CN110867990A - 一种无间隙式切向磁钢转子铁芯、转子、电机 - Google Patents

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刘赫
殷贤康
杨文德
吴帮超
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Abstract

一种无间隙式切向磁钢转子铁芯、转子、电机，涉及电机技术领域，该无间隙式切向磁钢转子铁芯包括开设有永磁体槽的转子铁芯，所述永磁体槽的两端分别设置有永磁体限位部件。本发明通过在永磁体槽的两端分别设置永磁体限位部件对永磁体槽内的永磁体进行限位，使永磁体槽内的永磁体在任何转速下始终与永磁体槽贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。

Description

一种无间隙式切向磁钢转子铁芯、转子、电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种无间隙式切向磁钢转子铁芯、转子、电机。
背景技术
随着电动机高效节能技术的发展，永磁同步电机在市场的应用范围越来越广泛，具有高效、节能、高功率因数、良好转矩等特点。永磁同步电机的磁通由电机转子上的永磁体（磁钢）提供，永磁体在转子上的分布取决于转子的结构设计，对电机性能有着重要影响。
依据永磁体在转子上的分布不同，常见转子分为两种表贴式和内置式。内置式转子又根据永磁体放置方向的不同，分为径向式、混向式和切向式。切向式转子每极磁通更大、磁组转矩更大，有利于提高电动机功率密度和扩展电动机的恒功率运行范围。
传统切向式磁钢转子结构，由转子铁芯、永磁体、轴组成，其中转子铁芯上会开有永磁体槽，为方便永磁体放置于永磁体槽中，通常永磁体槽会略大于永磁体本体，从而永磁体与永磁体槽存在间隙。
当电机工作且高速转动时，转子绕中心轴旋转，永磁体在离心力的作用下，全部贴合于永磁体槽的外边缘，此时永磁体在永磁体槽内不会产生晃动。
当电机低速转动时，无法提供足够的离心力使永磁体全部贴合于永磁体槽外边缘，会造成永磁体在永磁体槽内晃动，间隙时时变动，导致电机齿槽转矩增大，转矩波动变大等情况，影响电机运行性能。
发明内容
本发明的目的之一在于避免现有技术中的不足之处而提供一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，该无间隙式切向磁钢转子铁芯能够对永磁体槽内的永磁体进行限位，使永磁体槽内的永磁体在任何转速下始终与永磁体槽贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，包括开设有永磁体槽的转子铁芯，所述永磁体槽的两端分别设置有永磁体限位部件。通过在永磁体槽的两端分别设置永磁体限位部件对永磁体槽内的永磁体进行限位，使永磁体槽内的永磁体在任何转速下始终与永磁体槽贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
进一步的，所述永磁体限位部件包括与所述转子铁芯结构相同的转子铁芯分段，及设置在所述转子铁芯分段的永磁体槽内的限位块。通过在转子铁芯的两端放置转子铁芯分段，使永磁体的两端位于转子铁芯分段的永磁体槽内，并利用永磁体槽内的限位块对永磁体进行限位，使永磁体槽内的永磁体在任何转速下始终与永磁体槽贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
进一步的，所述限位块位于所述转子铁芯分段的永磁体槽的内边缘。由于电机处于高速运转时，永磁体在离心力的作用下，全部贴合于永磁体槽的外边缘，限位块位于永磁体槽的内边缘，能够减小电机高速运转时，永磁体对限位块的压迫，避免限位块变形，使限位块始终起到最佳的限位状态，避免永磁体产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
进一步的，所述限位块为设置在所述转子铁芯分段的永磁体槽的内边缘的坡形齿。利用坡形齿的楔形结构，将永磁体限位在永磁体槽的外边缘，同时坡形齿的楔形结构方便于永磁体限位部件与转子铁芯配合安装时，多个限位块轻松抬起永磁体槽内的永磁体。
进一步的，所述限位块与所述永磁体槽内的永磁体的接触点到所述永磁体槽的外边缘的垂直距离和所述永磁体槽内的永磁体的宽度相同。通过限位块将永磁体抬高，同时控制限位块的径向高度，使永磁体与永磁体槽的外边缘贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
进一步的，所述转子铁芯分段的一侧设置有密封板。由于磁钢在未充磁之前，没有磁性，没有吸力，容易从永磁体槽内滑出，利用密封板将转子铁芯和转子铁芯分段组合成的新转子铁芯的两端密封，可以有效防止未充磁之前的磁钢滑出永磁体槽，同时还可以避免电机处于运转时，新转子铁芯的内部空间与新转子铁芯的外部空间进行空气交换，而造成的额外风阻，降低电机的转速。
进一步的，所述密封板为圆环形，所述密封板的内径和外径与所述转子铁芯分段相同。密封板为圆环形，同时内径和外径与转子铁芯分段相同，能够保证密封板的形状与转子铁芯相同，在避免电机处于运转时，新转子铁芯的内部空间与新转子铁芯的外部空间进行空气交换，而造成的额外风阻，降低电机的转速的同时，不会影响电机的组装。
本发明的有益效果：本发明的一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，包括开设有永磁体槽的转子铁芯，所述永磁体槽的两端分别设置有永磁体限位部件。本发明通过在永磁体槽的两端分别设置永磁体限位部件对永磁体槽内的永磁体进行限位，使永磁体槽内的永磁体在任何转速下始终与永磁体槽贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
本发明的目的之二在于避免现有技术中的不足之处而提供一种转子，该转子使用上述的无间隙式切向磁钢转子铁芯，由于通过在永磁体槽的两端分别设置永磁体限位部件对永磁体槽内的永磁体进行限位，使永磁体槽内的永磁体在任何转速下始终与永磁体槽贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
本发明的目的之三在于避免现有技术中的不足之处而提供一种电机，该电机使用上述的转子，由于通过在永磁体槽的两端分别设置永磁体限位部件对永磁体槽内的永磁体进行限位，使永磁体槽内的永磁体在任何转速下始终与永磁体槽贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
附图说明
利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的一种无间隙式切向磁钢转子铁芯的整体结构的剖视图。
图2是本发明的一种使用无间隙式切向磁钢转子铁芯的转子的整体结构立体图。
图中包括有：
永磁体槽1，转子铁芯2，永磁体限位部件3，永磁体4，转子铁芯分段5，限位块6。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本实施例的一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，如图1所示，包括开设有永磁体槽1的转子铁芯2，所述永磁体槽1的两端分别设置有永磁体限位部件3。通过在永磁体槽1的两端分别设置永磁体限位部件3对永磁体槽1内的永磁体4进行限位，使永磁体槽1内的永磁体4在任何转速下始终与永磁体槽1贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
所述永磁体限位部件3包括与所述转子铁芯2结构相同的转子铁芯分段5，及设置在所述转子铁芯分段5的永磁体槽1内的限位块6。通过在转子铁芯2的两端放置转子铁芯分段5，使永磁体4的两端位于转子铁芯分段5的永磁体槽1内，并利用永磁体槽1内的限位块对永磁体4进行限位，使永磁体槽1内的永磁体4在任何转速下始终与永磁体槽1贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。转子铁芯分段5和转子铁芯2之间可以采用贴合、卡扣、胶粘的方式进行固定。
所述限位块6位于所述转子铁芯分段5的永磁体槽1的内边缘。由于电机处于高速运转时，永磁体4在离心力的作用下，全部贴合于永磁体槽1的外边缘，限位块6位于永磁体槽1的内边缘，能够减小电机高速运转时，永磁体4对限位块6的压迫，避免限位块6变形，使限位块6始终起到最佳的限位状态，避免永磁体4产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
所述限位块6为设置在所述转子铁芯分段5的永磁体槽1的内边缘的坡形齿。利用坡形齿的楔形结构，将永磁体4限位在永磁体槽1的外边缘，同时坡形齿的楔形结构方便于永磁体限位部件3与转子铁芯2配合安装时，多个限位块6轻松抬起永磁体槽1内的永磁体4。
所述限位块6与所述永磁体槽1内的永磁体4的接触点到所述永磁体槽1的外边缘的垂直距离和所述永磁体槽1内的永磁体4的宽度相同。通过限位块6将永磁体4抬高，同时控制限位块6的径向高度，使永磁体4与永磁体槽1的外边缘贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
所述转子铁芯分段5的一侧设置有密封板。所述密封板与所述转子铁芯分段5为一体成型设置，由于磁钢在未充磁之前，没有磁性，没有吸力，容易从永磁体槽1内滑出，利用密封板将转子铁芯2和转子铁芯分段5组合成的新转子铁芯的两端密封，可以有效防止未充磁之前的磁钢滑出永磁体槽1，同时还可以避免电机处于运转时，新转子铁芯的内部空间与新转子铁芯的外部空间进行空气交换，而造成的额外风阻，降低电机的转速。
所述密封板为圆环形，所述密封板的内径和外径与所述转子铁芯分段5相同。密封板为圆环形，同时内径和外径与转子铁芯分段5相同，能够保证密封板的形状与转子铁芯2相同，在避免电机处于运转时，新转子铁芯的内部空间与新转子铁芯的外部空间进行空气交换，而造成的额外风阻，降低电机的转速的同时，不会影响电机的组装。
实施例2
本实施例提供一种转子，如图2所示，该转子使用实施例1所述的无间隙式切向磁钢转子铁芯，由于通过在永磁体槽1的两端分别设置永磁体限位部件3对永磁体槽1内的永磁体4进行限位，使永磁体槽1内的永磁体4在任何转速下始终与永磁体槽1贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
实施例3
本实施例提供一种电机，该电机使用实施例2所述的转子，由于通过在永磁体槽1的两端分别设置永磁体限位部件3对永磁体槽1内的永磁体4进行限位，使永磁体槽1内的永磁体4在任何转速下始终与永磁体槽1贴合，不会产生晃动，减小低速运行时的齿槽转矩和转矩波动，保持电机性能，增加电机可靠性。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (9)

1.一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，包括开设有永磁体槽的转子铁芯，其特征在于：所述永磁体槽的两端分别设置有永磁体限位部件。
2.如权利要求1所述的一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，其特征在于：所述永磁体限位部件包括与所述转子铁芯结构相同的转子铁芯分段，及设置在所述转子铁芯分段的永磁体槽内的限位块。
3.如权利要求2所述的一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，其特征在于：所述限位块位于所述转子铁芯分段的永磁体槽的内边缘。
4.如权利要求2所述的一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，其特征在于：所述限位块为设置在所述转子铁芯分段的永磁体槽的内边缘的坡形齿。
5.如权利要求2所述的一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，其特征在于：所述限位块与所述永磁体槽内的永磁体的接触点到所述永磁体槽的外边缘的垂直距离和所述永磁体槽内的永磁体的宽度相同。
6.如权利要求2所述的一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，其特征在于：所述转子铁芯分段的一侧设置有密封板。
7.如权利要求6所述的一种无间隙式切向磁钢转子铁芯，其特征在于：所述密封板为圆环形，所述密封板的内径和外径与所述转子铁芯分段相同。
8.一种转子，其特征在于：包括权利要求1至7任意一项所述的无间隙式切向磁钢转子铁芯。
9.一种电机，其特征在于：包括权利要求8所述的转子。
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