CN115065181A - 转子组件和电机 - Google Patents

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CN115065181A CN202210665858.4A CN202210665858A CN115065181A CN 115065181 A CN115065181 A CN 115065181A CN 202210665858 A CN202210665858 A CN 202210665858A CN 115065181 A CN115065181 A CN 115065181A
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徐飞
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吴越虹
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Servotronix Motion Control Shenzhen Co ltd
Midea Welling Motor Technology Shanghai Co Ltd
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Abstract

本发明提供了一种转子组件和电机，转子组件包括转子铁芯和多组永磁组件；转子铁芯沿周向设置有多个安装槽；多组永磁组件分别设置于多个安装槽内，多组永磁组件中每组永磁组件包括至少两个第一永磁体和第二永磁体；第二永磁体沿转子铁芯的周向布置；至少两个第一永磁体位于第二永磁体在周向上的两侧，由第二永磁体向转子铁芯的周向边缘延伸。本发明所提供的转子组件，由于第一永磁体和第二永磁体均设置于同一个安装槽内，使得第一永磁体和第二永磁体之间没有隔磁桥，进而减少转子组件的漏磁，缓解转子组件的漏磁现象。

Description

转子组件和电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种转子组件和电机。
背景技术
目前，永磁电机具有结构简单、可靠，效率高和功率密度大等优点，应用十分广泛。在相关技术中，永磁电机的专利包括铁芯和永磁体，为便于对永磁体进行安装和固定，可将永磁体内置于转子铁芯的内部。但由于相邻的永磁体之间存在隔磁桥，使得转子的漏磁现象较为严重。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
为此，本发明的第一方面提出一种转子组件。
本发明的第二方面提出一种电机。
有鉴于此，本发明的第一方面提供了一种转子组件，包括转子铁芯和多组永磁组件；转子铁芯沿周向设置有多个安装槽；多组永磁组件分别设置于多个安装槽内，多组永磁组件中每组永磁组件包括至少两个第一永磁体和第二永磁体；第二永磁体沿转子铁芯的周向布置；至少两个第一永磁体位于第二永磁体在周向上的两侧，由第二永磁体向转子铁芯的周向边缘延伸。
本发明所提供的转子组件，包括转子铁芯和多组永磁组件，在转子铁芯上设置有多个安装槽，多组永磁组件中每组永磁组件对应设置于多个安装槽中的一个安装槽内，实现永磁组件的安装和固定。多组永磁组件中每组永磁组件包括至少两个第一永磁体和第二永磁体，第二永磁体沿转子铁芯的周向布置，至少两个第一永磁体位于第二永磁体在周向上的两侧，至少两个第一永磁体中每个第一永磁体的第一端朝向相邻的第二永磁体之间的间隙，至少两个第一永磁体中每个第一永磁体的第二端朝向转子铁芯的边缘。由于第一永磁体和第二永磁体均设置于同一个安装槽内，使得第一永磁体和第二永磁体之间没有隔磁桥，进而减少转子组件的漏磁，缓解转子组件的漏磁现象。由于减少了转子组件漏磁，进而提升了电机输出转矩，实现对电机性能的优化。
通过将至少两个第一永磁体和第二永磁体设置于同一个安装槽内能够减少转子组件的漏磁，提升了第一永磁体和第二永磁体的利用率，减少了第一永磁体和第二永磁体的永磁材料的浪费，在不增加永磁组件成本的同时提升电机的转矩，进而改善了电机的电磁性能，提升了电机的品质。
将第一永磁体和第二永磁体均设置于同一个安装槽的同时，将多个第二永磁体沿转子铁芯的周向布置，将至少两个第一永磁体布置于第二永磁体在周向上的两侧，并且将至少两个第一永磁体中每个第一永磁体的第一端朝向相邻的第二永磁体之间的间隙，至少两个第一永磁体中每个第一永磁体的第二端朝向转子铁芯的边缘，在实现对第一永磁体和第二永磁体安装和固定的同时，使得第一永磁体和第二永磁体的布置方式更合理，提升转子铁芯上空间的利用率，进而能够在转子铁芯有限的空间内布置更多的第一永磁体和第二永磁体，进一步提升电机的性能。
另外，本发明提供的上述技术方案中的转子组件还可以具有如下附加技术特征：
在本发明的一个技术方案中，安装槽包括至少两个第一槽和第二槽；至少两个第一永磁体分别位于至少两个第一槽内；第二永磁体设置于第二槽内；其中，至少两个第一槽中每个第一槽的第一侧与第二槽连通，第二侧向转子铁芯的周向边缘延伸。
在该技术方案中，安装槽包括至少两个第一槽和第二槽，第一槽和第二槽分别与第一永磁体和第二永磁体对应设置，进而实现对第一永磁体和第二永磁体的安装和固定，提升第一永磁体和第二永磁体的稳定性。
进一步地，第一槽的数量为两个，两个第一槽分别位于第二槽的两侧，两个第一槽与第二槽呈U形或Y形排列，两个第一永磁体和第二永磁体与两个第一槽和第二槽对应设置。每个第一槽均延伸至第二槽在转子铁芯周向上的侧方，两个第一永磁体中每个第一永磁体不延伸至第二永磁体在周向上的侧方。在两个第一永磁体分别安装于两个第一槽内，且第二永磁体安装于第二槽内时，两个第一槽中每个第一槽位于第二槽在周向上的侧方的部分不设置第一永磁体，该部分第一槽可填充空气或填充不良导磁材料，进而进一步增加转子铁芯的强度。
在本发明的一个技术方案中，转子铁芯包括铁芯本体和隔磁桥；多个安装槽设置于铁芯本体；隔磁桥沿铁芯本体的边缘设置，与第一槽相对。
在该技术方案中，转子铁芯包括铁芯本体，多个安装槽设置于铁芯本体，在铁芯本体上与第一槽相对的边缘处设置有隔磁桥。将隔磁桥设置于与铁芯本体上与第一槽相对的边缘位置，能够提高转子铁芯的强度，也可以部分地断开以便进一步减小转子组件漏磁，进而提升电机的输出转矩。
在本发明的一个技术方案中，多个安装槽中相邻安装槽之间的宽度小于第一永磁体在周向上的长度。
在该技术方案中，多个安装槽中相邻安装槽之间的宽度大于第一永磁体在周向上的长度，使得多个安装槽在转子铁芯的周向上分布更合理，提升转子铁芯在周向上空间的利用率。
在本发明的一个技术方案中，第一永磁体为稀土永磁体，第一永磁体的最大磁能积大于第二永磁体的最大磁能积。
在该技术方案中，第一永磁体设置为稀土永磁体，将第二永磁体设置为最大磁能积小于第一永磁体的最大磁能积的永磁材料，进而使得第二永磁体的材料与第一永磁体的材料不同，并且使得第二永磁体的材料单价低于第一永磁体的材料单价。
将第一永磁体和第二永磁体设置在材料不同的永磁体，并且将材料不同的第一永磁体和第二永磁体设置于同一个安装槽内，能够在不降低电机转矩的同时，降低永磁组件的材料成本，进而降低电机的材料成本。
在本发明的一个技术方案中，安装槽还包括第三槽，第三槽位于第一槽靠近转子铁芯边缘的一侧，沿周向延伸，与第一槽连通。
在该技术方案中，安装槽还包括第三槽，第三槽沿转子铁芯的边缘延伸，并且位于第一槽靠近转子边缘的一侧，且第三槽与第一槽连通。第一槽能够增加位于第一槽远离第二槽一侧的隔磁桥的长度，进而减少转子组件的漏磁，提升电机反电势，增大电机的输出转矩。
在本发明的一个技术方案中，第一永磁体在径向上的长度为第一长度，第一永磁体在周向上的长度为第二长度，第二永磁体在径向上的长度为第三长度；第一长度大于第二长度；和/或第三长度大于第二长度。
在该技术方案中，第一永磁体在径向上的长度大于第一永磁体在周向上的长度，能够提升第一永磁体的磁钢利用率，进而提升第一永磁体的磁通。
第二永磁体在径向上的长度大于第一永磁体在周向上的长度为第二长度，能够提高第二永磁体的抗退磁能力，延长电机的使用寿命，提升电机在工作过程中的稳定性。
在本发明的一个技术方案中，第一永磁体的截面积与第二永磁体的截面积的比值大于等于0.3，且小于等于3；和/或第一永磁体的截面积与剩磁的乘积为第一值，第二永磁体的截面积与剩磁的乘积为第二值，第一值与第二值的比值大于0.5，且小于等于15。
在该技术方案中，第一永磁体的截面积与第二永磁体的截面积的比值为0.3至3，使得第一永磁体和第二永磁体的分配比例更合理，进而在确保电机性能的同时，降低电机的成本，提升电机的性价比。
第一永磁体的截面积与剩磁的乘积与第二永磁体的截面积与剩磁的乘积之间的比值为0.5至15，也可使得第一永磁体和第二永磁体的分配比例更合理，进而在确保电机性能的同时，降低电机的成本，提升电机的性价比。
在本发明的一个技术方案中，第一永磁体与转子铁芯的轴线之间的最小距离为第一距离，第二永磁体与轴线之间的最大距离为第二距离，第一永磁体在径向上的长度为第一长度；第二距离与第一距离的差值大于0，且小于0.2倍的第一长度；或第二距离与第一距离的差值小于0。
在该技术方案中，第二永磁体与轴线之间的最大距离与第一永磁体与转子铁芯的轴线之间的最小距离的差值为0至0.2倍的第一永磁体在径向上的长度，减少第一永磁体和第二永磁体在转子铁芯的径向上的重叠，进而降低因第一永磁体和第二永磁体在转子铁芯的径向上重叠而造成的第一永磁体和第二永磁体的浪费，进一步提升第一永磁体和第二永磁体的布局的合理性，实现对转子组件的磁路的优化。
在本发明的一个技术方案中，转子铁芯在垂直于轴向上的截面的边缘包括多组曲线组，多组曲线组沿截面的周向分布，多组曲线组中每组曲线组包括圆弧段和/或直线段。
在该技术方案中，通过将转子的边缘设置为由多组曲线依次连接而成，并且将每组曲线组设置多段圆弧段或圆弧段加直线段的组成方式，降低了电机的转矩脉动，进而降低电机的反电势谐波。
在本发明的一个技术方案中，圆弧段的数量为多段，多段圆弧段中至少一段圆弧段的圆心偏离转子铁芯的轴线。
在该技术方案中，将至少一段圆弧段的圆心设置为偏离转子铁芯的轴线，能够进一步降低电机的转矩脉动，进而降低电机的反电势谐波。
在本发明的一个技术方案中，安装槽还包括第四槽，第四槽与第二槽连通，与第二永磁体的角部相对。
在该技术方案中，安装槽还包括第四槽，第四槽设置于转子铁芯上，位于与第二永磁体的角部相对的位置，且第四槽与第二槽连通。通过第四槽降低第二永磁体角部退磁的程度，提升第二永磁体在电机工作过程中的稳定性，进而提升电机性能的稳定性。
在本发明的一个技术方案中，多个安装槽中相邻安装槽中的第一永磁体之间的夹角小于等于15度。
在该技术方案中，多个安装槽中相邻安装槽中的第一永磁体之间的夹角小于等于15度，使得第一永磁体的设置位置更灵活。
在本发明的一个技术方案中，转子铁芯还包括第一定位部和第二定位部；第一定位部与铁芯本体连接，设置于第一槽内，凸出于第一槽的内壁；第二定位部与铁芯本体连接，设置于第二槽内，凸出于第二槽的内壁。
在该技术方案中，第一定位部设置于第一槽内，第一永磁体放置于第一槽中时，可通过第一定位部对第一永磁体进行定位和固定，提升第一永磁体位置准确性的同时，使得第一永磁体能够更稳定地嵌于第一槽内。
第二定位部设置于第二槽内，第二永磁体放置于第二槽中时，可通过第二定位部对第二永磁体进行定位和固定，提升第二永磁体位置准确性的同时，使得第二永磁体能够更稳定地嵌于第二槽内。
在本发明的一个技术方案中，转子铁芯还包括凸起或凹槽，凸起或凹槽设置于铁芯本体的周向侧壁上，沿轴向延伸。
在该技术方案中，转子铁芯还包括凸起或凹槽，凸起或凹槽沿转子铁芯的轴向设置于铁芯本体的周向侧壁上，进一步改善电机的谐波分布情况。
本发明第二方面提供了一种电机，包括如上述任一技术方案的转子组件，因此该电机具备上述任一技术方案的转子组件的全部有益效果。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，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示出了根据本发明的一个实施例的转子组件的结构示意图之一；
图2示出了根据本发明的一个实施例的转子组件的结构示意图之二；
图3示出了根据本发明的一个实施例的转子铁芯的结构示意图；
图4示出了根据本发明的一个实施例的转子组件的局部结构示意图之一；
图5示出了根据本发明的一个实施例的转子组件的局部结构示意图之二；
图6示出了根据本发明的一个实施例的输出转矩随宽度Wr变化示意图；
图7示出了根据本发明的一个实施例的输出转矩随夹角a变化示意图；
图8示出了根据本发明的一个实施例的转子组件的局部结构示意图之三；
图9示出了根据本发明的一个实施例的转子组件的局部结构示意图之四；
图10示出了根据本发明的一个实施例的电机的结构示意图。
其中，图1至图10中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
100转子铁芯，110铁芯本体，120隔磁桥，130连接部，200安装槽，210第一槽，220第二槽，300永磁组件，310第一永磁体，320第二永磁体，400定子铁芯，410定子齿，420定子槽，430定子轭，500定子绕组。
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至图10描述根据本发明一些实施例的转子组件和电机。
在本发明的一个实施例中，如图1和图2所示，提供了一种转子组件，包括转子铁芯100和多组永磁组件300；转子铁芯100沿周向设置有多个安装槽200；多组永磁组件300分别设置于多个安装槽200内，多组永磁组件300中每组永磁组件300包括至少两个第一永磁体310和第二永磁体320；第二永磁体320沿转子铁芯100的周向布置；至少两个第一永磁体310位于第二永磁体320在周向上的两侧，由第二永磁体320向转子铁芯100的周向边缘延伸。
在该实施例中，转子组件包括转子铁芯100和多组永磁组件300，在转子铁芯100上设置有多个安装槽200，多组永磁组件300中每组永磁组件300对应设置于多个安装槽200中的一个安装槽200内，实现永磁组件300的安装和固定。多组永磁组件300中每组永磁组件300包括至少两个第一永磁体310和第二永磁体320，第二永磁体320沿转子铁芯100的周向布置，至少两个第一永磁体310位于第二永磁体320在周向上的两侧，至少两个第一永磁体310中每个第一永磁体310的第一端朝向相邻的第二永磁体320之间的间隙，至少两个第一永磁体310中每个第一永磁体310的第二端朝向转子铁芯100的边缘。由于第一永磁体310和第二永磁体320均设置于同一个安装槽200内，使得第一永磁体310和第二永磁体320之间没有隔磁桥120，进而减少转子组件的漏磁，缓解转子组件的漏磁现象。由于减少了转子组件漏磁，进而提升了电机输出转矩，实现对电机性能的优化。
通过将至少两个第一永磁体310和第二永磁体320设置于同一个安装槽200内能够减少转子组件的漏磁，提升了第一永磁体310和第二永磁体320的利用率，减少了第一永磁体310和第二永磁体320的永磁材料的浪费，在不增加永磁组件300成本的同时提升电机的转矩，进而改善了电机的电磁性能，提升了电机的品质。
将第一永磁体310和第二永磁体320均设置于同一个安装槽200的同时，将多个第二永磁体320沿转子铁芯100的周向布置，将至少两个第一永磁体310布置于第二永磁体320在周向上的两侧，并且将至少两个第一永磁体310中每个第一永磁体310的第一端朝向相邻的第二永磁体320之间的间隙，至少两个第一永磁体310中每个第一永磁体310的第二端朝向转子铁芯100的边缘，在实现对第一永磁体310和第二永磁体320安装和固定的同时，使得第一永磁体310和第二永磁体320的布置方式更合理，提升转子铁芯100上空间的利用率，进而能够在转子铁芯100有限的空间内布置更多的第一永磁体310和第二永磁体320，进一步提升电机的性能。
转子组件设置有第一永磁体310和第二永磁体320，第一永磁体310和第二永磁体320在定子组件所产生的磁场的作用下，带动转子组件旋转，并且由于转子组件设置有第一永磁体310和第二永磁体320，使得电机具备更大的输出转矩，进而提升电机的性能。
具体地，至少两个第一永磁体310的数量为两个，两个第一永磁体310分别位于第二永磁体320在周向上的两侧。
具体地，同一组永磁组件300中的两个第一永磁体310和一个第二永磁体320呈U形分布，相邻两组永磁组件300中的两个第二永磁体320和两个第二永磁体320之间的一个第一永磁体310呈Y形或T形分布。
多组永磁组件300中的多个第二永磁体320沿转子铁芯100的周向呈环状分布。
具体地，第一永磁体310在转子铁芯100的径向上的截面呈矩形。第二永磁体320在转子铁芯100的径向上的截面呈矩形。
具体的，第二永磁体320的截面也可为多边形，包括但不限于梯形、平行四边形，和六边形，便于充分利用转子空间，灵活布置永磁体。
具体地，永磁体的充磁方向为N极朝向的方向，也即磁力线发出的方向。对于充磁方向不是单一方向的永磁体，规定永磁体的充磁方向为N极朝向的方向，或磁力线发出的平均方向，即平均充磁方向，或对称结构永磁体对称轴位置磁力线发出的方向。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图1至图3所示，安装槽200包括至少两个第一槽210和第二槽220；至少两个第一永磁体310分别位于至少两个第一槽210内；第二永磁体320设置于第二槽220内；其中，至少两个第一槽210中每个第一槽210的第一侧与第二槽220连通，第二侧向转子铁芯100的周向边缘延伸。
在该实施例中，安装槽200包括至少两个第一槽210和第二槽220，第一槽210和第二槽220分别与第一永磁体310和第二永磁体320对应设置，进而实现对第一永磁体310和第二永磁体320的安装和固定，提升第一永磁体310和第二永磁体320的稳定性。
进一步地，第一槽210的数量为两个，两个第一槽210分别位于第二槽220的两侧，两个第一槽210与第二槽220呈U形或Y形排列，两个第一永磁体310和第二永磁体320与两个第一槽210和第二槽220对应设置。每个第一槽210均延伸至第二槽220在转子铁芯100周向上的侧方，两个第一永磁体310中每个第一永磁体310不延伸至第二永磁体320在周向上的侧方。在两个第一永磁体310分别安装于两个第一槽210内，且第二永磁体320安装于第二槽220内时，两个第一槽210中每个第一槽210位于第二槽220在周向上的侧方的部分不设置第一永磁体310，该部分第一槽210可填充空气或填充不良导磁材料，进而进一步增加转子铁芯100的强度。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图3所示，转子铁芯100包括铁芯本体110和隔磁桥120；多个安装槽200设置于铁芯本体110；隔磁桥120沿铁芯本体110的边缘设置，与第一槽210相对。
在该实施例中，转子铁芯100包括铁芯本体110，多个安装槽200设置于铁芯本体110，在铁芯本体110上与第一槽210相对的边缘处设置有隔磁桥120。将隔磁桥120设置于与铁芯本体110上与第一槽210相对的边缘位置，能够提高转子铁芯100的强度，也可以部分地断开以便进一步减小转子组件漏磁，进而提升电机的输出转矩。
具体地，第一槽210靠近转子铁芯100外缘的一端与转子铁芯100的外缘形成隔磁桥120，该隔磁桥120可以是转子铁芯上的一部分，隔磁桥120也可以断开并由空气或其他不良导磁材料填充。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图4和图5所示，多个安装槽200中相邻安装槽200之间的宽度小于第一永磁体310在周向上的长度。
在该实施例中，多个安装槽200中相邻安装槽200之间的宽度大于第一永磁体310在周向上的长度，使得多个安装槽200在转子铁芯的周向上分布更合理，提升转子铁芯100在周向上空间的利用率。
具体地，相连的两个安装槽200之间形成连接部130，连接部130在转子铁芯100的周向上的最大宽度Wr小于第一永磁体310在充磁方向上的宽度，即连接部130在转子铁芯100的周向上的最大宽度Wr小于第一永磁体310在周向上的第二长度H1。
进一步地，如图6所示，随着多个安装槽200中相邻安装槽200之间的宽度增大，电机的输出转矩逐渐下降，将宽度Wr限定在Wr<H1以内，电机可获得较大的输出转矩。
进一步地，连接部130的最大宽度等于0.6倍的第一永磁体310在充磁方向上的宽度，即Wr＝0.6×H1。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
第一永磁体310为稀土永磁体，第一永磁体310的最大磁能积大于第二永磁体320的最大磁能积。
在该实施例中，第一永磁体310设置为稀土永磁体，将第二永磁体320设置为最大磁能积小于第一永磁体310的最大磁能积的永磁材料，进而使得第二永磁体320的材料与第一永磁体310的材料不同，并且使得第二永磁体320的材料成单价于第一永磁体310的材料单价。
将第一永磁体310和第二永磁体320设置在材料不同的永磁体，并且将材料不同的第一永磁体310和第二永磁体320设置于同一个安装槽200内，能够在不降低电机转矩的同时，降低永磁组件300的材料成本，进而降低电机的材料成本。
具体的，第一永磁体310的材料和第二永磁体320的材料不同，其中第一永磁体310的材料为具有更高的最大磁能积的稀土永磁，第二永磁体320的材料的最大磁能积低于第一永磁体310。
第一永磁体310的材料为钕铁硼，其最大磁能积大于200KJ/m3，第二永磁体320的材料为铁氧体，其最大磁能积小于100KJ/m3，第一永磁体310的最大磁能积远远高于第二永磁体320的最大磁能积。
最大磁能积作为衡量永磁体磁性能强弱的重要参数，指的是永磁材料退磁曲线上磁感应强度和磁场强度乘积的最大值，通常最大磁能积越大就表示永磁材料的磁性能越强。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
安装槽200还包括第三槽，第三槽位于第一槽210靠近转子铁芯100边缘的一侧，沿周向延伸，与第一槽210连通。
在该实施例中，安装槽200还包括第三槽，第三槽沿转子铁芯100的边缘延伸，并且位于第一槽210靠近转子边缘的一侧，且第三槽与第一槽210连通。第一槽210能够增加位于第一槽210远离第二槽220一侧的隔磁桥120的长度，进而减少转子组件的漏磁，提升电机反电势，增大电机的输出转矩。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图4和图5所示，第一永磁体310在径向上的长度为第一长度W1，第一永磁体310在周向上的长度为第二长度H1，第二永磁体320在径向上的长度为第三长度H2；第一长度W1大于第二长度H1；和/或第三长度H2大于第二长度H1。
在该实施例中，第一永磁体310在径向上的长度大于第一永磁体310在周向上的长度，能够提升第一永磁体310的磁钢利用率，进而提升第一永磁体310的磁通。
第二永磁体320在径向上的长度大于第一永磁体310在周向上的长度为第二长度H1，能够提高第二永磁体320的抗退磁能力，延长电机的使用寿命，提升电机在工作过程中的稳定性。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
第一永磁体310的截面积与第二永磁体320的截面积的比值大于等于0.3，且小于等于3；和/或第一永磁体310的截面积与剩磁的乘积为第一值，第二永磁体320的截面积与剩磁的乘积为第二值，第一值与第二值的比值大于0.5，且小于等于15。
在该实施例中，第一永磁体310的截面积与第二永磁体320的截面积的比值为0.3至3，使得第一永磁体310和第二永磁体320的分配比例更合理，进而在确保电机性能的同时，降低电机的成本，提升电机的性价比。
第一永磁体310的截面积与剩磁的乘积与第二永磁体320的截面积与剩磁的乘积之间的比值为0.5至15，也可使得第一永磁体310和第二永磁体320的分配比例更合理，进而在确保电机性能的同时，降低电机的成本，提升电机的性价比。
具体地，第一永磁体310的截面积为第一永磁体310在转子铁芯100的径向上的截面的面积。第二永磁体320的截面积为第二永磁体320在转子铁芯100的径向上的截面的面积。
具体地，第一永磁体310的截面积S1＝50mm2，其室温下剩磁Br1＝1.2T，乘积为K1＝60mm2T；第二永磁体320的截面积S2＝100mm2，其室温下剩磁Br2＝0.4T，乘积为K2＝40mm2T，K1和K2大小关系满足0.5<K1/K2<15。
进一步地，K1和K2的比值为K1/K2＝1.5。
第一永磁体310的截面积S1与所述第二永磁体320的截面积S2的比值满足0.3<S1/S2<3。
进一步地，S1/S2＝0.5。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图4所示，第一永磁体310与转子铁芯100的轴线之间的最小距离为第一距离R1，第二永磁体320与轴线之间的最大距离为第二距离R2，第一永磁体310在径向上的长度为第一长度W1；第二距离R2与第一距离R1的差值大于0，且小于0.2倍的第一长度W1；或第二距离R2与第一距离R1的差值小于0。
在该实施例中，第二永磁体320与轴线之间的最大距离与第一永磁体310与转子铁芯100的轴线之间的最小距离的差值为0至0.2倍的第一永磁体310在径向上的长度，减少第一永磁体310和第二永磁体320在转子铁芯100的径向上的重叠，进而降低因第一永磁体310和第二永磁体320在转子铁芯100的径向上重叠而造成的第一永磁体310和第二永磁体320的浪费，进一步提升第一永磁体310和第二永磁体320的布局的合理性，实现对转子组件的磁路的优化。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
转子铁芯100在垂直于轴向上的截面的边缘包括多组曲线组，多组曲线组沿截面的周向分布，多组曲线组中每组曲线组包括圆弧段和/或直线段。
在该实施例中，通过将转子的边缘设置为由多组曲线依次连接而成，并且将每组曲线组设置多段圆弧段或圆弧段加直线段的组成方式，降低了电机的转矩脉动，进而降低电机的反电势谐波。
具体地，转子铁芯的截面外缘为多段弧线组成的复合曲线，或者为多段弧线与直线组成的复合曲线，复合曲线沿转子铁芯的圆周方向周期性重复，重复的周期数等于第一永磁体310的数量。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
圆弧段的数量为多段，多段圆弧段中至少一段圆弧段的圆心偏离转子铁芯100的轴线。
在该实施例中，将至少一段圆弧段的圆心设置为偏离转子铁芯100的轴线，能够进一步降低电机的转矩脉动，进而降低电机的反电势谐波。
具体地，复合曲线在一个重复周期内至少包括一条直线或一条偏心圆弧，偏心圆弧的圆心不在转子组件的旋转中心上。
可选地，转子铁芯的截面外缘也可为圆形，其圆心在转子组件的旋转中心上。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图8和图9所示，第一永磁体310的充磁方向为切向充磁，即第一永磁体310沿转子圆周方向充磁，且圆周方向上相邻的两个第一永磁体310的充磁方向相反，分别沿转子圆周顺时针方向和逆时针方向。
具体地，转子铁芯100上设置有多组永磁组件300，多组永磁组件300中每组永磁组件300包括两个第一永磁体310和一个第二永磁体320，同一组永磁组件300中的两个第一永磁体310均沿转子铁芯100的切向充磁，且同一组永磁组件300中的两个第一永磁体310的充磁方向相反，同一组永磁组件300中的两个第一永磁体310中一个第一永磁体310沿顺时针方向充磁，同一组永磁组件300中的两个第一永磁体310中另一个第一永磁体310沿顺时针方向充磁。
具体地，图8和图9中箭头所示方向为第一永磁体310和第二永磁体320的充磁方向。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图8和图9所示，第一永磁体310所包括的两个第一永磁体310子永磁体的充磁方向的夹角成锐角，并且其平均充磁方向为切向，即沿转子的圆周方向，且圆周方向上相邻的两个第一永磁体310的平均充磁方向相反，分别沿转子圆周顺时针方向和逆时针方向；在此基础上为便于描述，将第一永磁体310所包括的两个第一永磁体310子永磁体的平均充磁方向规定为该第一永磁体310的充磁方向。
具体地，在两组相邻的永磁组件300中包括两个相邻的第一永磁体310，两个相邻的第一永磁体310的充磁方向均为转子铁芯100的切向，并且两个相邻的第一永磁体310的充磁方向相反，两个相邻的第一永磁体310的充磁方向中一个第一永磁体310的充磁方向沿逆时针方向，另一个第一永磁体310的充磁方向沿顺时针方向。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图8和图9所示，第二永磁体320的充磁方向为径向平行充磁，即沿平行于转子直径的方向充磁，且圆周方向上相邻的两个第二永磁体320的充磁方向相反，分别指向转子中心和转子外缘。
具体地，转子铁芯100的周向上设置有多组永磁组件300，多组永磁组件300中每组永磁组件300均包括一个第二永磁体320，即沿转子铁芯100的周向上设置有多个第二永磁体320。多个第二永磁体320中相邻的两个第二永磁体320的充磁方向相反，相邻的两个第二永磁体320中一个第二永磁的充磁方向由转子铁芯100的中心指向转子铁芯100的边缘，相邻的两个第二永磁体320中一个第二永磁的充磁方向由转子铁芯100的边缘指向转子铁芯100的中心。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图8和图9所示，第一永磁体310的充磁方向和第二永磁体320的充磁方向满足以下要求：相邻两个第一永磁体310及位于其中间位置的一个第二永磁体320构成U形分布，当相邻两个第一永磁体310的充磁方向指向U形内侧，则它们中间位置的一个第二永磁体320的充磁方向也指向U形内侧；当相邻两个第一永磁体310的充磁方向指向U形外侧，则它们中间位置的一个第二永磁体320的充磁方向也指向U形外侧。
具体地，多组永磁组件300中每组永磁组件300均包括两个第一永磁体310和一个第二永磁体320，两个第一永磁体310相对于一个第二永磁体320更远离转子铁芯100的中心。
相邻的两组永磁组件300中，第一组永磁组件300包括两个第一永磁体310和一个第二永磁体320，两个第一永磁体310的相对充磁，即两个第一永磁体310中第一个第一永磁体310的充磁方向为由第一个第一永磁体310指向第二个第一永磁体310，第二个第一永磁体310的充磁方向为由第二个第一永磁体310指向第一个第一永磁体310，第二永磁体320的充磁方向由转子铁芯100的中心指向转子铁芯100的边缘。
相邻的两组永磁组件300中，第二组永磁组件300包括两个第一永磁体310和一个第二永磁体320，两个第一永磁体310的相背充磁，即两个第一永磁体310中第一个第一永磁体310的充磁方向为由第一个第一永磁体310指向背离第二个第一永磁体310的方向，第二个第一永磁体310的充磁方向为由第二个第一永磁体310指向背离第一个第一永磁体310的方向，第二永磁体320的充磁方向由转子铁芯100的边缘指向转子铁芯100的中心。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
转子铁芯设置有至少一个孔或狭缝或冲片铆扣点。
在该实施例中，转子铁芯100包括多个转子冲片，多个转子冲片叠设为转子铁芯100，多个转子冲片中每个转子冲片上均设置有至少一个孔、狭缝或冲片铆扣点，多个转子冲片通过至少一个孔、狭缝或冲片铆扣点连接。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
转子铁芯的轴向长度、第一永磁体310的轴向长度以及第二永磁体320的轴向长度，三者可以相同、也可以不相同，以便利用端部效应。
具体地，转子铁芯的轴向长度、第一永磁体310的轴向长度以及第二永磁体320的轴向长度相同，并且在装配转子铁芯、第一永磁体310和第二永磁体320时在转子铁芯100的轴向上对齐。
转子铁芯的轴向长度、第一永磁体310的轴向长度以及第二永磁体320的轴向长度不同相同，并且在装配转子铁芯、第一永磁体310和第二永磁体320时在转子铁芯100的轴向上装配转子铁芯的端部、第一永磁体310的端部和第二永磁体320的端部交错排列。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
安装槽200还包括第四槽，第四槽与第二槽220连通，与第二永磁体320的角部相对。
在该实施例中，安装槽200还包括第四槽，第四槽设置于转子铁芯100上，位于与第二永磁体320的角部相对的位置，且第四槽与第二槽220连通。通过第四槽降低第二永磁体320角部退磁的程度，提升第二永磁体320在电机工作过程中的稳定性，进而提升电机性能的稳定性。
进一步地，安装槽200还包括第五槽，第五槽设置于转子铁芯100上，位于与第一永磁体310的角部相对的位置，且第五槽与第一槽210连通。通过第五槽降低第一永磁体310角部退磁的程度和降低第一永磁体310角部退磁的概率，提升第一永磁体310在电机工作过程中的稳定性，进而提升电机性能的稳定性。
具体地，第四槽为沿转子铁芯100轴向上设置的贯通孔，且在第四槽的侧方与第二槽220连通。第五槽也为沿转子铁芯100轴向上设置的贯通孔，且在第五槽的侧方与第一槽210连通。
具体的，第一槽210在第一永磁体310角部所在位置设置第五槽，可使第一永磁体310角部和第一槽210之间形成空气泡，或由第一永磁体310和第二永磁体320外的其他材料填充，起到保护永磁体的作用。
第二槽220在第二永磁体320角部所在位置设置第四槽，可使第二永磁体320角部和第二槽220之间形成空气泡，或由第一永磁体310和第二永磁体320外的其他材料填充，起到保护永磁体的作用。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图4和图5所示，多个安装槽200中相邻安装槽200中的第一永磁体310之间的夹角a小于等于15度。
在该实施例中，多个安装槽200中相邻安装槽200中的第一永磁体310之间的夹角a小于等于15度，使得第一永磁体310的设置位置更灵活。
进一步地，如图7所示，随着多个安装槽200中相邻安装槽200中的第一永磁体310之间的夹角a增大，电机的输出转矩逐渐下降，将夹角a设置在15°以内，电机可获得较大的输出转矩。
具体地，多个安装槽200中相邻安装槽200中的第一永磁体310之间的夹角a可为0，即多个安装槽200中相邻安装槽200中的第一永磁体310平行设置，且与转子铁芯100的一条直径平行。
多个安装槽200中相邻安装槽200中的第一永磁体310之间的夹角a也可不为0，但小于15度，并且多个安装槽200中相邻安装槽200中的第一永磁体310相对于转子铁芯100的一条直径对称设置。
进一步地，多个安装槽200中相邻安装槽200中的第一永磁体310之间的夹角a为12度。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
转子铁芯100还包括第一定位部和第二定位部；第一定位部与铁芯本体110连接，设置于第一槽210内，凸出于第一槽210的内壁；第二定位部与铁芯本体110连接，设置于第二槽220内，凸出于第二槽220的内壁。
在该实施例中，第一定位部设置于第一槽210内，第一永磁体310放置于第一槽210中时，可通过第一定位部对第一永磁体310进行定位和固定，提升第一永磁体310位置准确性的同时，使得第一永磁体310能够更稳定地嵌于第一槽210内。
第二定位部设置于第二槽220内，第二永磁体320放置于第二槽220中时，可通过第二定位部对第二永磁体320进行定位和固定，提升第二永磁体320位置准确性的同时，使得第二永磁体320能够更稳定地嵌于第二槽220内。
进一步地，第一定位部可沿转子铁芯100的轴向贯通设置，也可沿转转子铁芯100的轴向间隔设置。
本实施例提供了一种转子组件，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
转子铁芯100还包括凸起或凹槽，凸起或凹槽设置于铁芯本体110的周向侧壁上，沿轴向延伸。
在该实施例中，转子铁芯100还包括凸起或凹槽，凸起或凹槽沿转子铁芯100的轴向设置于铁芯本体110的周向侧壁上，进一步改善电机的谐波分布情况。
具体地，转子铁芯100还包括凸起，凸起沿转子铁芯100的侧壁的轴向延伸，位于电子的转子与定子之间的气隙内，凸起的高度小于转子与定子之间的距离，进而避免转子在转动过程中与定子产生刮碰。
具体地，转子铁芯100还包括凹槽，凹槽沿转子铁芯100的侧壁的轴向延伸，位于电子的转子与定子之间的气隙内。
在本发明的一个实施例中，提供了一种电机，包括如上述任一实施例的转子组件，因此该电机具备上述任一实施例的转子组件的全部有益效果。
进一步地，电机为永磁电机。
本发明所提供的电机包括转子组件，根据本发明的转子组件，通过两种永磁体材料的搭配使用，通过合理布置两组永磁体，有效地降低了永磁体的漏磁，并且提高了电机的输出转矩。
本实施例提供了一种电机，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图10所示，电机还包括定子组件和安装在定子组件内腔中的可旋转地转子组件，定子组件内腔和转子组件外缘之间设置有气隙。
本实施例提供了一种电机，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图10所示，定子组件包括定子铁芯400和定子绕组500，其中定子铁芯400包括定子齿410、定子槽420和定子轭430，定子绕组500包括多个定子线圈，定子线圈缠绕在定子齿410上，且它的两条线圈边分别放置在被缠绕的定子齿410两侧相邻的两个定子槽420中。
本实施例提供了一种电机，除上述实施例的技术特征以外，本实施例进一步地包括了以下技术特征。
如图10所示，转子铁芯的轴向长度与定子铁芯400的轴向长度，二者可以相同、也可以不相同，以便利用端部效应。
在本发明的一个实施例中，转子铁芯和定子铁芯400的材料为叠压硅钢片、实心钢、非晶态铁磁复合材料或者软磁复合材料，定子绕组500材料为铜线、铝线或者铜铝混合线。
在本发明的权利要求书、说明书和说明书附图中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非有额外的明确限定，术语“上”、“下”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，仅是为了更方便地描述本发明和使得描述过程更加简便，而不是为了指示或暗示所指的装置或元件必须具有所描述的特定方位、以特定方位构造和操作，因此这些描述不能理解为对本发明的限制；术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，举例来说，“连接”可以是多个对象之间的固定连接，也可以是多个对象之间的可拆卸连接，或一体地连接；可以是多个对象之间的直接相连，也可以是多个对象之间的通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据上述数据地具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的权利要求书、说明书和说明书附图中，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。在本发明的权利要求书、说明书和说明书附图中，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 (16)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：
转子铁芯，所述转子铁芯沿周向设置有多个安装槽；
多组永磁组件，所述多组永磁组件分别设置于所述多个安装槽内，所述多组永磁组件中每组永磁组件包括至少两个第一永磁体和第二永磁体；
所述第二永磁体沿所述转子铁芯的周向布置；
所述至少两个第一永磁体位于所述第二永磁体在周向上的两侧，由所述第二永磁体向所述转子铁芯的周向边缘延伸。
2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述安装槽包括：
至少两个第一槽，所述至少两个第一永磁体分别位于所述至少两个第一槽内；
第二槽，所述第二永磁体设置于所述第二槽内；
其中，所述至少两个第一槽中每个第一槽的第一侧与所述第二槽连通，第二侧向所述转子铁芯的周向边缘延伸。
3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯包括：
铁芯本体，所述多个安装槽设置于所述铁芯本体；
隔磁桥，所述隔磁桥沿所述铁芯本体的边缘设置，与所述第一槽相对。
4.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述多个安装槽中相邻安装槽之间的宽度小于所述第一永磁体在周向上的长度。
5.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，第一永磁体为稀土永磁体，所述第一永磁体的最大磁能积大于所述第二永磁体的最大磁能积。
6.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述安装槽还包括：
第三槽，所述第三槽位于所述第一槽靠近所述转子铁芯边缘的一侧，沿周向延伸，与所述第一槽连通。
7.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第一永磁体在径向上的长度为第一长度，所述第一永磁体在周向上的长度为第二长度，所述第二永磁体在径向上的长度为第三长度；
所述第一长度大于所述第二长度；和/或
所述第三长度大于所述第二长度。
8.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第一永磁体的截面积与所述第二永磁体的截面积的比值大于等于0.3，且小于等于3；和/或
所述第一永磁体的截面积与剩磁的乘积为第一值，所述第二永磁体的截面积与剩磁的乘积为第二值，所述第一值与所述第二值的比值大于0.5，且小于等于15。
9.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第一永磁体与所述转子铁芯的轴线之间的最小距离为第一距离，所述第二永磁体与所述轴线之间的最大距离为第二距离，所述第一永磁体在径向上的长度为第一长度；
所述第二距离与所述第一距离的差值大于0，且小于0.2倍的第一长度；或
所述第二距离与所述第一距离的差值小于0。
10.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯在垂直于轴向上的截面的边缘包括多组曲线组，所述多组曲线组沿所述截面的周向分布，所述多组曲线组中每组曲线组包括圆弧段和/或直线段。
11.根据权利要求10所述的转子组件，其特征在于，所述圆弧段的数量为多段，多段所述圆弧段中至少一段圆弧段的圆心偏离所述转子铁芯的轴线。
12.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述安装槽还包括：
第四槽，所述第四槽与所述第二槽连通，与所述第二永磁体的角部相对。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的转子组件，其特征在于，所述多个安装槽中相邻安装槽中的第一永磁体之间的夹角小于等于15度。
14.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯还包括：
第一定位部，所述第一定位部与所述铁芯本体连接，设置于所述第一槽内，凸出于所述第一槽的内壁；
第二定位部，所述第二定位部与所述铁芯本体连接，设置于所述第二槽内，凸出于所述第二槽的内壁。
15.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯还包括：
凸起或凹槽，所述凸起或所述凹槽设置于所述铁芯本体的周向侧壁上，沿轴向延伸。
16.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1至15中任一项所述的转子组件。
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WO2024093565A1 (zh) * 2022-11-01 2024-05-10 美的威灵电机技术（上海）有限公司 转子组件、电机、电器和车辆

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