移动，磁钢6挤压非导磁弹性件4，d1减小，d2增大，从而整个磁路磁阻减小，磁通增加，直轴増磁效果得到加强；

当电机运行频率高时，定子7电流直轴分量作用为去磁，此时，磁钢6受力将远离磁钢槽2的外壁面，磁钢6挤压导磁弹性件5，d1增大，d2减小，电机主磁通磁路磁阻增加，相同磁势的情况下，磁钢6产生较小磁通，直轴弱磁效果得到加强；电机能效提高，使得电机速度可调范围增加；通过导磁弹性件5和非导磁弹性件4，磁路磁阻的自控性调节变化，有利于降低电机运行时候的振动与噪音。

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 (8)

1.一种转子铁芯，其特征在于，包括转子本体（1），所述转子本体（1）设置有至少一个磁钢槽（2）；

所述磁钢槽（2）内设置有导磁弹性件（5）和非导磁弹性件（4）；

所述磁钢槽（2）两端之间且靠近所述转子本体（1）外侧的面为外壁面，所述磁钢槽（2）与所述外壁面相对的面为内壁面；

所述非导磁弹性件（4）设置在所述外壁面上，所述导磁弹性件（5）设置在所述内壁面上。

2.根据权利要求1所述转子铁芯，其特征在于，所述磁钢槽（2）内设置有磁钢（6），所述磁钢（6）设置在所述非导磁弹性件（4）和导磁弹性件（5）之间。

3.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述磁钢槽（2）设置在所述转子本体（1）的轴向端面。

4.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述磁钢槽（2）设置有多个，多个所述磁钢槽（2）以转子本体（1）中心为圆心等圆心角分布。

5.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述磁钢槽（2）的两端分别设置有与所述磁钢槽（2）连通的隔磁槽（3）。

6.一种电机，其特征在于，包括权利要求1-5中任意一项所述的转子铁芯。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述电机还包括定子（7），所述定子（7）设置有绕组线圈和转子轴孔，所述转子铁芯可转动设置在所述定子（7）的内环中。

8.根据权利要求7所述的电机，其特征在于，当所述电机低频转动时，所述磁钢（6）挤压所述非导磁弹性件（4）并朝向所述磁钢槽（2）外壁面移动，当所述电机高频转动时，所述磁钢（6）挤压所述导磁弹性件（5）并朝向所述磁钢槽（2）的内壁面移动。