CN111969747A - 转子结构及具有其的电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种转子结构及具有其的电机。转子结构包括内转子铁芯；外转子铁芯组件，外转子铁芯组件与内转子铁芯具有距离地设置，内转子铁芯和外转子铁芯组件上均设置有注塑结构，内转子铁芯和外转子铁芯组件一体注塑成型。通过将外转子铁芯组件与内转子铁芯设置成具有距离地设置方式，该方式取消了在外转子铁芯组件和内转子铁芯之间设置隔磁桥的方式，而且，通过将外转子铁芯组件和内转子铁芯一体注塑成型，这样能够避免相邻的磁极之间产生漏磁的情况，有效地提高了电机的效率，同时采用一体注塑的方式能够提高转子结构的稳定性和可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电机设备技术领域，具体而言，涉及一种转子结构及具有其的电机。
背景技术
电机是通电后定子绕组中的环形电流产生感应磁场，进而吸引转子中的磁钢带动转子进行旋转，从而获得动力的装置。因此，如何保证定子绕组在通电时可以产生尽可能密集的磁场，同时尽可能避免出现漏磁现象，即避免磁感线从不对磁钢产生作用力的导体位置射出，成为对定、转子结构设计和优化的方向。
现有内嵌式转子冲片多采用带隔磁桥与磁钢限位的结构，隔磁桥指的是转子铁芯两磁瓦间所夹的细长小段硅钢片，主要起到隔开磁瓦的作用，以增大磁感。但经电磁仿真发现，隔磁桥虽然有效起到了连接转子冲片各极以及隔开磁瓦的作用，但在该处产生的漏磁现象仍然较为严重，因此现有转子冲片隔磁桥处都采用尽可能细的设置方式，以降低漏磁。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种转子结构及具有其的电机，以解决现有技术中电机漏磁严重的问题。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种转子结构，包括：内转子铁芯；外转子铁芯组件，外转子铁芯组件与内转子铁芯具有距离地设置，内转子铁芯和外转子铁芯组件上均设置有注塑结构，内转子铁芯和外转子铁芯组件一体注塑成型。
进一步地，外转子铁芯组件包括多个外转子铁芯单元，多个外转子铁芯单元沿内转子铁芯的周向间隔地设置，各外转子铁芯单元与内转子铁芯具有距离地设置，相邻的外转子铁芯单元之间形成用于安装永磁体的安装槽。
进一步地，注塑结构包括第一注塑孔，各外转子铁芯单元上均设置有至少一个第一注塑孔。
进一步地，各外转子铁芯单元上还设置有第一定位孔，第一定位孔位于第一注塑孔的一侧。
进一步地，内转子铁芯包括：内转子铁芯本体，内转子铁芯本体为环状结构，内转子铁芯本体的外周面设置有限位凸起，限位凸起为多个，多个限位凸起沿内转子铁芯本体的周向间隔地设置，永磁体的朝向内转子铁芯本体一侧的端部与限位凸起的端部相抵接。
进一步地，相邻的永磁体(30)的朝向内转子铁芯本体(11)一侧的部分端部、外转子铁芯单元(21)的朝向内转子铁芯(10)一侧的端部与内转子铁芯本体(11)之间围设成用于容纳注塑件(60)的容纳空间(70)。
进一步地，注塑结构包括第二注塑孔，第二注塑孔开设于内转子铁芯本体上，第二注塑孔为多个，多个第二注塑孔沿内转子铁芯本体的周向间隔地设置。
进一步地，内转子铁芯本体的内圆上开设有定位槽。
进一步地，第二注塑孔的横截面呈多边形、圆形或椭圆形结构。
进一步地，第一注塑孔的横截面呈多边形、圆形或椭圆形结构。
根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。
应用本发明的技术方案，通过将外转子铁芯组件与内转子铁芯设置成具有距离地设置方式，该方式取消了在外转子铁芯组件和内转子铁芯之间设置隔磁桥的方式，而且，通过将外转子铁芯组件和内转子铁芯一体注塑成型，这样能够避免相邻的磁极之间产生漏磁的情况，有效地提高了电机的效率，同时采用一体注塑的方式能够提高转子结构的稳定性和可靠性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本发明的转子结构的第一实施例的结构示意图；
图2示出了根据本发明的内转子铁芯的实施例的结构示意图；
图3示出了根据本发明的外转子铁芯单元的实施例的结构示意图；
图4示出了根据本发明的转子结构的第二实施例的结构示意图；
图5示出了根据本发明的转子结构的第三实施例的结构示意图；
图6示出了根据本发明的转子结构的第四实施例的结构示意图；
图7示出了根据本发明的转子结构的第五实施例的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、内转子铁芯；11、内转子铁芯本体；12、限位凸起；13、定位槽；
20、外转子铁芯组件；21、外转子铁芯单元；22、第一定位孔；
30、永磁体；
40、安装槽；
51、第一注塑孔；52、第二注塑孔；
60、注塑件；70、容纳空间。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。
结合图1至图7所示，根据本申请的具体实施例，提供了一种转子结构。
具体地，该转子结构包括内转子铁芯10、外转子铁芯组件20。外转子铁芯组件20与内转子铁芯10具有距离地设置。内转子铁芯10和外转子铁芯组件20上均设置有注塑结构，内转子铁芯10和外转子铁芯组件20一体注塑成型。
在本实施例中，通过将外转子铁芯组件20与内转子铁芯10设置成具有距离地设置方式，该方式取消了在外转子铁芯组件20和内转子铁芯10之间设置隔磁桥的方式，而且，通过将外转子铁芯组件20和内转子铁芯10一体注塑成型，这样能够避免相邻的磁极之间产生漏磁的情况，有效地提高了电机的效率，同时采用一体注塑的方式能够提高转子结构的稳定性和可靠性。
其中，外转子铁芯组件20包括多个外转子铁芯单元21。多个外转子铁芯单元21沿内转子铁芯10的周向间隔地设置，各外转子铁芯单元21与内转子铁芯10具有距离地设置，相邻的外转子铁芯单元21之间形成用于安装永磁体30的安装槽40。即永磁体30位于相邻的外转子铁芯单元21之间。其中，注塑结构包括第一注塑孔51，各外转子铁芯单元21上均设置有至少一个第一注塑孔51。各外转子铁芯单元21上还设置有第一定位孔22，第一定位孔22位于第一注塑孔51的一侧。这样设置能够方便组装转子结构。
如图2所示，内转子铁芯10包括内转子铁芯本体11。内转子铁芯本体11为环状结构，内转子铁芯本体11的外周面设置有限位凸起12。限位凸起12为多个，多个限位凸起12沿内转子铁芯本体11的周向间隔地设置，永磁体30的朝向内转子铁芯本体11一侧的端部与限位凸起12的端部相抵接，相邻的永磁体30的朝向内转子铁芯本体11一侧的部分端部、外转子铁芯单元21的朝向内转子铁芯10一侧的端部与内转子铁芯本体11之间围设成用于容纳注塑件60的容纳空间70。这样设置避免永磁体在安装槽内晃动，提高转子结构安装永磁体的稳定性。
进一步地，注塑结构包括第二注塑孔52。第二注塑孔52开设于内转子铁芯本体11上，第二注塑孔52为多个，多个第二注塑孔52沿内转子铁芯本体11的周向间隔地设置。这样设置使得内转子铁芯10与外转子铁芯组件20在注塑时的整个结构的位置不会发生偏移。其中，第一注塑孔51的横截面呈多边形、圆形或椭圆形结构。第二注塑孔52的横截面呈多边形、圆形或椭圆形结构。
内转子铁芯本体11的内圆上开设有定位槽13。这样设置能够提高转子结构与转轴装配的可靠性。
上述实施例中的转子结构还可以用于电机设备技术领域，即根据本发明的另一方面，提供了一种电机，包括转子结构，转子结构为上述实施例中的转子结构。
具体地，采用本申请的转子结构，解决了传统转子冲片在电机通电后位于隔磁桥处的漏磁现象，减少电机运转过程中的漏磁面积，提高电机运行效率。解决了转子冲片在冲制过程中废料率较高的问题，由于采用拼块式结构，单片铁芯面积小，冲裁板料时更易设计合理的排布方案，冲制时废料将大幅减少。采用该转子结构，转子冲片条料面积仅为现有方案冲制条料面积的70％。在本申请中，通过取消隔磁桥，有效降低了漏磁面积，提高了电机效率。整个转子从原本的整片叠片更改为拼块式，单个转子冲片面积减小，冲裁时板料利用率将会更高，在排料设计上可以更紧凑，更有利于生产。
进一步地，转子铁芯为取消隔磁桥形式，并通过塑封料进行固定。增大了转子强度，并降低在隔磁桥处出现的漏磁现象，有效提高了电机效率，在内外转子铁芯上设置有注塑孔及定位孔，定位孔可以确定铁芯相对位置固定，注塑孔可通过塑封料注塑形式固定内外两铁芯提高了转子强度，增大了材料利用率。
针对现有转子铁芯在工作状态中存在漏磁的问题，本申请提出了一种新的转子铁芯结构。相较于普遍使用的转子，该方案具有可以有效降低漏磁通，且生产方便等特点。有效解决因漏磁而导致的电机效率、性能低下的问题。同时设置限位凸起对永磁体即磁钢进行限位，使得磁钢在内嵌转子时安装更方便，定位也更可靠。
通过U-V两相间线反电势的大小，描述不同方案的电机工况。以目前普遍使用的量产方案反电势作为标准，通过仿真比较可以得出新结构线反电势相比原方案反电势增大15.1％。由此可知，在转子隔磁桥处的漏磁确实较大，尽管现有的隔磁桥厚度仅有0.5-0.7mm，但也仍不能忽略隔磁桥部分的漏磁对电机效率产生的影响。
现在普遍采用的转子方案均为冲制转子冲片，后通过叠压依靠扣片使各片相互扣紧进行固定，之后插入磁钢制成完整的转子铁芯，现有方案中适合于大批大量生产，冲压工艺简单，通过扣片定位较为准确且配合可靠。但由于转子冲片必须依靠隔磁桥将各磁极分开，因而会导致在电机通电运转过程中，部分磁场会通过磁力线路径更短的隔磁桥，从转子内部由一极流向另一极，即发生所谓的漏磁现象。一旦发生漏磁，电机的效率便会降低，且可能因无法达到铭牌所标定的额定功率而导致负载运转异常，造成不必要的损失。
因此，基于现有技术中存在的问题，本申请提供了一种电机结构，该电机结构包括新的转子结构，在材料上，该转子铁芯材料与原来保持一致，采用硅钢片B50A800。在结构上，取消了隔磁桥，整个电机包括隔磁桥处使用注塑方式对内转子铁芯、外转子铁芯进行固定。这样选材可以使得在取消隔磁桥后也可以对磁钢及内转子铁芯、外转子铁芯进行可靠固定，磁力线自然也就无法通过断开部分造成漏磁的问题。而且，将原有的转子方案变更为拼块式，将转子分为内转子铁芯和外转子铁芯两部分，外转子铁芯上设置有定位孔和注塑孔，方便后续包塑工序进行；内转子铁芯内侧有一定位凹槽，起到定位内转子铁芯的作用，外侧有针对磁钢的限位凸起，外转子铁芯起到隔开磁钢，产生磁极的作用，因磁极间不存在像原方案的铁芯相连情况，因此漏磁会大大降低。
进一步的，磁钢通过内转子铁芯的限位凸起进行径向定位，内转子铁芯伸出部分顶在磁钢端面上，防止电机在运行过程中磁钢出现径向窜动，以保证与转子铁芯紧密配合，与此同时，磁钢也可以确保内外转子铁芯的相对位置准确，可以达到相互定位的作用。内外转子铁芯及磁钢位置确定后，进行注塑。由于内外转子铁芯上均有注塑孔，因此塑封料可以对内外转子铁芯进行有效固定，而不会出现移动。保证了转子结构的稳定。使得包塑转子也具有更高的强度，增大了电机的使用寿命。最后将装配完成的拼块式转子铁芯放入定子中，完成后续整个电机的装配流程。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
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 (11)
1.一种转子结构，其特征在于，包括：
内转子铁芯(10)；
外转子铁芯组件(20)，所述外转子铁芯组件(20)与所述内转子铁芯(10)具有距离地设置，所述内转子铁芯(10)和所述外转子铁芯组件(20)上均设置有注塑结构，所述内转子铁芯(10)和所述外转子铁芯组件(20)一体注塑成型。
2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于，所述外转子铁芯组件(20)包括多个外转子铁芯单元(21)，多个所述外转子铁芯单元(21)沿所述内转子铁芯(10)的周向间隔地设置，各所述外转子铁芯单元(21)与所述内转子铁芯(10)具有距离地设置，相邻的所述外转子铁芯单元(21)之间形成用于安装永磁体(30)的安装槽(40)。
3.根据权利要求2所述的转子结构，其特征在于，所述注塑结构包括第一注塑孔(51)，各所述外转子铁芯单元(21)上均设置有至少一个所述第一注塑孔(51)。
4.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，各所述外转子铁芯单元(21)上还设置有第一定位孔(22)，所述第一定位孔(22)位于所述第一注塑孔(51)的一侧。
5.根据权利要求2所述的转子结构，其特征在于，所述内转子铁芯(10)包括：
内转子铁芯本体(11)，所述内转子铁芯本体(11)为环状结构，所述内转子铁芯本体(11)的外周面设置有限位凸起(12)，所述限位凸起(12)为多个，多个所述限位凸起(12)沿所述内转子铁芯本体(11)的周向间隔地设置，所述永磁体(30)的朝向所述内转子铁芯本体(11)一侧的端部与所述限位凸起(12)的端部相抵接。
6.根据权利要求5所述的转子结构，其特征在于，相邻的所述永磁体(30)的朝向所述内转子铁芯本体(11)一侧的部分端部、所述外转子铁芯单元(21)的朝向所述内转子铁芯(10)一侧的端部与所述内转子铁芯本体(11)之间围设成用于容纳注塑件(60)的容纳空间(70)。
7.根据权利要求6所述的转子结构，其特征在于，所述注塑结构包括第二注塑孔(52)，所述第二注塑孔(52)开设于所述内转子铁芯本体(11)上，所述第二注塑孔(52)为多个，多个所述第二注塑孔(52)沿所述内转子铁芯本体(11)的周向间隔地设置。
8.根据权利要求6所述的转子结构，其特征在于，所述内转子铁芯本体(11)的内圆上开设有定位槽(13)。
9.根据权利要求7所述的转子结构，其特征在于，所述第二注塑孔(52)的横截面呈多边形、圆形或椭圆形结构。
10.根据权利要求3所述的转子结构，其特征在于，所述第一注塑孔(51)的横截面呈多边形、圆形或椭圆形结构。
11.一种电机，包括转子结构，其特征在于，所述转子结构为权利要求1至10中任一项所述的转子结构。
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