CN110571969A - 一种内置式永磁电机转子和永磁电机 - Google Patents

一种内置式永磁电机转子和永磁电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种内置式永磁电机转子和永磁电机，具体涉及电机设计领域，包括电机壳体，所述电机壳体一端固定嵌设有第一轴承以及另一端固定嵌设有第二轴承，所述第一轴承两侧设有散热板，所述散热板上开设有散热孔，所述电机壳体内部设有定子机构，所述定子机构内部设有永磁转子；所述定子机构包括定子铁芯，所述定子铁芯内侧设有定子绕组以及外侧固定设有垫板，所述定子绕组固定设置于定子铁芯的内壁上，所述定子铁芯两侧固定设有固定块。本发明的永磁转子受到的驱动力更强，提升了电机的使用性能，且使得永磁转子在工作的过程中不易受到损坏，延长了电机的使用寿命。

Description

一种内置式永磁电机转子和永磁电机
技术领域
本发明涉及电机设计领域，更具体地说，本发明涉及一种内置式永磁电机转子和永磁电机。
背景技术
永磁电机采用永磁体生成电机的磁场，无需励磁线圈也无需励磁电流，效率高结构简单，是很好的节能电机，随着高性能永磁材料的问世和控制技术的迅速发展.永磁电机的应用将会变得更为广泛。
近些年，由于永磁电机具有高转矩密度、高效率，被广泛应用于家电、电动汽车、风力发电和航空航天等场合。高能量密度的稀土永磁材料在永磁电机的设计和产品化中备受青睐。
由于内置式永磁电机的永磁体置于转子铁心的内部，当电机转子运行在比较高的转速时，仍然能够保证电机转子的安全性。而且，内置式永磁电机的转子铁心中插入永磁体，永磁体的形状可以根据不同的性能要求设计成不同的形状，转子铁心空间能够被有效的利用。但是，现有的永磁电机在工作的过程中，其内部的永磁转子在长时间高负荷的使用过程中，永磁体容易受到震动、碰撞等形式的损伤，从而影响永磁电机的使用性能和使用寿命。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种内置式永磁电机转子和永磁电机，通过采用内转子永磁体和外转子永磁体的设置形式，增宽了转子旋转磁场的宽度，使得转子旋转磁场与定子旋转磁场的接触更大，永磁转子受到的驱动力更强，提升了电机的使用性能，将内转子永磁体设置于转子磁轭内部，不易受到损坏，在外转子永磁体外部设置磁极护板，能够对外转子永磁体提供一个防护作用，防止定子绕组在长时间工作的过程中出现脱落从而对外转子永磁体造成损伤，使得永磁转子在工作的过程中不易受到损坏，延长了电机的使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内置式永磁电机转子和永磁电机，包括电机壳体，所述电机壳体一端固定嵌设有第一轴承以及另一端固定嵌设有第二轴承，所述第一轴承两侧设有散热板，所述散热板上开设有散热孔，所述电机壳体内部设有定子机构，所述定子机构内部设有永磁转子；
所述定子机构包括定子铁芯，所述定子铁芯内侧设有定子绕组以及外侧固定设有垫板，所述定子绕组固定设置于定子铁芯的内壁上，所述定子铁芯两侧固定设有固定块；
所述永磁转子包括转子磁轭，所述转子磁轭内壁上固定设有内转子永磁体以及外壁上固定设有外转子永磁体，所述外转子永磁体两侧均设有连接杆，所述连接杆端部设有磁极护板，所述转子磁轭内腔设有转子支撑杆；
所述电机壳体中部贯穿设有旋转轴。
在一个优选地实施方式中，所述第一轴承和第二轴承共线设置，所述旋转轴设置于第一轴承和第二轴承的内部，所述旋转轴通过第一轴承和第二轴承与电机壳体活动连接。
在一个优选地实施方式中，所述旋转轴外部套设有防护套，所述防护套设置于转子磁轭的内部，所述防护套与旋转轴固定连接。
在一个优选地实施方式中，所述转子支撑杆一端与防护套外壁固定连接以及另一端与转子磁轭内壁固定连接，所述转子支撑杆的数量设置为多个，所述转子磁轭设置为圆筒状。
在一个优选地实施方式中，所述散热板嵌设于电机壳体的端部，所述散热孔的数量设置为多个，所述电机壳体上还设有接触电极，所述接触电极的数量设置为两个，两个所述接触电极的端部依次贯穿电机壳体和定子铁芯与定子绕组连接。
在一个优选地实施方式中，所述定子铁芯的截面设置为“C”字形，所述固定块和垫板的外壁与均与电机壳体内壁贴合且固定连接，所述固定块和垫板的数量设置为多个，所述定子铁芯通过固定块和垫板与电机壳体固定连接。
在一个优选地实施方式中，所述内转子永磁体和外转子永磁体的数量均设置为多个，多个所述内转子永磁体均匀排列于转子磁轭的内壁上，多个所述内转子永磁体通过转子支撑杆间隔设置。
在一个优选地实施方式中，所述连接杆的长度与外转子永磁体的厚度相同，所述连接杆的数量设置为多个，所述磁极护板通过连接杆与转子磁轭外壁固定连接，所述磁极护板内壁与外转子永磁体外壁相贴合。
本发明的技术效果和优点：
1、通过采用内转子永磁体和外转子永磁体的设置形式，增宽了转子旋转磁场的宽度，使得转子旋转磁场与定子旋转磁场的接触更大，永磁转子受到的驱动力更强，提升了电机的使用性能；
2、将内转子永磁体设置于转子磁轭内部，不易受到损坏，在外转子永磁体外部设置磁极护板，能够对外转子永磁体提供一个防护作用，防止定子绕组在长时间工作的过程中出现脱落从而对外转子永磁体造成损伤，使得永磁转子在工作的过程中不易受到损坏，延长了电机的使用寿命；
3、通过在定子铁芯的外部通过垫板和固定块与电机壳体连接，使得定子铁芯与电机壳体之间有个缓冲作用，使得永磁转子在旋转过程中的振动能够得到缓冲释放，减少电机在工作过程中的震动，在电机壳体端部设置散热板和散热孔，在永磁转子在高速转动的过程中能够加强对电机壳体内部热量的散发。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图一。
图2为本发明的整体结构示意图二。
图3为本发明的整体结构示意图三。
图4为本发明的整体结构示意图四。
图5为本发明的左视结构示意图。
图6为本发明的图1中A处细节结构示意图。
图7为本发明的转子磁轭部分结构示意图。
附图标记为：1电机壳体、2第一轴承、3第二轴承、4散热板、5散热孔、6定子机构、7永磁转子、8定子铁芯、9定子绕组、10垫板、11固定块、12转子磁轭、13内转子永磁体、14外转子永磁体、15连接杆、16磁极护板、17转子支撑杆、18旋转轴、19防护套、20接触电极。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
如图1-5所示的一种内置式永磁电机转子和永磁电机，包括电机壳体1，所述电机壳体1一端固定嵌设有第一轴承2以及另一端固定嵌设有第二轴承3，所述第一轴承2两侧设有散热板4，所述散热板4上开设有散热孔5，所述电机壳体1内部设有定子机构6，所述定子机构6内部设有永磁转子7；
所述定子机构6包括定子铁芯8，所述定子铁芯8内侧设有定子绕组9以及外侧固定设有垫板10，所述定子绕组9固定设置于定子铁芯8的内壁上，所述定子铁芯8两侧固定设有固定块11；
所述永磁转子7包括转子磁轭12，所述转子磁轭12内壁上固定设有内转子永磁体13以及外壁上固定设有外转子永磁体14，所述外转子永磁体14两侧均设有连接杆15，所述连接杆15端部设有磁极护板16，所述转子磁轭12内腔设有转子支撑杆17；
所述电机壳体1中部贯穿设有旋转轴18。
实施方式具体为：使用时，将接触电极20与外部供电装置连接，给定子绕组9通入三相对称电流，产生定子旋转磁场，定子旋转磁场相对于永磁转子7在定子绕组9内产生电流，形成永磁转子7磁场，定子旋转磁场和永磁转子7磁场相互作用产生的异步转矩使永磁转子7由静止开始加速转动，在这个过程中，转子永磁磁场与定子旋转磁场转速不同，会产生交变转矩，当转子加速到速度接近同步转速的时候，转子永磁场与定子旋转轴18磁场转速接近相等，他们相互作用产生转矩将永磁转子7牵入到同步运行状态，在同步运行状态下，定子绕组9不在产生电流，只有永磁转子7上产生永磁磁场，与定子绕组9的定子旋转磁场相互作用，产生驱动转矩，电机壳体1端部设置散热板4和散热孔5，在永磁转子7在高速转动的过程中能够加强对电机壳体1内部热量的散发。
如图1-6所示的一种内置式永磁电机转子和永磁电机，所述第一轴承2和第二轴承3共线设置，所述旋转轴18设置于第一轴承2和第二轴承3的内部，所述旋转轴18通过第一轴承2和第二轴承3与电机壳体1活动连接，所述旋转轴18外部套设有防护套19，所述防护套19设置于转子磁轭12的内部，所述防护套19与旋转轴18固定连接；
所述转子支撑杆17一端与防护套19外壁固定连接以及另一端与转子磁轭12内壁固定连接，所述转子支撑杆17的数量设置为多个，所述转子磁轭12设置为圆筒状，所述散热板4嵌设于电机壳体1的端部，所述散热孔5的数量设置为多个，所述电机壳体1上还设有接触电极20，所述接触电极20的数量设置为两个，两个所述接触电极20的端部依次贯穿电机壳体1和定子铁芯8与定子绕组9连接；
所述定子铁芯8的截面设置为“C”字形，所述固定块11和垫板10的外壁与均与电机壳体1内壁贴合且固定连接，所述固定块11和垫板10的数量设置为多个，所述定子铁芯8通过固定块11和垫板10与电机壳体1固定连接，所述内转子永磁体13和外转子永磁体14的数量均设置为多个，多个所述内转子永磁体13均匀排列于转子磁轭12的内壁上，多个所述内转子永磁体13通过转子支撑杆17间隔设置，所述连接杆15的长度与外转子永磁体14的厚度相同，所述连接杆15的数量设置为多个，所述磁极护板16通过连接杆15与转子磁轭12外壁固定连接，所述磁极护板16内壁与外转子永磁体14外壁相贴合。
实施方式具体为：工作时，外部的电流经过接触电极20进入至定子绕组9内，定子绕组9产生定子旋转磁场，且永磁转子7包括转子磁轭12，转子磁轭12的内部和外部分别设有内转子永磁体13和外转子永磁体14，内转子永磁体13和外转子永磁体14形成转子旋转磁场，转子旋转磁场受到定子旋转磁场的作用，驱动内转子永磁体13和外转子永磁体14附着的转子磁轭12转动，转子磁轭12通过多个转子支撑杆17带动旋转轴18在第一轴承2和第二轴承3的内部转动，从而完成对旋转轴18的驱动，且定子铁芯8的外部通过垫板10和固定块11与电机壳体1连接，使得定子铁芯8与电机壳体1之间有个缓冲作用，使得永磁转子7在旋转过程中的振动能够得到缓冲释放，减少电机在工作过程中的震动，且采用内转子永磁体13和外转子永磁体14的设置形式，增宽了转子旋转磁场的宽度，使得转子旋转磁场与定子旋转磁场的接触更大，永磁转子7受到的驱动力更强，提升了电机的使用性能，且内转子永磁体13设置于转子磁轭12内部，不易受到损坏，在外转子永磁体14外部设置磁极护板16，能够对外转子永磁体14提供一个防护作用，防止定子绕组9在长时间工作的过程中出现脱落从而对外转子永磁体14造成损伤。
本发明工作原理：
参照说明书附图1-6，工作电流进入至定子绕组9内，定子绕组9产生定子旋转磁场，内转子永磁体13和外转子永磁体14形成转子旋转磁场，转子旋转磁场受到定子旋转磁场的作用，驱动内转子永磁体13和外转子永磁体14附着的转子磁轭12转动，转子磁轭12带动旋转轴18在第一轴承2和第二轴承3的内部转动，从而完成对旋转轴18的驱动；
参照说明书附图1-7，采用内转子永磁体13和外转子永磁体14的设置形式，增宽了转子旋转磁场的宽度，使得转子旋转磁场与定子旋转磁场的接触更大，永磁转子7受到的驱动力更强，提升了电机的使用性能。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,可以是机械连接或电连接,也可以是两个元件内部的连通,可以是直接相连,“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：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，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)

1.一种内置式永磁电机转子和永磁电机，其特征在于，包括电机壳体(1)，所述电机壳体(1)一端固定嵌设有第一轴承(2)以及另一端固定嵌设有第二轴承(3)，所述第一轴承(2)两侧设有散热板(4)，所述散热板(4)上开设有散热孔(5)，所述电机壳体(1)内部设有定子机构(6)，所述定子机构(6)内部设有永磁转子(7)；
所述定子机构(6)包括定子铁芯(8)，所述定子铁芯(8)内侧设有定子绕组(9)以及外侧固定设有垫板(10)，所述定子绕组(9)固定设置于定子铁芯(8)的内壁上，所述定子铁芯(8)两侧固定设有固定块(11)；
所述永磁转子(7)包括转子磁轭(12)，所述转子磁轭(12)内壁上固定设有内转子永磁体(13)以及外壁上固定设有外转子永磁体(14)，所述外转子永磁体(14)两侧均设有连接杆(15)，所述连接杆(15)端部设有磁极护板(16)，所述转子磁轭(12)内腔设有转子支撑杆(17)；
所述电机壳体(1)中部贯穿设有旋转轴(18)。
2.根据权利要求1所述的一种内置式永磁电机转子和永磁电机，其特征在于：所述第一轴承(2)和第二轴承(3)共线设置，所述旋转轴(18)设置于第一轴承(2)和第二轴承(3)的内部，所述旋转轴(18)通过第一轴承(2)和第二轴承(3)与电机壳体(1)活动连接。
3.根据权利要求1所述的一种内置式永磁电机转子和永磁电机，其特征在于：所述旋转轴(18)外部套设有防护套(19)，所述防护套(19)设置于转子磁轭(12)的内部，所述防护套(19)与旋转轴(18)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种内置式永磁电机转子和永磁电机，其特征在于：所述转子支撑杆(17)一端与防护套(19)外壁固定连接以及另一端与转子磁轭(12)内壁固定连接，所述转子支撑杆(17)的数量设置为多个，所述转子磁轭(12)设置为圆筒状。
5.根据权利要求1所述的一种内置式永磁电机转子和永磁电机，其特征在于：所述散热板(4)嵌设于电机壳体(1)的端部，所述散热孔(5)的数量设置为多个，所述电机壳体(1)上还设有接触电极(20)，所述接触电极(20)的数量设置为两个，两个所述接触电极(20)的端部依次贯穿电机壳体(1)和定子铁芯(8)与定子绕组(9)连接。
6.根据权利要求1所述的一种内置式永磁电机转子和永磁电机，其特征在于：所述定子铁芯(8)的截面设置为“C”字形，所述固定块(11)和垫板(10)的外壁与均与电机壳体(1)内壁贴合且固定连接，所述固定块(11)和垫板(10)的数量设置为多个，所述定子铁芯(8)通过固定块(11)和垫板(10)与电机壳体(1)固定连接。
7.根据权利要求1所述的一种内置式永磁电机转子和永磁电机，其特征在于：所述内转子永磁体(13)和外转子永磁体(14)的数量均设置为多个，多个所述内转子永磁体(13)均匀排列于转子磁轭(12)的内壁上，多个所述内转子永磁体(13)通过转子支撑杆(17)间隔设置。
8.根据权利要求1所述的一种内置式永磁电机转子和永磁电机，其特征在于：所述连接杆(15)的长度与外转子永磁体(14)的厚度相同，所述连接杆(15)的数量设置为多个，所述磁极护板(16)通过连接杆(15)与转子磁轭(12)外壁固定连接，所述磁极护板(16)内壁与外转子永磁体(14)外壁相贴合。
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