CN112421823A - 空心杯永磁转子及永磁电机 - Google Patents

空心杯永磁转子及永磁电机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种空心杯永磁转子及永磁电机，空心杯永磁转子，包括永磁体；套体，所述套体的侧壁形成安装空间，所述永磁体设置在所述安装空间中；端板，所述端板设置在所述套体的一端部；输出轴，所述输出轴设置在所述端板上。实现简化转子的整体结构形式，以降低转子的质量，进而满足永磁电机的轻量化设计要求。

Description

空心杯永磁转子及永磁电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，尤其涉及一种空心杯永磁转子及永磁电机。
背景技术
永磁电机以其高功率密度、高效率、高动态品质等优点，在伺服、家电、新能源汽车等领域得到了广泛应用。尤其在需要高速、重载运行的航空领域，永磁电机的上述优点使其成为电力推进系统的优选方案。其中，为了降低重量，针对转子而言采用空心杯结构设计的转子结构被广泛的推广使用。如中国专利申请号201020692001.4公开了一种航天机电部件用空心杯电机转子，采用空心杯的方式来实现降低重量。但是，空心杯内、外两侧均安装磁轭，导致转子结构尺寸增大且不利于减重。鉴于此，如何设计一种结构紧凑且重量轻的永磁电机是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种空心杯永磁转子及永磁电机，实现简化转子的整体结构形式，以降低转子的质量，进而满足永磁电机的轻量化设计要求。
本发明提供的技术方案是，一种空心杯永磁转子，包括
永磁体；
套体，所述套体的侧壁形成安装空间，所述永磁体设置在所述安装空间中；
端板，所述端板设置在所述套体的一端部；
输出轴，所述输出轴设置在所述端板上。
进一步的，所述套体的端面设置有延伸至所述套体侧壁内部的插槽，所述永磁体设置在所述插槽中。
进一步的，还包括端盖，所述端盖为环形结构，所述端盖设置在所述套体上并遮盖住所述插槽。
进一步的，所述套体侧壁的内表面设置有第一凹槽，所述永磁体设置在所述第一凹槽中。
进一步的，所述套体内设置有内套，所述内套遮盖住所述第一凹槽。
进一步的，所述套体侧壁的外表面设置有第二凹槽，所述永磁体设置在所述第二凹槽中。
进一步的，所述套体内设置有外套，所述外套遮盖住所述第二凹槽。
进一步的，所述输出轴位于所述套体的外侧；或者，所述输出轴从所述套体中向外延伸至所述套体的外部。
进一步的，所述端板设置有若干轴流风道，和/或，所述套体的侧壁还设置有若干条离心风道。
本发明还提供一种永磁电机，包括定子，还包括上述空心杯永磁转子，所述空心杯永磁转子与所述定子组装在一起。。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的空心杯永磁转子及永磁电机，通过将在套体上形成安装空间来安装永磁体，使得永磁体内置于套体的内壁中，一方面满足永磁体的安装要求，另一方面使得转子的整体结构更加紧凑，另外，由于永磁体内置于套体的内壁中进行安装，进而无需额外转子轭部，进而更加有效的降低转子的整体重量，实现简化了转子的整体结构形式，以降低转子的质量，进而满足永磁电机的轻量化设计要求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明空心杯永磁转子的结构示意图之一；
图2为图1中空心杯永磁转子的剖视图之一；
图3为本发明空心杯永磁转子的结构示意图之二；
图4为图3中套体的结构示意图；
图5为图3中空心杯永磁转子的剖视图之二；
图6为本发明空心杯永磁转子的结构示意图之三；
图7为本发明空心杯永磁转子的结构示意图之四；
图8为本发明永磁电机的结构示意图；
图9为本发明永磁电机的剖视图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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-图2所示，本实施例空心杯永磁转子，包括
永磁体1；
套体2，套体2的侧壁形成安装空间，永磁体1设置在所述安装空间中；
端板3，所述端板设置在套体2的一端部；
输出轴4，输出轴4设置在端板3上。
具体的，套体2上形成有用于安装永磁体1的安装空间，在组装时，则将永磁体1装配到安装空间中，以实现利用套体2侧壁的空间来安装永磁体1。这样，由于永磁体1无需外置在套体2的外部，而内置在套体2的内壁中，使得转子的整体结构更加紧凑，而由于永磁体1内置在套体2的侧壁中，一方面使得套体2自身的重量大幅度的减小，另一方面取消转子轭部以更有利于降低转子的重量。
其中，对于套体2、端板3和输出轴4则可以采用碳纤维材料整体成型，进而满足转子加工精度高、一致性好、重量轻、强度高的要求，并更有利于转子高速重载运行。
其中，对为了满足永磁体1的安装要求，则套体2具有多种结构形式。如下结合附图进行说明。
如图1-图2所示，套体2的端面设置有延伸至套体2侧壁内部的插槽21，永磁体1设置在插槽21中。具体的，在套体2远离端板3的端面上设置有多个插槽21，永磁体1则插入到对应的插槽21中。而为了避免永磁体1从插槽21中脱离出，则空心杯永磁转子还包括端盖5，端盖5为环形结构，端盖5设置在套体2上并遮盖住插槽21。其中，端盖5可以采用胶粘或螺栓固定等方式安装在套体2的端部
如图3-图5所示，套体2侧壁的内表面或外表面设置有凹槽22，永磁体1设置在凹槽22中。具体的，以套体2的侧壁的内表面设置有凹槽22为例，永磁体1则从套体2内侧放入到对应的凹槽22中。同样的，为了避免永磁体1从凹槽22中脱离出，在套体2内设置有内套6，内套6遮盖住所述第一凹槽。具体的，内套6插入到套体2中以对凹槽22中的永磁体1进行定位固定。而对于在套体2的外壁表面形成凹槽22的情况下，则可以在套体2内设置有外套，所述外套遮盖住所述第二凹槽。
进一步的，对于输出轴4而言，其布置的方式至少有两种方式，例如：如图1所示，输出轴4位于套体2的外侧。或者，如图7所示，输出轴4从套体2中向外延伸至套体2的外部。
更进一步的，在减重方面，为最大程度的降低整体的质量，如图5所示，则可以在套体2的侧壁设置若干减重槽20，减重槽在满足套体2自身结构强度的情况下与永磁体1采用交替分布的方式，进而有效的降低重量。
优选地，为了满足永磁电机的散热要求，则可以在端板3设置有若干轴流风道201，和/或，套体2的侧壁还设置有若干条离心风道202。具体的，针对不同永磁电机的要求，则可以根据需要配置有轴流风道201和离心风道202。进而通过轴流风道201和离心风道202来满足通风散热的要求。其中，对于轴流风道201而言，其根据套体2的转动方式，可以实现向套体2中吹风、或从套体2内向外抽风。而对于离心风道202而言，其利用离心力实现将套体2内的空气向外抽风，以实现通风散热。
其中，多个轴流风道201绕输出轴4的轴线均匀分布，多个离心风道202绕输出轴4的轴线均匀分布。而对于同时配置轴流风道201和离心风道202的情况下，为了加快空气流动速度，可以通过轴流风道201和离心风道202同时将套体2内向外抽风。
同样的，还可以通过轴流风道201向套体2内部吹风，结合离心风道202向外抽风的方式，在该散热方式下，轴流风道201分布在端板3的边缘，同时，离心风道202靠近端板3布置，轴流风道201与离心风道202间隔交替布置。由于永磁电机整体结构紧凑，因为部件之间的气隙体积较小，空气流速或气压会很大，进而可能对转子转动产生影响。而将轴流风道201设计为向套体2内进风以与离心风道202配合，进而可以实现套体2内、外侧空气对流，还可以有效的分担气隙中空气对流压力。
另外，对于离心风道202而言，其还与所述安装空间连通，这样，流行离心风道202的空气将与永磁体1接触，进而提高永磁体1的散热效率。
如图8和图9所示，本发明还提供一种永磁电机，包括外壳1000、定子2000，还包括上述空心杯永磁转子3000，空心杯永磁转子3000与定子2000组装在一起。
具体的，定子2000上设置有线圈绕组，线圈绕组通电后则与空心杯永磁转子3000中的永磁体配合以实现驱动空心杯永磁转子3000转动，针对空心杯永磁转子3000的具体驱动方式在此不做限制和赘述。
其中，定子2000可以布置在空心杯永磁转子3000中套体的外部，或者，定子2000可以布置在空心杯永磁转子3000中套体的内部。或者，定子2000包括第一子定子2001和第二子定子2002，第一子定子2001则位于套体的内部，而第二子定子2002则位于套体的外部。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的空心杯永磁转子及永磁电机，通过将在套体上形成安装空间来安装永磁体，使得永磁体内置于套体的内壁中，一方面满足永磁体的安装要求，另一方面使得转子的整体结构更加紧凑，另外，由于永磁体内置于套体的内壁中进行安装，进而无需额外转子轭部，进而更加有效的降低转子的整体重量，实现简化了转子的整体结构形式，以降低转子的质量，进而满足永磁电机的轻量化设计要求。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种空心杯永磁转子，其特征在于，包括
永磁体；
套体，所述套体的侧壁形成安装空间，所述永磁体设置在所述安装空间中；
端板，所述端板设置在所述套体的一端部；
输出轴，所述输出轴设置在所述端板上。
2.根据权利要求1所述的空心杯永磁转子，其特征在于，所述套体的端面设置有延伸至所述套体侧壁内部的插槽，所述永磁体设置在所述插槽中。
3.根据权利要求2所述的空心杯永磁转子，其特征在于，还包括端盖，所述端盖为环形结构，所述端盖设置在所述套体上并遮盖住所述插槽。
4.根据权利要求1所述的空心杯永磁转子，其特征在于，所述套体侧壁的内表面设置有第一凹槽，所述永磁体设置在所述第一凹槽中。
5.根据权利要求4所述的空心杯永磁转子，其特征在于，所述套体内设置有内套，所述内套遮盖住所述第一凹槽。
6.根据权利要求1所述的空心杯永磁转子，其特征在于，所述套体侧壁的外表面设置有第二凹槽，所述永磁体设置在所述第二凹槽中。
7.根据权利要求6所述的空心杯永磁转子，其特征在于，所述套体内设置有外套，所述外套遮盖住所述第二凹槽。
8.根据权利要求1所述的空心杯永磁转子，其特征在于，所述输出轴位于所述套体的外侧；或者，所述输出轴从所述套体中向外延伸至所述套体的外部。
9.根据权利要求1-8任一项所述的空心杯永磁转子，其特征在于，所述端板设置有若干轴流风道，和/或，所述套体的侧壁还设置有若干条离心风道。
10.一种永磁电机，包括定子，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的空心杯永磁转子，所述空心杯永磁转子与所述定子组装在一起。
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