CN112821614A - 一种转子及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种转子及具有其的电机，其中转子具有沿转子周向设置的多个T型槽；T型槽包括左底部、右底部和中柱部；相邻的左底部和右底部内嵌永磁体并形成径向磁路，相邻的两个中柱部内嵌永磁体并形成切向磁路，进而形成一个磁极的混合磁路；左底部和右底部分别具有沿转子径向延伸的第一隔磁槽、第二隔磁槽；第一隔磁槽和第二隔磁槽之间形成宽度具有渐变特性且长度不等的隔磁桥，可调节永磁体形成的磁场；将上述转子应用于电机时，第一隔磁槽和第二隔磁槽可调节径向永磁体磁场正弦分布和漏磁情况，能够最大限度减少永磁体的漏磁、降低转矩脉动；同时每个T型槽中柱部内嵌的永磁体可提供两个磁极的磁通，有效减少永磁体的用量，降低成本。

Description

一种转子及具有其的电机

技术领域

本发明属于电机技术领域，尤其是涉及到一种转子及具有其电机。

背景技术

现有压缩机用永磁电机普遍采用内嵌式稀土永磁电机，其利用永磁体的高剩磁能力极大缩小压缩机体积和重量，但其体积仍然存在下限值，急需一种较现有永磁体电机更具体积优势的电机结构，同时保持优异的电机效率和振动噪音。体积更具优势在电机专业领域称为更高的转矩密度，现有高转矩密度的转子结构为混合磁路转子结构，即转子内嵌一种永磁体磁场径向分布的径向永磁体和一种永磁体磁场切向分布的切向永磁体，同时考虑成本；现有技术中将切向分布的切向永磁体合并，形成转子的相邻磁极共用一个切向永磁体的形式。这种混合磁路永磁电机具有更多的磁通，电机输出力矩大幅度增加，电机效率优势明显，但这种现有结构无法忽视切向永磁体和径向永磁体的漏磁，同时由于切向永磁体靠近转子外侧，产生较大的转矩脉动，影响电磁噪音。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种转子及具有其的电机，以解决现有技术中漏磁严重，转矩脉动较大等问题。

本发明提供一种转子，具有沿所述转子周向设置的多个T型槽和设置于所述T型槽内的永磁体；所述T型槽包括底部和沿所述转子径向延伸的中柱部；所述底部包括左底部和右底部，且分别内嵌有磁极相反的所述永磁体；所述中柱部内嵌有所述永磁体；

相邻的一个所述左底部和右底部内嵌的永磁体形成一个磁极的径向磁路；相邻的两个所述中柱部内嵌的永磁体形成一个磁极的切向磁路；所述径向磁路和切向磁路形成一个磁极的混合磁路。

进一步可选地，相邻的一个所述左底部和右底部内嵌的永磁体提供每个磁极的磁场；每个所述中柱部内嵌的永磁体被两个磁极共用并提供磁场。

进一步可选地，所述左底部、右底部分别具有向所述转子边缘延伸的第一隔磁槽和第二隔磁槽；所述第一隔磁槽与左底部贯通，所述第二隔磁槽与右底部贯通。

进一步可选地，所述第一隔磁槽、第二隔磁槽的宽度不变。

进一步可选地，相邻的一个所述第一隔磁槽和第二隔磁槽之间形成有隔磁桥；沿所述转子的径向向外所述隔磁桥的宽度具有渐变特性，用于调节所述左底部和右底部内嵌的永磁体形成的磁场。

进一步可选地，沿所述转子的径向向外所述隔磁桥具有宽度相同的第一隔磁桥、宽度逐渐变大的第二隔磁桥、宽度逐渐变小的第三隔磁桥和宽度逐渐变大的第四隔磁桥。

进一步可选地，所述第一隔磁桥、第二隔磁桥、第三隔磁桥和第四隔磁桥的宽度分别为B1、B2、B3和B4，其中B2>B4>B3>B1。

进一步可选地，所述第一隔磁桥的宽度B1<0.6mm。

进一步可选地，所述左底部和右底部的宽度为Bm，其中2(B1+B3)<B2<1.8Bm。

进一步可选地，所述第一隔磁桥、第二隔磁桥、第三隔磁桥和第四隔磁桥的长度分别为L1、L2、L3和L4，其中L2>L3>L1>L4。

进一步可选地，所述第一隔磁桥的宽度B1和长度L1满足3B1<L1<5B1。

进一步可选地，所述中柱部具有向所述转子边缘延伸的第三隔磁槽；所述第三隔磁槽与中柱部贯通。

进一步可选地，每个所述T型槽的左底部和右底部关于所述T型槽的中柱部对称设置；每个所述T型槽处的第一隔磁槽和第二隔磁槽关于所述T型槽处的第三隔磁槽对称设置。

进一步可选地，所述转子具有2N个所述T型槽，N为大于等于1的自然数。

本发明还提供一种电机，具有定子和上述任一项所述的转子，所述转子设置于所述定子内；所述定子具有定子齿。

进一步可选地，所述定子齿的齿宽为Bt，相邻的一个所述转子的第一隔磁槽和第二隔磁槽形成的弯折端部最大距离为B5，其中0.4Bt<B5<0.85Bt。

进一步可选地，所述定子和转子之间的气隙为g，所述转子的第四隔磁桥的长度为L4，其中L4<g。

进一步可选地，所述电机为永磁同步电机。

本发明提供的转子具有沿转子周向设置的多个T型槽；其中T型槽包括左底部、右底部和中柱部；左底部和右底部沿转子的切向延伸或两者呈一定角度设置，中柱部沿转子的径向延伸；相邻的左底部和右底部内嵌永磁体并形成径向磁路；相邻的两个中柱部内嵌永磁体并形成切向磁路；径向磁路和切向磁路形成一个磁极的混合磁路；左底部和右底部分别具有沿转子径向延伸的第一隔磁槽、第二隔磁槽；第一隔磁槽、第二隔磁槽呈弧型或折线型；第一隔磁槽和第二隔磁槽之间形成宽度具有渐变特性且长度不等的隔磁桥，可调节永磁体形成的磁场；中柱部具有向转子边缘延伸的第三隔磁桥；将上述转子应用于电机时，第一隔磁槽和第二隔磁槽可调节径向永磁体磁场正弦分布和漏磁情况，能够最大限度减少永磁体的漏磁、降低转矩脉动；同时每个T型槽中柱部内嵌的永磁体可提供两个磁极的的磁通，有效减少永磁体的用量，降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明提供的转子实施例结构示意图；

图2为图1中A的放大图；

图3为本发明提供的电机实施例结构示意图；

图4为本发明提供的转子另一实施例结构示意图；

图中：

1-T型槽；11-左底部；111-第一隔磁槽；12-右底部；121-第二隔磁槽；13-中柱部；131-第三隔磁槽；14-隔磁桥；141-第一隔磁桥；142-第二隔磁桥；143-第三隔磁桥；144-第四隔磁桥；15-定位孔；16-安装孔；17-轴孔；

21-左永磁体；22-右永磁体；23-中永磁体；

31-定子；311-定子齿；32-转子。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，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。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种，但是不排除包含至少一种的情况。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。

本发明提供的转子具有沿转子周向设置的多个T型槽；其中T型槽包括左底部、右底部和中柱部；左底部和右底部沿转子的切向延伸或两者呈一定角度设置，中柱部沿转子的径向延伸；相邻的左底部和右底部内嵌永磁体并形成径向磁路；相邻的两个中柱部内嵌永磁体并形成切向磁路；径向磁路和切向磁路形成一个磁极的混合磁路，可以有效减少永磁体的用量，降低成本；左底部和右底部分别具有沿转子径向延伸的第一隔磁槽、第二隔磁槽；第一隔磁槽、第二隔磁槽呈弧型或折线型，可调节径向磁场正弦分布，最大限度减少永磁体的漏磁、降低转矩脉动。

实施例1

<转子>

如图1和图2所示，本实施例提供的转子具有沿转子周向设置的多个T型槽1和设置于T型槽1内的永磁体；T型槽1包括底部和沿转子径向延伸的中柱部13；底部包括左底部11和右底部12，左底部11、右底部12与中柱部13呈一定角度倾斜且向转子32的边缘延伸；左底部11内嵌有左永磁体21，右底部12内嵌有右永磁体22，且左永磁体21和右永磁体22磁极相反；中柱部13内嵌有中永磁体23；具体地，左底部11和右底部12连接处具有定位孔15，用于左永磁体21和右永磁体22的定位；

相邻的一个左底部11内嵌的左永磁体21和一个右底部12内嵌的右永磁体22形成一个磁极的径向磁路；相邻的两个中柱部13内嵌的中永磁体23形成一个磁极的切向磁路；径向磁路和切向磁路形成一个磁极的混合磁路，同时提供一个磁极的两个磁通，可以有效减少永磁体的用量，降低成本；

转子32设有T型槽结构，可以布置更多的永磁体，并提供更多的气隙磁磁场；转子32每极磁场由左底部11的左永磁体21、右底部12的右永磁体22与两个中柱部13中永磁体23并联提供，一方面，左永磁体21和右永磁体22的漏磁通绕过第一隔磁槽111、第二隔磁槽121形成闭环磁路而产生漏磁；另一方面，第一隔磁槽111和第二隔磁槽121置于每极磁路磁场的中心位置，其形状对于磁通分布影响极大；因此，合理设置第一隔磁槽111、第二隔磁槽121及其构成隔磁桥14，可以有效降低漏磁，也可以有效调节气隙磁密，调整电机磁场正弦度，降低电机各类谐波磁场，进而改善电磁噪音。

优选地，左底部11具有向转子32边缘延伸的第一隔磁槽111，且第一隔磁槽111与左底部11贯通；右底部12具有向转子32边缘延伸的第二隔磁槽121，且第二隔磁槽121与右底部12贯通；具体地，第一隔磁槽111向左底部11的左侧延伸；第二隔磁槽121向右底部12的右侧延伸，能最大限度减少永磁体的漏磁、降低转矩脉动。左底部11、右底部12和中柱部13内嵌的永磁体同时提供两个磁极的磁通，可以有效减少永磁体的用量，降低成本。

优选地，第一隔磁槽111、第二隔磁槽121的宽度不变，减少d轴磁场的畸变，保证一定的输出转矩。本实施例提供的第一隔磁槽111和第二隔磁槽121为折线型。

优选地，相邻的一个第一隔磁槽111和一个第二隔磁槽121之间形成有隔磁桥14；沿转子32的径向向外隔磁桥14的宽度具有渐变特性，用于调节对应左永磁体21和右永磁体22形成的磁场，限制永磁体的漏磁；

第一隔磁槽111和第二隔磁槽121按折线设置，使隔磁桥14宽度在转子32的径向方向上连续渐变，一方面保证漏磁路的最窄宽度和长度，减小漏磁；另一方面引导定子磁场和转子磁场的流向，削弱奇数次谐波磁场，正弦化气隙磁密，降低电磁振动噪音。

优选地，沿转子32的径向向外隔磁桥14依次具有第一隔磁桥141、第二隔磁桥142、第三隔磁桥143和第四隔磁桥144；第一隔磁桥141沿转子32的径向宽度不变，第二隔磁桥142沿转子32的径向宽度逐渐变大，第三隔磁桥143沿转子32的径向宽度逐渐变小，第四隔磁桥144沿转子32的径向宽度逐渐变大。

优选地，第一隔磁桥141、第二隔磁桥142、第三隔磁桥143和第四隔磁桥144的宽度分别为B1、B2、B3和B4，其中B2>B4>B3>B1。

优选地，第一隔磁桥141的宽度B1<0.6mm。

优选地，左底部11和右底部12的宽度不变且一致，约束永磁体的宽度，限定隔磁桥14的宽度，保证隔磁桥14设置依赖磁源，左底部11和右底部12的宽度为Bm，其中2(B1+B3)<B2<1.8Bm。

优选地，第一隔磁槽111的宽度小于左底部11的宽度，第二隔磁槽121的宽度小于右底部12的宽度，抑制正弦波的气磁磁密有效值的减小，保证一定的输出转矩。

优选地，沿转子32的径向第一隔磁桥141、第二隔磁桥142、第三隔磁桥143和第四隔磁桥144的长度分别为L1、L2、L3和L4，其中L2>L3>L1>L4。

优选地，第一隔磁桥141的宽度B1和长度L1满足3B1<L1<5B1。

优选地，中柱部13具有向转子32边缘延伸的第三隔磁槽131；第三隔磁槽131与中柱部13贯通；具体地，第三隔磁槽131具有偶数个，且均匀分布于中柱部13的两侧，与中柱部13呈一定角度倾斜设置。

优选地，每个T型槽1的左底部和右底部关于T型槽1的中柱部13对称设置；每个T型槽1处的第一隔磁槽111和第二隔磁槽121关于T型槽1处的第三隔磁槽131对称设置。

优选地，中柱部13的端部向转子32边缘延伸的同时宽度逐渐增大，使中柱部13的端部和转子32的边缘之间形成有第四隔磁槽，调整中永磁体形成的磁场。

优选地，T型槽1数与磁极数相等。

优选地，转子32中心处形成有轴孔17，与转子32的外圆同心，用于转子32与轴的连接；转子32的周向设有多个安装孔16，用于转子冲片之间的连接；具体地，安装孔16为铆钉孔，多个安装孔16沿圆周规律设置。

本实施例中的转子32具有6个T型槽，且按圆周规律设置，左底部11、右底部12和中柱部13均设有对应的永磁体，一个T型槽1的左底部11内嵌的左永磁体21与相邻的T型槽1的右底部12内嵌的右永磁体22构成径向磁路，并提供径向磁场；一个T型槽1的中柱部13内嵌的中永磁体23与相邻的T型槽1的中柱部13内嵌的中永磁体23构成切向磁路，并提供切向磁场，则形成6个磁极；对应地第一隔磁槽111和第二隔磁槽均121具有6个，每个中柱部13的两侧设有一个第三隔磁槽131，则共有12个第三隔磁槽131。

<电机>

如图3所示，本实施例提供一种电机，具有定子31和上述任一项所述的转子32，转子32设置于定子31内，定子32具有多个定子齿311。

优选地，定子齿311的齿宽为Bt，相邻的一个第一隔磁槽111和一个第二隔磁槽121形成的弯折端部最大距离为B5，其中0.4Bt<B5<0.85Bt，限定第一隔磁槽111和第二隔磁槽121的周向宽度，保证定子齿311磁密的均匀性，减少转矩脉动。

优选地，定子31和转子32之间的气隙为g，第四隔磁桥144的长度为L4，其中L4<g，限定第一隔磁槽111、第二隔磁槽121与转子32外边线的渐变程度，调整磁场比较显著。

实施例2

<转子>

如图4所示，本实施例提供的转子具有沿转子周向设置的多个T型槽1和设置于T型槽1内的永磁体；T型槽1包括沿转子32切向延伸的底部和沿转子32径向延伸的中柱部13；底部包括左底部11和右底部12，左底部11内嵌有左永磁体21，右底部12内嵌有右永磁体22，且左永磁体21和右永磁体22磁极相反；中柱部13内嵌有中永磁体23；

相邻的一个左底部11内嵌的左永磁体21和一个右底部12内嵌的右永磁体22形成一个磁极的径向磁路；相邻的两个中柱部13内嵌的中永磁体23形成一个磁极的切向磁路；径向磁路和切向磁路形成一个磁极的混合磁路，同时提供一个磁极的两个磁通，可以有效减少永磁体的用量，降低成本。

优选地，左底部11具有向转子32边缘延伸的第一隔磁槽111，且第一隔磁槽111与左底部11贯通；右底部12具有向转子32边缘延伸的第二隔磁槽121，且第二隔磁槽121与右底部12贯通；具体地，第一隔磁槽111向左底部11的左侧延伸；第二隔磁槽121向右底部12的右侧延伸。

本实施例提供的第一隔磁槽111和第二隔磁槽121为弧线型，相邻的一个第一隔磁槽111和一个第二隔磁槽121之间形成有弧型隔磁桥；沿转子32的径向向外隔磁桥14的宽度具有渐变特性，用于调节对应左永磁体21和右永磁体22形成的磁场。

优选地，中柱部13具有向转子32边缘延伸的第三隔磁槽131；第三隔磁槽131与中柱部13贯通；具体地，第三隔磁槽131具有偶数个，且均匀分布于中柱部13的两侧，与中柱部13呈一定角度倾斜设置。

优选地，转子32具有6个所述T型槽，且按圆周规律设置，左底部11、右底部12和中柱部13均设有对应的永磁体，一个T型槽1的左底部11内嵌的左永磁体21与相邻的T型槽1的右底部12内嵌的右永磁体22构成径向磁路，并提供径向磁场；一个T型槽1的中柱部13内嵌的中永磁体23与相邻的T型槽1的中柱部13内嵌的中永磁体23构成切向磁路，并提供切向磁场，则形成6个磁极；对应地第一隔磁槽111和第二隔磁槽121均具有6个；每个中柱部13的两侧设有一个第三隔磁槽131，则共有12个第三隔磁槽131。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施例。应可理解的是，本公开不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本公开意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (18)

1.一种转子，其特征在于，具有沿所述转子周向设置的多个T型槽(1)和设置于所述T型槽(1)内的永磁体；所述T型槽(1)包括底部和沿所述转子径向延伸的中柱部(13)；所述底部包括左底部(11)和右底部(12)，且分别内嵌有磁极相反的所述永磁体；所述中柱部(13)内嵌有所述永磁体；

相邻的一个所述左底部(11)和右底部(12)内嵌的永磁体形成一个磁极的径向磁路；相邻的两个所述中柱部(13)内嵌的永磁体形成一个磁极的切向磁路；所述径向磁路和切向磁路形成一个磁极的混合磁路。

2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，相邻的一个所述左底部(11)和右底部(12)内嵌的永磁体提供每个磁极的磁场；每个所述中柱部(13)内嵌的永磁体被两个磁极共用并提供磁场。

3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述左底部(11)、右底部(12)分别具有向所述转子边缘延伸的第一隔磁槽(111)和第二隔磁槽(121)；所述第一隔磁槽(111)与左底部(11)贯通，所述第二隔磁槽(121)与右底部(12)贯通。

4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，所述第一隔磁槽(111)和第二隔磁槽(121)的宽度不变。

5.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，相邻的一个所述第一隔磁槽(111)和第二隔磁槽(121)之间形成有隔磁桥(14)；沿所述转子的径向向外所述隔磁桥(14)的宽度具有渐变特性，用于调节所述左底部(11)和右底部(12)内嵌的永磁体形成的磁场。

6.根据权利要求4所述的转子，其特征在于，沿所述转子的径向向外所述隔磁桥(14)具有宽度相同的第一隔磁桥(141)、宽度逐渐变大的第二隔磁桥(142)、宽度逐渐变小的第三隔磁桥(143)和宽度逐渐变大的第四隔磁桥(144)。

7.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述第一隔磁桥(141)、第二隔磁桥(142)、第三隔磁桥(143)和第四隔磁桥(144)的宽度分别为B1、B2、B3和B4，其中B2>B4>B3>B1。

8.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述第一隔磁桥(141)的宽度B1<0.6mm。

9.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述左底部(11)和右底部(12)的宽度为Bm，其中2(B1+B3)<B2<1.8Bm。

10.根据权利要求6所述的转子，其特征在于，所述第一隔磁桥(141)、第二隔磁桥(142)、第三隔磁桥(143)和第四隔磁桥(144)的长度分别为L1、L2、L3和L4，其中L2>L3>L1>L4。

11.根据权利要求9所述的转子，其特征在于，所述第一隔磁桥(141)的宽度B1和长度L1满足3B1<L1<5B1。

12.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述中柱部(13)具有向所述转子边缘延伸的第三隔磁槽(131)；所述第三隔磁槽(131)与中柱部(13)贯通。

13.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，每个所述T型槽(1)的左底部(11)和右底部(12)关于所述T型槽(1)的中柱部(13)对称设置；每个所述T型槽(1)处的第一隔磁槽(111)和第二隔磁槽(121)关于所述T型槽(1)处的第三隔磁槽(131)对称设置。

14.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述转子具有2N个所述T型槽(1)，N为大于等于1的自然数。

15.一种电机，其特征在于，具有定子和权利要求1-14任一项所述的转子(32)，所述转子(32)设置于所述定子(31)内；所述定子(31)具有定子齿(311)。

16.根据权利要求15所述的电机，其特征在于，所述定子齿(311)的齿宽为Bt，相邻的一个所述转子的第一隔磁槽(111)和第二隔磁槽(121)形成的弯折端部最大距离为B5，其中0.4Bt<B5<0.85Bt。

17.根据权利要求15所述的电机，其特征在于，所述定子(31)和转子(32)之间的气隙为g，所述转子的第四隔磁桥(144)的长度为L4，其中L4<g。

18.据权利要求15所述的电机，其特征在于，所述电机为永磁同步电机。

Images