CN113014010B - 转子组件、电机和家用电器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转子组件、电机和家用电器，所述转子组件包括轴套、多个转子铁芯、多个永磁体、多个限位凸台和注塑体，所述轴套的材料为弱导磁材料，所述多个永磁体和所述多个转子铁芯沿所述轴套的周向依次交替排布，所述转子铁芯包括凸出部，任意两个所述凸出部之间具有间隔距离，所述限位凸台设在所述轴套的外周壁上且沿所述轴套的轴向延伸，所述限位凸台分为多对，每对所述限位凸台之间形成第一凹槽，所述轴套、所述转子铁芯、所述永磁体和所述注塑体一体注塑成型。根据本发明实施例的转子组件，有效限制了流经转子铁芯以及轴套的磁路磁通，从而减少了转子端部漏磁现象，提高电机功率密度，降低电机成本。

Description

转子组件、电机和家用电器

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体地，涉及一种转子组件、电机和家用电器。

背景技术

相关技术中，内置式转子铁芯通常由导磁材料一体冲压制成，永磁体产生的磁通有较大部分通过转子铁芯扇形部，经连接部和转子轴套部(凸出部和转子轴套合为一个整体)进行流通，此部分磁通基本不对电机产生能量交换，不产生电磁转矩，导致出现较大的端部漏磁现象，致使电机功率密度较低，电机成本较高。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种转子组件，解决了端部漏磁现象且结构强度高。

本发明的实施例还提出一种具有上述转子组件的电机。

本发明的实施例还提出一种具有上述电机的家用电器。

根据本发明实施例的转子组件包括轴套、多个转子铁芯、多个永磁体、多个限位凸台和注塑体，所述轴套的材料为弱导磁材料，所述多个转子铁芯沿所述轴套的周向间隔布置，相邻两个所述转子铁芯之间形成安装槽，所述转子铁芯包括凸出部，所述凸出部与所述轴套相连，任意两个所述凸出部之间具有间隔距离，所述永磁体设在所述安装槽内，所述多个永磁体和所述多个转子铁芯沿所述轴套的周向依次交替排布，所述限位凸台设在所述轴套的外周壁上且沿所述轴套的轴向延伸，所述永磁体和所述转子铁芯均位于所述限位凸台的外侧，所述限位凸台分为多对，多对所述限位凸台沿所述轴套的周向间隔布置，每对所述限位凸台之间形成第一凹槽，所述轴套、所述转子铁芯、所述永磁体和所述注塑体一体注塑成型。

根据本发明实施例的转子组件，通过限制轴套的导磁性，并且任意两个转子铁芯的凸出部之间均具有间隔距离，有效限制了流经转子铁芯以及轴套的磁路磁通，从而有效减少了转子端部漏磁现象，提高电机功率密度，降低电机成本。

在一些实施例中，相邻的两对所述限位凸台之间形成第二凹槽，所述凸出部卡接在所述第二凹槽内。

在一些实施例中，所述转子铁芯还包括扇形部和连接部，所述连接部的一端与所述扇形部相连，所述连接部的另一端与所述凸出部相连。

在一些实施例中，所述扇形部的横截面的外周轮廓多段依次首尾相连的曲线，且大体上呈弧形。在一些实施例中，所述轴套为粉末冶金材料，所述轴套通过粉末冶金工艺和所述转子铁芯一体成型。

在一些实施例中，所述注塑体包括第一注塑体、第二注塑体、连接注塑体，所述第一注塑体设在所述轴套轴向上的一端，所述第二注塑体设在所述轴套轴向上的第二端，所述第一注塑体和所述第二注塑体通过所述连接注塑体相连。

在一些实施例中，所述连接注塑体包括第一连接注塑体、第二连接注塑体和第三连接注塑体，所述转子铁芯上设有注塑孔，所述注塑孔沿所述转子铁芯的轴向延伸，所述第一连接注塑体填充于所述注塑孔内，所述第二连接注塑体填充于所述第一凹槽内和所述永磁体与所述限位凸台之间的间隙内，所述第三连接注塑体填充于相邻的两个转子铁芯和位于所述相邻的两个转子铁芯之间的永磁体的远离所述轴套的一端所限定出的空间内。

在一些实施例中，所述注塑体上设有多个平衡孔，所述平衡孔沿所述注塑体的轴向延伸，所述多个所述平衡孔沿所述注塑体的周向间隔布置。

在一些实施例中，所述转子铁芯上设有定位孔，所述定位孔沿所述转子铁芯的轴向延伸。

本发明的实施例还提出一种电机，所述电机包括上述任一实施例所述的转子组件。

本发明的实施例还提出一种家用电器，所述家用电器包括上述实施例所述的电机。

附图说明

图1是根据本发明实施例的转子组件的示意图；

图2是根据本发明实施例的转子组件的侧视图；

图3是图1中所示的转子组件的B-B剖视图；

图4是图2中所示的转子组件的A-A剖视图；

图5是图4中所示的C处的局部放大图；

图6是根据本发明实施例的转子组件的轴套的示意图；

图7是根据本发明实施例的转子组件的转子铁芯的示意图；

图8是根据本发明实施例的转子组件的永磁体的示意图；

图9是本发明的反电势与现有内置式转子的反电势的一个对比示意图；

图10是本发明的反电势与现有内置式转子的反电势的另一个对比示意图。

附图标记：

轴套1，限位凸台11，第一凹槽12，第二凹槽13，

转子铁芯2，扇形部21，连接部22，凸出部23，定位孔24，注塑孔25，

永磁体3，

注塑体4，第一注塑体41，第二注塑体42，连接注塑体43，第一连接注塑体431，第二连接注塑体432，第三连接注塑体433，平衡孔44。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参照图1-图10描述根据本发明一些实施例提供的转子组件。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的转子组件包括轴套1、转子铁芯2和永磁体3，其中，轴套1大体为筒形，转子铁芯2和永磁体3均位于轴套1的周侧，且转子铁芯2和永磁体3均为多个，多个永磁体3和多个转子铁芯2沿轴套1的周向依次交替排布。可以理解的是，多个转子铁芯2沿轴套1的周向间隔布置，相邻的两个转子铁芯2之间形成一个安装槽，永磁体3固定在安装槽内。每个转子铁芯2均相互独立，冲裁板料时更容易对其进行合理排布以大幅降低冲裁废料。

轴套1的材料为弱导磁材料，轴套1的导磁性较弱，可以限制流经轴套1的磁路磁通，从而减少漏磁。

进一步地，每个转子铁芯2上均设有凸出部23，转子铁芯2通过凸出部23与轴套1相连，防止转子在告诉旋转时离心力过大导致转子铁芯2和轴套1发生变形或者脱离，任意两个转子铁芯2的凸出部23之间均具有间隔距离，即，所有的凸出部23之间均不互相接触。如此设置，可以有效限制流经转子铁芯2的磁路磁通。

轴套1的外周壁设有多个限位凸台11，限位凸台11沿轴套1的轴向延伸，限位凸台11为多个，永磁体3和转子铁芯2均与限位凸台11相连，需要说明的是，永磁体3邻近轴套1一端的端面与限位凸台11相接触并连接在一起，转子铁芯2与限位凸台11卡接相连。

具体地，限位凸台11分为多对，多对限位凸台11沿轴套1的周向间隔布置，多个永磁体3与多对限位凸台11一一对应，即，每个永磁体3与一对限位凸台11相对应。

每对限位凸台11包括两个限位凸台11，每对限位凸台11中的两个限位凸台11之间具有间隔距离，以使每对限位凸台11之间形成第一凹槽12。

在一些实施例中，所述转子组件还包括注塑体4，轴套1、转子铁芯2、永磁体3和注塑体4一体注塑成型，通过注塑工艺结合在一起的转子组件结构强度更强，可广泛用于电机转矩较大或转速较高的工况。

第一凹槽12可以增加第一连接注塑体431用量，以此提高注塑体4的整体强度，从而提高转子组件的整体性。第一凹槽12的横截面形状可以是多边形、圆形、椭圆形或多种形状组合而成，也可以为多个或者无凹槽结构，多种组合有助于平衡磁阻和定位精度之间的矛盾。

根据本发明实施例的转子组件，通过限制轴套1的导磁性，并且任意两个转子铁芯2的凸出部23之间均具有间隔距离，有效限制了流经转子铁芯2以及轴套1的磁路磁通，从而有效减少了转子端部漏磁现象，提高电机功率密度，降低电机成本。

如图5和图6所示，在一些实施例中，每对限位凸台11中的两个限位凸台11均朝向远离另一者的方向延伸，换言之，两个限位凸台11均朝向远离第一凹槽12的一侧延伸，由此，相邻的两对限位凸台11之间形成第二凹槽13，第二凹槽13邻近轴套1的部分的横截面积大，远离轴套1的部分的横截面积小，凸出部23的形状第二凹槽13的形状相对应，凸出部23卡接在第二凹槽13内，以此保证转子铁芯2与轴套1之间的连接强度。

如图7所示，转子铁芯2还包括扇形部21和连接部22，扇形部21大体为扇形，且扇形部21的横截面的外周轮廓包括多段依次首尾相连的样条曲线，所述横截面的外周轮廓可以认为是扇形的弧形段相对应的部分，如此设置，可使电机反电势波形变化较为平缓，避免出现断崖似的剧烈变化，进而使得与反电势波形正弦性更好，高次谐波反电势含量更低，有利于减小因高次谐波反电势产生的切向转矩脉动。

连接部22的横截面的形状为矩形，连接部22长度方向上的一端与扇形部21相连，连接部22长度方向上的另一端与凸出部23相连。

需要说明的是，扇形部21在轴套1径向上的尺寸大于永磁体3在轴套1径向上的尺寸，且扇形部21的两端向外侧延伸形成两个凸起，相邻两个扇形部21的凸起将永磁体3卡在两个转子铁芯2之间，防止永磁体3因受到较大的离心力而脱出。

在一些实施例中，轴套1为导磁性较弱的粉末冶金材料，轴套1和转子铁芯2采用粉末冶金工艺一体成型。由此，可以有效地减小轴套1和转子铁芯2的装配间隙和结合应力，提高了工艺可制造性和转子结构强度，进一步地，还将减小装配后各个转子铁芯2单元的形位公差，可削弱因各个转子铁芯2形位公差差别较大产生的高次谐波反电势，更进一步地削弱因高次谐波反电势引起的切向转矩脉动，进而削弱电机的切向电磁噪音。

具体地，注塑体4包括第一注塑体41、第二注塑体42、连接注塑体43，第一注塑体41设在轴套1轴向上的一端，第二注塑体42设在轴套1轴向上的第二端，连接注塑体43贯穿转子铁芯2，第一注塑体41和第二注塑体42通过连接注塑体43相连，由此，通过注塑结构将转子铁芯2、轴套1和永磁体3一体注塑成型，转子组件的结构强度高。

进一步地，连接注塑体43包括第一连接注塑体431、第二连接注塑体432和第三连接注塑体433，转子铁芯2的扇形部21设有注塑孔25，注塑孔25沿转子铁芯2的轴向延伸，第一连接注塑体431填充于注塑孔25内；第二连接注塑体432填充于第一凹槽12内和永磁体3与限位凸台11之间的间隙内，永磁体3和轴套1通过第二连接注塑体432相连；第三连接注塑体433填充于相邻的两个转子铁芯2和位于相邻的两个转子铁芯2之间的永磁体3的远离轴套1的一端所限定出的空间内，可以理解的是，第三连接注塑体433为槽口处的注塑体4。

需要说明的是，转子高速旋转时因较大的离心力会产生一定变形，为避免变形过大，需要保证注塑体4的外径小于等于转子铁芯2的外轮廓，因此槽口处注塑体4厚度通常较薄，结构强度较弱，因此需增加第一连接注塑体431和第二连接注塑体432，第一连接注塑体431、第二连接注塑体432和第三连接注塑体433均用于加强注塑体4的强度，以避免转子高速旋转时注塑体4因离心力过大而产生失效变形。

注塑孔25横截面可以是多边形、圆形、椭圆形或多种形状组合而成，转子铁芯2的扇形部21是电机磁通主要流经的通路，注塑孔25位于扇形部21，有效减小了电机磁通主要流经通路的宽度，电机磁阻增大，电机功率密度变小，但第一连接注塑体431经过注塑孔25，可进一步提高转子结构强度。通过限定注塑孔25横截面的形状，可以同时平衡磁路磁阻和注塑体4结构强度之间的矛盾。

如图3所示，在一些实施例中，第一注塑体41和第二注塑体42上均设有多个平衡孔44，平衡孔44沿第一注塑体41和第二注塑体42的轴向延伸，多个平衡孔44沿第一注塑体41和第二注塑体42的周向间隔布置。通过对平衡孔44安装平衡块，可限定转子的动不平衡量，降低因转子动不平衡产生的电磁噪音。

在一些实施例中，转子铁芯2上设有定位孔24，定位孔24沿转子铁芯2的轴向延伸，在粉末冶金或注塑时可通过定位孔24进行定位，减小各部件的形位公差，减小附加切向转矩脉动。

定位孔24的横截面形状可以是多边形、圆形、椭圆形或多种形状组合而成，助于平衡磁阻和定位精度之间的矛盾。

本发明的实施例还提出一种电机，所述电机包括上述任一实施例所述的转子组件。

本发明的实施例还提出一种家用电器，所述家用电器包括上述实施例所述的电机。

具体地，采用本申请的转子组件，解决了传统内置式转子磁通流通时产生较大的端部漏磁现象，提高了电机功率密度，从而较大幅度的降低了电机成本；解决了转子结构强度较低的问题，由于采用粉末冶金工艺将轴套1和转子铁芯2组件一体成型，凸出部23和轴套1较为牢固结合在一起，较轴套1和转子铁芯2有距离地设置、仅通过注塑工艺结合在一起的转子结构强度更强，可广泛用于电机转矩较大或转速较高的工况；解决了内置式转子结构材料利用率较低的问题，由于转子铁芯2均相互独立，冲裁板料时更容易对其进行合理排布以大幅降低冲裁废料；采用粉末冶金材料则废料更少，符合国家节约的目的。

进一步地，为解决内置式转子磁通经导磁性较强的轴套1流通时的严重漏磁问题，本发明将轴套1和转子铁芯2相分离，轴套1采用导磁性较弱的材料，并通过粉末冶金技术和转子铁芯2组件一体成型；有效降低了轴套1处漏磁严重的问题；最后再将转子铁芯2，轴套1和永磁体3通过注塑一体成型，增加了转子结构强度；更进一步地，为了提高注塑体4的结构强度，轴套1和转子结构上设置有注塑孔25，注塑孔25可通过塑封材料进行注塑以固定转子铁芯2、轴套1和永磁体3。转子铁芯2上有若干定位孔24，采用粉末冶金和注塑工艺时可对转子铁芯2进行定位。

如图9和图10所示，单片充磁即磁钢先充磁后装配，单片充磁的反电势可以直观的体现出转子铁芯2的漏磁大小，本发明将轴套1和转子铁芯2相分离，通过粉末冶金技术将轴套1和转子铁芯2一体成型，且轴套1采用导磁性较弱的材料，有效降低了轴套1处漏磁，单片充磁反电势较现有内置式电机提高了11.2％。

针对现有轴套处流通漏磁较大的问题，本申请提出一种新的转子组件，相较于传统内置式转子，该方案显著增加了轴套1部的磁路磁阻，有效减小了该处的漏磁，且结构更加可靠，材料利用率更高。同时转子铁芯2的凸出部23也对永磁体3起到更好的支撑和限位作用，永磁体3安装更加方便，转子各个零部件形位公差相对更小，电机一致性也更高。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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元件必须具有特定的方位、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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：

轴套，所述轴套的材料为弱导磁材料；

多个转子铁芯，所述多个转子铁芯沿所述轴套的周向间隔布置，相邻两个所述转子铁芯之间形成安装槽，所述转子铁芯包括凸出部，所述凸出部与所述轴套相连，任意两个所述凸出部之间具有间隔距离；

多个永磁体，所述永磁体设在所述安装槽内，所述多个永磁体和所述多个转子铁芯沿所述轴套的周向依次交替排布；

多个限位凸台，所述限位凸台设在所述轴套的外周壁上且沿所述轴套的轴向延伸，所述永磁体和所述转子铁芯均位于所述限位凸台的外侧，所述限位凸台分为多对，多对所述限位凸台沿所述轴套的周向间隔布置，每对所述限位凸台之间形成第一凹槽；

注塑体，所述轴套、所述转子铁芯、所述永磁体和所述注塑体一体注塑成型；

所述永磁体邻近所述轴套一端的端面，与每对所述限位凸台的每一个限位凸台连接在一起。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，相邻的两对所述限位凸台之间形成第二凹槽，所述凸出部卡接在所述第二凹槽内。

3.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯还包括扇形部和连接部，所述连接部的一端与所述扇形部相连，所述连接部的另一端与所述凸出部相连。

4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，所述扇形部的横截面的外周轮廓包括多段依次首尾相连的曲线，且大体上呈弧形。

5.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述轴套为粉末冶金材料，所述轴套通过粉末冶金工艺和所述转子铁芯一体成型。

6.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述注塑体包括第一注塑体、第二注塑体、连接注塑体，所述第一注塑体设在所述轴套轴向上的一端，所述第二注塑体设在所述轴套轴向上的第二端，所述第一注塑体和所述第二注塑体通过所述连接注塑体相连。

7.根据权利要求6所述的转子组件，其特征在于，所述连接注塑体包括第一连接注塑体、第二连接注塑体和第三连接注塑体，所述转子铁芯上设有注塑孔，所述注塑孔沿所述转子铁芯的轴向延伸，所述第一连接注塑体填充于所述注塑孔内，所述第二连接注塑体填充于所述第一凹槽内和所述永磁体与所述限位凸台之间的间隙内，所述第三连接注塑体填充于相邻的两个转子铁芯和位于所述相邻的两个转子铁芯之间的永磁体的远离所述轴套的一端所限定出的空间内。

8.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述注塑体上设有多个平衡孔，所述平衡孔沿所述注塑体的轴向延伸，所述多个所述平衡孔沿所述注塑体的周向间隔布置。

9.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯上设有定位孔，所述定位孔沿所述转子铁芯的轴向延伸。

10.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的转子组件。

11.一种家用电器，其特征在于，包括根据权利要求10所述的电机。

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