CN109245354A - 转子铁芯、转子及电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转子铁芯，所述转子铁芯包括多个铁芯区段，每个铁芯区段具有中心孔和多个环绕所述中心孔的通槽，铁芯区段层叠接合在一起，铁芯区段各自的中心孔相互贯通形成一个通道，铁芯区段各自的通槽成列对应并相互贯通形成多个环绕中心孔的通道，至少两个铁芯区段各自的中心孔的孔径不同，中心孔孔径较大的铁芯区段其通槽沿中心孔径向方向的尺寸较小，反之，中心孔孔径较小的铁芯区段其通槽沿中心孔径向方向的尺寸较大，从而使得转子铁芯的设计更加合理，减小了导条电阻，电流产生的损耗减小，提高了电机的效率和性能，而且能增加了导条的漏抗，提高了电机启动扭矩，降低了电机启动的难度。

Description

转子铁芯、转子及电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种转子铁芯、包括所述转子铁芯的转子以及包括所述转子铁芯的电机。

背景技术

一般地，电机中转子的转子铁芯具有一个中心孔和环绕中心孔的多个槽，槽的形状和尺寸都是一样的，即转子铁芯一般采用一种槽型。但是在有些情况下，由于安装的需要，一些电机的转子铁芯被设计为具有变化孔径的中心孔，即中心孔的不同位置的孔径是不同的，孔径是变化的，常见的设计是中心孔一端孔径大，另一端孔径小。在中心孔的孔径是变化的情况下，环绕中心孔的槽其槽型和位置则一般需要按照中心孔的较大孔径位置(即大孔径端)来确定和设计。这就导致了转子铁芯在中心孔较小孔径位置处(即小孔径端)的轭部无法充分有效利用，导致导条的电阻变大，损耗增大，效率降低，材料的有效利用率降低，电机启动难度加大，不能充分发挥出电机的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种转子铁芯、转子及电机，解决现有技术中具有变化孔径中心孔的铁芯由于轭部材料没有充分有效利用导致导条电阻较大，损耗较大，不能充分发挥电机性能问题。

为解决上述问题，本发明提供一种转子铁芯，所述转子铁芯包括多个铁芯区段，每个铁芯区段具有中心孔和多个环绕所述中心孔的通槽，铁芯区段层叠接合在一起，铁芯区段各自的中心孔相互贯通形成一个通道，铁芯区段各自的通槽成列对应并相互贯通形成多个环绕中心孔的通道，至少两个铁芯区段各自的中心孔的孔径不同，中心孔孔径较大的铁芯区段的通槽长度小于中心孔孔径较小的铁芯区段的通槽长度，其中通槽的长度为通槽沿着中心孔径向方向的尺寸。

根据本发明一实施例，每个铁芯区段由多个冲片叠压制成。

根据本发明一实施例，每个铁芯区段均为圆筒形，中心孔为圆形。

根据本发明一实施例，铁芯区段的数量为至少三个，不处于所述转子铁芯两端位置的至少一个铁芯区段的通槽的长度是过渡渐变的。

根据本发明一实施例，铁芯区段的数量为至少三个，位于所述转子铁芯两端位置的两个铁芯区段各自的中心孔孔径大于其他铁芯区段各自的中心孔径。

根据本发明一实施例，位于转子铁芯两端位置的两个铁芯区段的中心孔孔径相等。

根据本发明一实施例，每个铁芯区段的每个通槽具有开口，开口朝向铁芯区段的外壁。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种转子，所述转子包括根据上述任一项所述的转子铁芯、转轴以及转子绕组。转轴安装于铁芯区段的中心孔形成的通道内。转子绕组包括导条和两个端环，导条插入铁芯区段的通槽形成的通道，两个端环分别位于转子铁芯的两端，导条的两端分别和两个端环接合成为一体。

根据本发明的又一方面，本发明进一步提供一种电机，所述电机包括机座、定子、前述的转子以及两个端盖。定子设置于基座内，转子设置于基座内并和定子相互嵌套连接。两个端盖分别设置于基座的两侧，转子的转轴的两端分别安装于两个端盖。

与现有技术相比，本技术方案具有以下优点：

本发明通过设置多个铁芯区段层叠接合组成所述转子铁芯，其中至少两个铁芯区段的中心孔的孔径不同，即所述转子铁芯的中心孔在不同位置处的孔径是不同的；相比较而言，中心孔孔径较大的铁芯区段其通槽沿中心孔径向方向的尺寸较小，反之，中心孔孔径较小的铁芯区段其通槽沿中心孔径向方向的尺寸较大；通过这样的设计，使得具有不同孔径中心孔的铁芯区段具有合理范围大小的轭部，充分有效地利用轭部材料，避免在应用中由于设计不合理导致只能适配电阻较大的导条而带来损耗增大、效率降低的问题。

附图说明

图1是本发明提供的第一个实施例的转子铁芯的其中一个铁芯区段的结构示意图；

图2是本发明提供的第一个实施例的转子铁芯的另一个铁芯区段的结构示意图；

图3是本发明提供的第一个实施例的转子铁芯剖视图；

图4是本发明提供的第二个实施例的转子铁芯的剖视图；

图5是本发明提供的第二个实施例的转子铁芯在另一个角度下的剖视图，展示了铁芯区段的通槽的开口结构；

图6是本发明提供的第三个实施例的转子铁芯的剖视图。

具体实施方式

以下描述只用于揭露本发明以使得本领域技术人员能够实施本发明。以下描述中的实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变形。在以下描述中界定的本发明的基本原理可应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及其他未背离本发明精神和范围的其他方案。

本发明提供一种转子铁芯，尤其是一种具有变化孔径的中心孔和具有多种槽型并环绕中心孔的通槽的转子铁芯，实现充分有效利用铁芯的轭部，降低电机启动难度，充分发挥电机性能。具体地，所述转子铁芯包括多个铁芯区段10。

每个铁芯区段10具有中心孔11和多个环绕中心孔11的通槽12。如图1至图3所示，本发明提供的第一个实施例的转子铁芯包括两个铁芯区段10，其中图1所示的为其中一个铁芯区段10的结构，图2所示的为另一个铁芯区段10的结构。每个铁芯区段10均为圆筒形，每个铁芯区段10由多个冲片叠压而成。中心孔11为圆形，中心孔11是贯通整个铁芯区段10的通孔。每个通槽12均贯通整个铁芯区段10，每个通槽12沿着中心孔11径向方向对称。通槽12环绕中心孔11并沿着铁芯区段10的边缘设置，所有通槽12以中心孔11为中心呈放射状分布。

所有的铁芯区段10层叠接合在一起，从而组成所述转子铁芯。所有的铁芯区段10各自的中心孔11相互贯通形成一个通道101。所有的铁芯区段10各自的通槽12成列对应并相互贯通形成多个环绕中心孔11的通道102。如图3所示，在第一个实施例中，两个铁芯区段10的外周形状和尺寸一样并上下层叠接合，两个铁芯区段10的中心孔11的中心轴线在一条直线上，使得两个中心孔11相互贯通形成一个所述通道101；相应地，两个铁芯区段10的通槽12的数量一样并一一对应地相互贯通，从而形成多个环绕中心孔11的所述通道102，通道102的数量和每个铁芯区段10的通槽12的数量一致。

于其他实施例中，当铁芯区段10的数量为三个或三个以上时，所有的铁芯区段10依次层叠之后，每相邻的两个铁芯区段10的通槽12一一对应地相互贯通，这样所有的铁芯区段10的通槽12形成对应的多列，每一列通槽12都形成一个贯通整个所述转子铁芯的所述通道102。所有的通道102环绕中心孔11分布，也即环绕通道101分布，并且通道102的数量和每个铁芯区段10的通槽12的数量一致。

在所有铁芯区段10中，其中至少两个铁芯区段10各自的中心孔11的孔径不同。这相当于所述转子铁芯具有变化孔径的中心孔，通道101不同位置处的内径尺寸是不同的。中心孔11孔径较大的铁芯区段10的通槽12长度小于中心孔11孔径较小的铁芯区段10的通槽12长度。其中通槽12的长度为通槽12沿着中心孔11径向方向的尺寸，如图1或图2中L表示的尺寸。具体来说，对比图3中的两个铁芯区段10可知，基于图3所示的方向，位于上方的铁芯区段10的中心孔11的孔径大于位于下方的铁芯区段10的中心孔11的孔径，而位于上方的铁芯区段10的通槽12的长度则小于位于下方的铁芯区段10的通槽12的长度。简而言之就是，相比较而言，中心孔11的孔径较大的铁芯区段10其通槽12长度(即沿中心孔11径向方向的尺寸)较小，反之，中心孔11的孔径较小的铁芯区段10其通槽12长度较大。

在传统技术中，当转子铁芯的中心孔在不同位置处的孔径尺寸不同时，环绕中心孔的槽其位置和尺寸通常是按照中心孔较大位置处来确定和设计，这就导致了转子铁芯在不同位置处的轭部的大小范围不同，在中心孔的孔径尺寸较大位置处的轭部区域会比较窄小，从而导条的电阻相对会增大，增大了电机的损耗。

而本发明根据所述转子铁芯不同铁芯区段10各自的中心孔11孔径尺寸的不同相应地设置了不同长度尺寸的通槽12，使得各个铁芯区段10都具有合理范围大小的轭部(即中心孔11和通槽12之间的部分)，以充分有效地利用轭部材料。具体地，对于中心孔11孔径相对较小的铁芯区段10而言，通过增大通槽12的长度尺寸，从而使得所述转子铁芯的设计更加合理，减小了导条电阻。相比传统技术，采用所述转子铁芯的电机在产生相同扭矩的情况下，电流产生的损耗减小，避免了传统技术中损耗较大的问题，提高了电机的效率和性能。而且由于通槽12的长度尺寸变大，增加了导条的漏抗，从而提高了电机启动扭矩，降低了电机启动的难度。

于其他实施例中，铁芯区段10可具有多种不同尺寸的中心孔11，铁芯区段10也可具有多种不同槽型和尺寸的通槽12，从而不同的中心孔11和不同的通槽12组成多种不同形状的铁芯区段10。在实际制造过程中，每个铁芯区段10均可采用冲片叠压的方式制得。先分别制作不同形状的冲片，然后将多个同一形状的冲片叠压制成铁芯区段10，不同形状的冲片分别叠压成不同形状的铁芯区段10。

如图4所示，本发明提供的第二个实施例的所述转子铁芯包括三个铁芯区段10，三个铁芯区段10依次层叠接合组成所述转子铁芯。在三个铁芯区段10中，位于中间的一个铁芯区段10的通槽12的长度是过渡渐变的，也就是说，从铁芯区段10的一端到另一端，通槽12的长度是由大到小逐渐变化的，如图4中I位置所示。

于其他实施例中，所述转子铁芯的铁芯区段10数量可以为其他数值，例如4个，5个或者8个。在所有的铁芯区段10中，可以有多个铁芯区段10的通槽12的长度是过渡渐变的，例如2个或者3个。具有长度过渡渐变的通槽12的铁芯区段10不处于所述转子铁芯的两端位置。多个具有长度过渡渐变的通槽12的铁芯区段10可以连续层叠排布，也可以间隔地层叠排布。总而言之，当铁芯区段10的数量为至少三个时，不处于所述转子铁芯两端位置的至少一个铁芯区段10的通槽12的长度是过渡渐变的。

如图5所示，在本发明提供的第三个实施例的所述转子铁芯中，每个铁芯区段10的每个通槽12具有开口121，开口121朝向铁芯区段10的外壁，即开口121位于铁芯区段10外缘的位置。可以想到的是，开口121同样地也可以设置于其他实施例中的铁芯区段10，例如，可以在图3所示的第一个实施例或者图4所示的第二个实施例的每一个铁芯区段10的通槽12设置开口121。

如图6所示，本发明提供的第三个实施例的所述转子铁芯包括多个铁芯区段10，图6仅示出了三个铁芯区段10的情形作为举例，多个铁芯区段10依次层叠接合组成所述转子铁芯。在多个铁芯区段10中，位于所述转子铁芯两端位置的两个铁芯区段10的中心孔11的孔径相等并且大于位于中间位置处的铁芯区段10的中心孔11的孔径。

根据本发明的另一方面，本发明进一步提供一种转子，所述转子包括上述的转子铁芯、转轴以及转子绕组。其中转轴安装于铁芯区段10的中心孔11形成的通道101内。转子绕组包括导条和两个端环，导条插入铁芯区段10的通槽12形成的通道102中，两个端环分别位于转子铁芯两端，导条的两端分别和两个端环接合为一体。

根据本发明的又一方面，本发明进一步提供一种电机，所述电机包括机座、定子、上述的转子以及两个端盖。其中定子设置于机座内，转子也设置于机座内并和定子相互嵌套连接。两个端盖分别设置于机座的两侧，转子的转轴的两端分别安装于两个端盖。

本领域技术人员应当理解，上述描述以及附图中所示的本发明的实施例只作为举例，并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能和结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理情况下，本发明的实施方式可以有任何变形和修改。

Claims (9)

1.一种转子铁芯，其特征在于，包括：

多个铁芯区段，每个所述铁芯区段具有中心孔和多个环绕所述中心孔的通槽，所有铁芯区段层叠接合在一起，所有铁芯区段各自的所述中心孔相互贯通形成一个通道，所有铁芯区段各自的所述通槽成列对应并相互贯通形成多个环绕所述中心孔的通道，至少两个所述铁芯区段各自的所述中心孔的孔径不同，所述中心孔孔径较大的所述铁芯区段的所述通槽长度小于所述中心孔孔径较小的所述铁芯区段的所述通槽长度，其中所述通槽的长度为所述通槽沿着所述中心孔径向方向的尺寸。

2.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，每个所述铁芯区段由多个冲片叠压制成。

3.根据权利要求1或2任一所述的转子铁芯，其特征在于，每个所述铁芯区段均为圆筒形，所述中心孔为圆形。

4.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述铁芯区段的数量为至少三个，不处于所述转子铁芯两端位置的至少一个所述铁芯区段的所述通槽的长度是过渡渐变的。

5.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，所述铁芯区段的数量为至少三个，位于所述转子铁芯两端位置的两个所述铁芯区段各自的所述中心孔孔径大于其他所述铁芯区段各自的所述中心孔径。

6.根据权利要求5所述的转子铁芯，其特征在于，位于所述转子铁芯两端位置的两个所述铁芯区段的所述中心孔孔径相等并且大于位于中间位置的所述铁芯区段的所述中心孔的孔径。

7.根据权利要求1所述的转子铁芯，其特征在于，每个所述铁芯区段的每个所述通槽具有开口，所述开口朝向所述铁芯区段的外壁。

8.一种转子，其特征在于，包括：

根据权利要求1-7任一所述的转子铁芯；

转轴，安装于所述铁芯区段的所述中心孔形成的所述通道内；

转子绕组，包括导条和两个端环，所述导条插入所述铁芯区段的所述通槽形成的所述通道，两个端环分别位于所述转子铁芯的两端，所述导条的两端分别和两个所述端环接合成为一体。

9.一种电机，其特征在于，包括：

机座；

定子，设置于所述机座内；

根据权利要求8所述的转子，设置于所述机座内并和所述定子相互嵌套连接；

两个端盖，分别设置于所述机座的两侧，所述转子的所述转轴的两端分别安装于两个所述端盖。