CN111490612A - 电机转子、电机和电子水泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机转子、电机和电子水泵，电机转子包括：转子铁芯和多个永磁体，转子铁芯包括第一转子铁芯和设于第一转子铁芯外围的第二转子铁芯，第一转子铁芯的外围和第二转子铁芯的内侧之间沿周向形成若干个径向永磁体槽，第二转子铁芯上沿周向形成若干个切向永磁体槽，径向永磁体槽和切向永磁体槽沿转子铁芯的周向交替设置，切向永磁体槽贯通第二转子铁芯的内侧且和与之相邻的两个径向永磁体槽相互连通；多个永磁体包括设于径向永磁体槽内的径向永磁体及设于切向永磁体槽内的切向永磁体。本发明提供的电机转子，解决了电机定、转子间气隙过大导致的气隙磁密低、磁场较弱、永磁体漏磁多的问题。

Description

电机转子、电机和电子水泵

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机转子、一种电机和一种电子水泵。

背景技术

近年来，汽车发动机冷却呈现电子化和集成化趋势，对电子水泵的内部冷却提出了新的要求，一些冷却措施要求电子水泵的定、转子之间具有较大气隙，然而电子水泵的定、转子间气隙过大容易造成电子水泵的磁场较弱、永磁体漏磁多的问题。

发明内容

本发明旨在解决上述技术问题至少之一。

为此，本发明的第一方面的目的在于，提供一种电机转子。

本发明的第二方面的目的在于，提供一种包括上述电机转子的电机。

本发明的第三方面的目的在于，提供一种包括上述电机的电子水泵。

为了实现上述目的，本发明第一方面的技术方案提供了一种电机转子，包括：转子铁芯，包括第一转子铁芯和设于所述第一转子铁芯外围的第二转子铁芯，所述第一转子铁芯的外围和所述第二转子铁芯的内侧之间沿周向形成若干个径向永磁体槽，所述第二转子铁芯上沿周向形成若干个切向永磁体槽，所述径向永磁体槽和所述切向永磁体槽沿所述转子铁芯的周向交替设置，所述切向永磁体槽贯通所述第二转子铁芯的内侧且和与之相邻的两个所述径向永磁体槽相互连通；和多个永磁体，包括设于所述径向永磁体槽内的径向永磁体及设于所述切向永磁体槽内的切向永磁体，所述径向永磁体沿径向磁化，所述切向永磁体沿切向磁化。

本发明上述技术方案提供的电机转子，沿径向磁化的径向永磁体和沿切向磁化的切向永磁体，使电机转子形成混合磁路，混合磁路能够提供更大的磁通量，从而增强电机的气隙磁场，进而提高电机的功率密度；径向永磁体槽将转子铁芯分为内、外两部分铁芯冲片，切向永磁体槽贯通第二转子铁芯的内侧且和与之相邻的两个径向永磁体槽相互连通，也即切向永磁体槽和与之相邻的两个径向永磁体槽之间无磁桥，从而相应地减少磁桥漏磁，提高永磁体的利用率，很好地解决了电机定、转子间气隙过大导致的气隙磁密低、磁场较弱、永磁体漏磁多的问题。

另外，本发明上述技术方案中提供的电机转子还可以具有如下附加技术特征：

在上述技术方案中，优选地，所述切向永磁体槽贯通所述第二转子铁芯的外围，使所述第二转子铁芯沿周向分为若干个分瓣铁芯，每相邻的两个所述分瓣铁芯之间形成一所述切向永磁体槽。

上述方案也即切向永磁体槽的内外侧都断开，转子铁芯的任意相邻的两个永磁体槽(切向永磁体槽和径向永磁体槽统称为永磁体槽)相互连通，这样设计可以进一步减少切向永磁体槽外侧部位的漏磁量，解决现有电机漏磁多的问题。

在上述技术方案中，优选地，所述第一转子铁芯在相邻两个所述径向永磁体槽的交汇处设有凸台，所述凸台作为所述切向永磁体的支撑面，且所述支撑面的宽度小于对应的所述切向永磁体槽的槽口宽度。

利用凸台支撑切向永磁体，也即利用凸台对切向永磁体的内端进行定位，确保切向永磁体在切向永磁体槽内的定位与安装。

在上述技术方案中，优选地，所述切向永磁体槽邻近所述第二转子铁芯的外围的部位设有沿切向对向延伸的两个限位台，两个所述限位台之间形成贯通所述第二转子铁芯的外围的开口。

利用两个限位台对切向永磁体的外端进行限位，从而与凸台结构配合对切向永磁体进行定位，确保切向永磁体在切向永磁体槽内的定位与安装。

在上述技术方案中，优选地，所述径向永磁体槽包括相对设置的第一槽壁和第二槽壁，所述第一槽壁形成于所述第一转子铁芯的外围，所述第二槽壁形成于所述第二转子铁芯的内侧，所述第一槽壁和所述第二槽壁中至少一个的两端设有向另一个凸出的限位部，所述径向永磁体被限位于两个所述限位部之间。

利用两个限位部对径向永磁体的两端进行限位，确保径向永磁体在径向永磁体槽内的定位与安装。

在上述任一技术方案中，优选地，所述电机转子包括：注塑体，所述注塑体用于对安装有所述永磁体的所述转子铁芯进行整体包塑。

电机转子的转子铁芯与永磁体组装完成后，进行整体包塑，从而利用注塑体解决电机转子的密封问题，达到转子铁芯防锈的目的，且使得电机转子的机械强度高。

在上述技术方案中，优选地，所述第一转子铁芯上开设有第一注塑通孔，所述第二转子铁芯上开设有第二注塑通孔，所述注塑体填充所述第一注塑通孔和所述第二注塑通孔。

上述设计可以确保注塑体与第一转子铁芯、注塑体与第二转子铁芯连接的牢固性，从而提高整个电机转子的机械强度。

在上述技术方案中，优选地，所述径向永磁体槽沿所述转子铁芯的切向延伸，所述第一转子铁芯沿每相邻的两个所述径向永磁体槽的中心线所成的角的平分线上开设有所述第一注塑通孔；所述切向永磁体槽沿所述转子铁芯的径向延伸，所述第二转子铁芯沿每相邻的两个所述切向永磁体槽的中心线所成的角的平分线上开设有所述第二注塑通孔。

上述设计使得整个电机转子的结构对称性更好，机械强度更高。优选地，第一注塑通孔和第二注塑通孔均为轴向注塑通孔。当然，注塑通孔不限于上述具体布置形式，可以根据电机转子的实际情况进行合理设计与调整，并且各注塑通孔的具体尺寸也可以根据电机转子的实际情况进行合理设计与调整。

在上述技术方案中，优选地，任意的两个所述永磁体之间均通过所述注塑体相互隔离，使任意的两个所述永磁体之间不相互接触。

注塑体本身不导磁，能够进一步加固电机转子的结构，提高电机转子的结构强度。

在上述技术方案中，优选地，所述注塑体具有永磁体槽空隙注塑体，用于填充所述径向永磁体和所述径向永磁体槽之间的空隙、以及所述切向永磁体和所述切向永磁体槽之间的空隙，以利用注塑体进一步加固电机转子的结构，提高电机转子的结构强度。

在上述技术方案中，优选地，所述注塑体具有第二转子铁芯磁桥部位注塑体，用于填充邻近所述第二转子铁芯的外围部位且位于所述切向永磁体外侧的所述切向永磁体槽，以利用注塑体进一步加固电机转子的结构，提高电机转子的结构强度。

在上述任一技术方案中，优选地，所述径向永磁体的表面积小于或等于所述切向永磁体的表面积，所述径向永磁体的磁性能低于所述切向永磁体的磁性能。

由于切向转子结构的聚磁能力好，上述设计可以使电机具有更大的磁通量，从而提高电机的气隙磁密。当然，也可以设计切向永磁体的表面积小于或等于径向永磁体的表面积，且切向永磁体的磁性能低于径向永磁体的磁性能。

本发明的第二方面的技术方案提供了一种电机，包括如上述任一技术方案所述的电机转子。

本发明上述技术方案提供的电机，因其包括上述任一技术方案所述的电机转子，因而具有上述任一技术方案所述的电机转子的有益效果。

本发明的第三方面的技术方案提供了一种电子水泵，包括如上述技术方案所述的电机，并具有上述技术方案所述的电机的有益效果。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的电机转子的转子铁芯的结构示意图；

图2是本发明一个实施例的电机转子的注塑体的结构示意图。

其中，图1和图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1转子铁芯，11第一转子铁芯，111径向永磁体槽，112第一注塑通孔，113凸台，114限位部，12第二转子铁芯，121切向永磁体槽，122第二注塑通孔，123限位台；

2注塑体，21通孔注塑体，22永磁体槽空隙注塑体，23第二转子铁芯磁桥部位注塑体。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

下面参照图1和图2描述根据本发明一些实施例所述的电机转子、电机和电子水泵。

如图1和图2所示，根据本发明的一些实施例提供的一种电机转子，包括：转子铁芯1和多个永磁体(未示出)。

具体地，如图1所示，转子铁芯1包括第一转子铁芯11(或称为内侧转子铁芯)和设于第一转子铁芯11外围的第二转子铁芯12(或称为外围转子铁芯)，第一转子铁芯11的外围和第二转子铁芯12的内侧之间沿周向形成若干个径向永磁体槽111，第二转子铁芯12上沿周向形成若干个切向永磁体槽121，径向永磁体槽111和切向永磁体槽121沿转子铁芯1的周向交替设置，切向永磁体槽121贯通第二转子铁芯12的内侧且和与之相邻的两个径向永磁体槽111相互连通；多个永磁体包括设于径向永磁体槽111内的径向永磁体及设于切向永磁体槽121内的切向永磁体，径向永磁体沿径向磁化，切向永磁体沿切向磁化。

应当理解的是，径向永磁体槽111即用于放置径向永磁体的槽，切向永磁体槽121即用于放置切向永磁体的槽。

本发明上述实施例提供的电机转子，沿径向磁化的径向永磁体和沿切向磁化的切向永磁体，使电机转子形成混合磁路，混合磁路能够提供更大的磁通量，从而增强电机的气隙磁场，进而提高电机的功率密度；径向永磁体槽111将转子铁芯1分为内、外两部分铁芯冲片，切向永磁体槽121贯通第二转子铁芯12的内侧且和与之相邻的两个径向永磁体槽111相互连通，也即切向永磁体槽121和与之相邻的两个径向永磁体槽111之间无磁桥，从而相应地减少磁桥漏磁，提高永磁体的利用率，很好地解决了电机定、转子间气隙过大导致的气隙磁密低、磁场较弱、永磁体漏磁多的问题。

具体地，如图1所示，相邻的两个径向永磁体的极性相反，相对的两个径向永磁体的相对面的极性相同，相邻的两个切向永磁体的极性相反，且径向永磁体和切向永磁体相互面对的极性相同，也即任意相邻的两个永磁体(径向永磁体和切向永磁体统称为永磁体)保持一侧极性相同。

优选地，如图1所示，切向永磁体槽121贯通第二转子铁芯12的外围，使第二转子铁芯12沿周向分为若干个分瓣铁芯，每相邻的两个分瓣铁芯之间形成一切向永磁体槽121。上述方案也即切向永磁体槽121的内外侧都断开，转子铁芯1的任意相邻的两个永磁体槽(切向永磁体槽121和径向永磁体槽111统称为永磁体槽)相互连通，这样设计可以进一步减少切向永磁体槽121外侧部位的漏磁量，解决现有电机漏磁多的问题。

当然，也可以设计切向永磁体槽121不贯通第二转子铁芯12的外围，在切向永磁体槽121的外端设置磁桥，使得相邻的两个分瓣铁芯通过该磁桥连接为一体，这样设计可以增强电机转子的结构强度。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，第一转子铁芯11在相邻两个径向永磁体槽111的交汇处设有凸台113，凸台113作为切向永磁体的支撑面，且支撑面的宽度小于对应的切向永磁体槽121的槽口宽度。利用凸台113支撑切向永磁体，也即利用凸台113对切向永磁体的内端进行定位，确保切向永磁体在切向永磁体槽121内的定位与安装。需要说明的是，上述实施例也可以限定为：第一转子铁芯11在相邻两个径向永磁体的轴线交汇处设有凸台113。

进一步地，如图1所示，切向永磁体槽121邻近第二转子铁芯12的外围的部位设有沿切向对向延伸的两个限位台123，两个限位台123之间形成贯通第二转子铁芯12的外围的开口。利用两个限位台123对切向永磁体的外端进行限位，从而与凸台113结构配合对切向永磁体进行定位，确保切向永磁体在切向永磁体槽121内的定位与安装。

在本发明的一个实施例中，如图1所示，径向永磁体槽111包括相对设置的第一槽壁和第二槽壁，第一槽壁形成于第一转子铁芯11的外围，第二槽壁形成于第二转子铁芯12的内侧，第一槽壁和第二槽壁中至少一个的两端设有向另一个凸出的限位部114，径向永磁体被限位于两个限位部114之间。利用两个限位部114对径向永磁体的两端进行限位，确保径向永磁体在径向永磁体槽111内的定位与安装。

在上述任一实施例中，优选地，如图1和图2所示，电机转子包括转子铁芯1、沿径向和切向交替放置的永磁体、以及包裹与填充转子铁芯1的注塑体2；其中，转子铁芯1包括内、外两部分铁芯冲片，注塑体2用于对安装有永磁体的转子铁芯1进行整体包塑，电机转子的转子铁芯1与永磁体组装完成后，进行整体包塑，从而利用注塑体2解决电机转子的密封问题，达到转子铁芯1防锈的目的，且使得电机转子的机械强度高。

进一步地，如图1和图2所示，第一转子铁芯11上开设有第一注塑通孔112，第二转子铁芯12上开设有第二注塑通孔122，注塑体2填充第一注塑通孔112和第二注塑通孔122，以确保注塑体2与第一转子铁芯11、注塑体2与第二转子铁芯12连接的牢固性，从而提高整个电机转子的机械强度。优选地，第一注塑通孔112和第二注塑通孔122均为轴向注塑通孔。

一个具体实施例中，如图1所示，径向永磁体槽111沿转子铁芯1的切向延伸，第一转子铁芯11沿每相邻的两个径向永磁体槽111的中心线所成的角的平分线上开设有第一注塑通孔112；切向永磁体槽121沿转子铁芯1的径向延伸，第二转子铁芯12沿每相邻的两个切向永磁体槽121的中心线所成的角的平分线上开设有第二注塑通孔122。

需要说明的是，每相邻的两个径向永磁体槽111的中心线所成的角的平分线，指的是平分每相邻的两个径向永磁体槽111的中心线所成的角的那条线；每相邻的两个切向永磁体槽121的中心线所成的角的平分线，指的是平分每相邻的两个切向永磁体槽121的中心线所成的角的那条线。

上述设计使得整个电机转子的结构对称性更好，机械强度更高。当然，注塑通孔不限于上述具体布置形式，可以根据电机转子的实际情况进行合理设计与调整，并且各注塑通孔的具体尺寸也可以根据电机转子的实际情况进行合理设计与调整。

优选地，任意的两个永磁体之间均通过注塑体2相互隔离，使任意的两个永磁体之间不相互接触。注塑体2本身不导磁，能够进一步加固电机转子的结构，提高电机转子的结构强度。

具体地，如图2所示，注塑体2具有通孔注塑体21，通孔注塑体21用于填充第一转子铁芯11上的第一注塑通孔112和第二转子铁芯12上的第二注塑通孔122，以确保注塑体2与第一转子铁芯11、注塑体2与第二转子铁芯12连接的牢固性，从而提高整个电机转子的机械强度。

进一步地，如图2所示，注塑体2具有永磁体槽空隙注塑体22，永磁体槽空隙注塑体22用于填充径向永磁体和径向永磁体槽111之间的空隙、以及切向永磁体和切向永磁体槽121之间的空隙，以利用注塑体2进一步加固电机转子的结构，提高电机转子的结构强度。

进一步地，如图2所示，注塑体2具有第二转子铁芯磁桥部位注塑体23，第二转子铁芯磁桥部位注塑体23用于填充邻近第二转子铁芯12的外围部位且位于切向永磁体外侧的切向永磁体槽121，以利用注塑体2进一步加固电机转子的结构，提高电机转子的结构强度。

优选地，如图2所示，注塑体2为具有连续外周面的圆柱状。

在上述任一实施例中，优选地，径向永磁体的表面积小于或等于切向永磁体的表面积，径向永磁体的磁性能低于切向永磁体的磁性能。由于切向转子结构的聚磁能力好，上述设计可以使电机具有更大的磁通量，从而提高电机的气隙磁密。当然，也可以设计切向永磁体的表面积小于或等于径向永磁体的表面积，且切向永磁体的磁性能低于径向永磁体的磁性能。

在本发明的一个具体实施例中，如图1和图2所示，转子铁芯1由转子冲片叠压而成，转子冲片上开有若干个永磁体槽，且沿转子冲片的周向径向永磁体槽111与切向永磁体槽121交替分布；相邻的两个永磁体槽之间完全连通，转子铁芯1被分为内、外两部分；第二转子铁芯12的磁桥断开，分为若干个分瓣铁芯。进一步地，第二转子铁芯12沿两切向永磁体槽121的中心线所成的角的平分线上分布有轴向注塑通孔，第一转子铁芯11沿两径向永磁体槽111的中心线所成的角的平分线上分布有轴向注塑通孔；各转子部件(即转子铁芯1和永磁体)组装完成后，对转子部件进行整体包塑。通过本发明上述实施例提供的电机转子，能够解决电子水泵由于定、转子间气隙过大导致的磁场较弱、永磁体漏磁多、转子密封等问题。

本发明的第二方面的实施例提供了一种电机，包括如上述任一实施例的电机转子。

本发明上述实施例提供的电机，因其包括上述任一实施例的电机转子，因而具有上述任一实施例的电机转子的有益效果，在此不再赘述。

本发明的第三方面的实施例提供了一种电子水泵，包括如上述实施例的电机，并具有上述实施例的电机的有益效果，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的电机转子，沿径向磁化的径向永磁体和沿切向磁化的切向永磁体，使电机转子形成混合磁路，混合磁路能够提供更大的磁通量，从而增强电机的气隙磁场，进而提高电机的功率密度；任意两个永磁体槽之间完全连通，使得任意两个永磁体槽之间无磁桥，从而相应地减少磁桥漏磁，提高永磁体的利用率；各转子部件(即转子铁芯和永磁体)组装完成后，对转子部件进行整体包塑，确保电机转子的密封性，提高电机转子的结构强度，从而解决了电子水泵由于定、转子间气隙过大导致的磁场较弱、永磁体漏磁多、转子密封等问题。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“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，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单元必须具有特定的方向、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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

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 (14)

1.一种电机转子，其特征在于，包括：

转子铁芯，包括第一转子铁芯和设于所述第一转子铁芯外围的第二转子铁芯，所述第一转子铁芯的外围和所述第二转子铁芯的内侧之间沿周向形成若干个径向永磁体槽，所述第二转子铁芯上沿周向形成若干个切向永磁体槽，所述径向永磁体槽和所述切向永磁体槽沿所述转子铁芯的周向交替设置，所述切向永磁体槽贯通所述第二转子铁芯的内侧且和与之相邻的两个所述径向永磁体槽相互连通；和

多个永磁体，包括设于所述径向永磁体槽内的径向永磁体及设于所述切向永磁体槽内的切向永磁体，所述径向永磁体沿径向磁化，所述切向永磁体沿切向磁化。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，

所述切向永磁体槽贯通所述第二转子铁芯的外围，使所述第二转子铁芯沿周向分为若干个分瓣铁芯，每相邻的两个所述分瓣铁芯之间形成一所述切向永磁体槽。

3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，

所述第一转子铁芯在相邻两个所述径向永磁体槽的交汇处设有凸台，所述凸台作为所述切向永磁体的支撑面，且所述支撑面的宽度小于对应的所述切向永磁体槽的槽口宽度。

4.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，

所述切向永磁体槽邻近所述第二转子铁芯的外围的部位设有沿切向对向延伸的两个限位台，两个所述限位台之间形成贯通所述第二转子铁芯的外围的开口。

5.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，

所述径向永磁体槽包括相对设置的第一槽壁和第二槽壁，所述第一槽壁形成于所述第一转子铁芯的外围，所述第二槽壁形成于所述第二转子铁芯的内侧，所述第一槽壁和所述第二槽壁中至少一个的两端设有向另一个凸出的限位部，所述径向永磁体被限位于两个所述限位部之间。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电机转子，其特征在于，包括：

注塑体，所述注塑体用于对安装有所述永磁体的所述转子铁芯进行整体包塑。

7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，

所述第一转子铁芯上开设有第一注塑通孔，所述第二转子铁芯上开设有第二注塑通孔，所述注塑体填充所述第一注塑通孔和所述第二注塑通孔。

8.根据权利要求7所述的电机转子，其特征在于，

所述径向永磁体槽沿所述转子铁芯的切向延伸，所述第一转子铁芯沿每相邻的两个所述径向永磁体槽的中心线所成的角的平分线上开设有所述第一注塑通孔；

所述切向永磁体槽沿所述转子铁芯的径向延伸，所述第二转子铁芯沿每相邻的两个所述切向永磁体槽的中心线所成的角的平分线上开设有所述第二注塑通孔。

9.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，

任意的两个所述永磁体之间均通过所述注塑体相互隔离，使任意的两个所述永磁体之间不相互接触。

10.根据权利要求8所述的电机转子，其特征在于，

所述注塑体具有永磁体槽空隙注塑体，用于填充所述径向永磁体和所述径向永磁体槽之间的空隙、以及所述切向永磁体和所述切向永磁体槽之间的空隙。

11.根据权利要求8所述的电机转子，其特征在于，

所述注塑体具有第二转子铁芯磁桥部位注塑体，用于填充邻近所述第二转子铁芯的外围部位且位于所述切向永磁体外侧的所述切向永磁体槽。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的电机转子，其特征在于，

所述径向永磁体的表面积小于或等于所述切向永磁体的表面积，所述径向永磁体的磁性能低于所述切向永磁体的磁性能。

13.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1至12中任一项所述的电机转子。

14.一种电子水泵，其特征在于，包括如权利要求13所述的电机。

Images