CN117767612A - 转子组件和永磁电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种转子组件和永磁电机。该转子组件包括转子铁芯，设有多个磁钢槽，所述磁钢槽中一一对应地设有磁钢；相邻所述磁钢槽之间设有导槽，所述导槽中设有导磁滑块，所述导磁滑块在所述导槽中滑动，以使相邻所述磁钢之间形成磁路或磁障。本申请在相邻磁钢槽之间设置导槽及导磁滑块，导磁滑块移动至两个磁钢之间构成磁路，增大漏磁；离开两个磁钢之间的位置，构成磁障，减少漏磁，实现调节磁通达到弱磁调速的目的。

Description

转子组件和永磁电机

技术领域

本申请属于永磁电机技术领域，具体涉及一种转子组件和永磁电机。

背景技术

永磁电机具有高效率、高功率密度、高控制精度和高可靠性等优势，使得永磁电机得到广泛的应用。

目前大部分永磁电机将永磁材料制作成片状磁钢，内置在转子中，作为磁动势源，永磁材料的磁场磁通较为稳定，然而其固定的磁通给永磁电机的弱磁扩速带来困难，使得永磁同步电机的调速范围受到磁性稳定的永磁体限制。

发明内容

因此，本申请提供一种转子组件和永磁电机，能够解决现有技术中固定的磁通给永磁电机的弱磁扩速带来困难的问题。

为了解决上述问题，本申请提供一种转子组件，包括：

转子铁芯，设有多个磁钢槽，所述磁钢槽中一一对应地设有磁钢；

相邻所述磁钢槽之间设有导槽，所述导槽中设有导磁滑块，所述导磁滑块在所述导槽中滑动，以使相邻所述磁钢之间形成磁路或磁障。

在一些实施方式中，

所述转子组件还包括控制件，用来调控所述导磁滑块在所述导槽中的移动。

在一些实施方式中，

所述控制件包括驱动机构和传动机构，所述驱动机构包括电机，所述传动机构包括由至少两个连杆组成的连杆组，所述电机轴经所述连杆组与所述导磁滑块连接。

在一些实施方式中，

所述连杆组包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端连接于所述电机轴上，另一端与所述第二连杆的一端铰接设置，所述第二连杆的另一端铰接于所述导磁滑块上。

在一些实施方式中，

所述导槽沿所述转子铁芯径向延伸设置，相邻所述磁钢槽以所述导槽为对称设置。

在一些实施方式中，

所述转子铁芯的转速达到预设值时，所述导磁滑块移动至两个所述磁钢之间，以导通两个所述磁钢之间的磁路；所述转子铁芯的转速低于所述预设值时，所述导磁滑块离开两个所述磁钢之间的位置，以使两个所述磁钢之间形成磁障。

在一些实施方式中，

所述转子组件还包括有挡板、电滑环和转轴，所述挡板和所述转子铁芯均套设于所述转轴上，且所述挡板紧贴在所述转子铁芯的轴向端上；所述电机设在所述挡板上，经所述电滑环与外部电源连通。

在一些实施方式中，

所述挡板上设有安装槽，所述电机埋设于所述安装槽中。

在一些实施方式中，

所述电滑环包括动环和定环，所述动环套设于所述转轴上，且穿设于所述定环中，所述动环与所述电机电连接，所述定环与所述外部电源连接。

根据本申请的另一方面，提供了一种永磁电机，包括如上所述的转子组件。

本申请提供的一种转子组件，包括：转子铁芯，设有多个磁钢槽，所述磁钢槽中一一对应地设有磁钢；相邻所述磁钢槽之间设有导槽，所述导槽中设有导磁滑块，所述导磁滑块在所述导槽中滑动，以使相邻所述磁钢之间形成磁路或磁障。

本申请具有如下有益效果：

在相邻磁钢槽之间设置导槽及导磁滑块，导磁滑块移动至两个磁钢之间构成磁路，增大漏磁；离开两个磁钢之间的位置，构成磁障，减少漏磁，实现调节磁通达到弱磁调速的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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的介绍。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。

图1为本申请实施例的转子组件的结构示意图；

图2为本申请实施例的转子铁芯的轴向视图；

图3为本申请实施例的导磁滑块的结构示意图；

图4为本申请实施例的转子铁芯的局部放大图；

图5为本申请实施例的挡板的结构示意图；

图6为本申请实施例的导磁滑块的一种状态示意图；

图7为本申请实施例的导磁滑块的另一种状态示意图；

图8为本申请实施例的转轴和电滑环的结构示意图；

图9为本申请实施例图6的磁通仿真图；

图10为本申请实施例图7的磁通仿真图。

附图标记表示为：

1、转子铁芯；11、磁钢槽；12、导槽；

2、挡板；21、安装槽；

3、电滑环；31、动环；32、定环；

4、转轴；

5、磁钢；

6、导磁滑块；61、连接柱；

7、传动机构；71、第一连杆；72、第二连杆；73、电机。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

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。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

结合参见图1至图10所示，根据本申请的实施例，一种转子组件，包括：

转子铁芯1，设有多个磁钢槽11，所述磁钢槽11中一一对应地设有磁钢5；

相邻所述磁钢槽11之间设有导槽12，所述导槽12中设有导磁滑块6，所述导磁滑块6在所述导槽12中滑动，以使相邻所述磁钢5之间形成磁路或磁障。

本申请在相邻磁钢槽11之间设置导槽12及导磁滑块6，导磁滑块6移动至两个磁钢5之间构成磁路，增大漏磁；导磁滑块6离开两个磁钢5之间的位置，构成磁障，减少漏磁，实现调节磁通达到弱磁调速的目的。

在转子相邻的永磁体之间设置导槽12，导槽12中放有可导磁滑块6，比如硅钢材质的滑块。当电机73在不同转速下运行时，导磁滑块6可在导槽12内移动，在高速时移动至相隔磁钢5之间形成导通的磁路增大漏磁，在低速时滑块径向移动，磁钢5之间形成空气磁障减小漏磁。

常规转子铁芯1结构中，磁钢槽11是均匀分布地设有多个，因此相应的导槽12及导磁滑块6也设有多个。

在一些实施方式中，

所述转子组件还包括控制件，用来调控所述导磁滑块6在所述导槽12中的移动。

在转子组件上设置控制件，用来主动调控导磁滑块6的移动，实现漏磁调控为可控操作，以及主动弱磁调速。

在一些实施方式中，

所述控制件包括驱动机构和传动机构7，所述驱动机构包括电机73，所述传动机构7包括由至少两个连杆组成的连杆组，所述电机73轴经所述连杆组与所述导磁滑块6连接。

控制件采用驱动机构经过传动结构来驱动导磁滑块6的移动，其中传动机构7采用联动的连杆组来实现，结构简单，传动性能好，可控性高。

电机73输出轴带动连杆转动，该转动连杆经其余连杆来带动导磁滑块6的移动；只要对电机73的运转进行操控，即可完成导磁滑块6的移动情况。

在一些实施方式中，

所述连杆组包括第一连杆71和第二连杆72，所述第一连杆71的一端连接于所述电机73轴上，另一端与所述第二连杆72的一端铰接设置，所述第二连杆72的另一端铰接于所述导磁滑块6上。

传动机构7更为具体的结构设置，采用第一连杆71和第二连杆72组合使用，第一连杆71随电机73轴转动，带动第二连杆72做往复运动，第二连杆72与导磁滑块6上的连接柱61进行铰接，从而带动导磁滑块6在导槽12中移动。

其中连接导磁滑块6的第二连杆72与连接电机73的第一连杆71长度比例为3：1，该连杆长度比例的运动范围不至于过大，更为合理，同时电机73仅需旋转更小的角度便能控制滑块滑动到需要的位置，让控制时间减小。

在一些实施方式中，

所述导槽12沿所述转子铁芯1径向延伸设置，相邻所述磁钢槽11以所述导槽12为对称设置。

导槽12设为沿转子铁芯1的径向方向延伸设置，其两侧设置磁钢槽11，这样在导磁滑块6处于两个磁钢5之间的位置时，能使磁钢5的漏磁增大，从而减小了定转子之间的气隙磁通，实现弱磁扩速；而在导磁滑块6不在两个磁钢5之间的位置时，两个磁钢5之间构成磁障，漏磁小，从而定转子之间的气隙磁通增大，使得低速时电磁转矩增大。

在一些实施方式中，

所述转子铁芯1的转速达到预设值时，所述导磁滑块6移动至两个所述磁钢5之间，以导通两个所述磁钢5之间的磁路；所述转子铁芯1的转速低于所述预设值时，所述导磁滑块6离开两个所述磁钢5之间的位置，以使两个所述磁钢5之间形成磁障。

在高速时，导磁滑块6滑动至相邻两个磁钢5之间的位置，这样相邻磁钢5之间的空气间隙被导磁滑块6，如硅钢所填充，使得磁钢5的漏磁增大，定转子间的气隙磁通会减小，如图10的仿真图所示，从而实现弱磁扩速。在低速时，导磁滑块6径向滑动，相邻两个磁钢5之间的导槽12为空的，形成空气间隙产生磁障，使得漏磁减小，如图9的仿真图所示，定转子气隙磁通则会增大，使得低速时电磁转矩增大。

在一些实施方式中，

所述转子组件还包括有挡板2、电滑环3和转轴4，所述挡板2和所述转子铁芯1均套设于所述转轴4上，且所述挡板2紧贴在所述转子铁芯1的轴向端上；所述电机73设在所述挡板2上，经所述电滑环3与外部电源连通。

传统的转子组件结构中，采用挡板2设在转子铁芯1的端部上，与转子铁芯1一起套入转轴4上，且同步转动；本申请将驱动机构的电机73设在挡板2上，由于挡板2处于转动状态，电机73采用电滑环3来与外部电源连通，确保正常运行。

在一些实施方式中，

所述挡板2上设有安装槽21，所述电机73埋设于所述安装槽21中。

电机73的具体设置，是在挡板2上设置安装槽21，用来安装电机73，确保挡板2能夹设住磁钢5。

在一些实施方式中，

所述电滑环3包括动环31和定环32，所述动环31套设于所述转轴4上，且穿设于所述定环32中，所述动环31与所述电机73电连接，所述定环32与所述外部电源连接。

上述的电滑环3，采用两个套环结构，动环31固定在转轴4上，随转轴4转动，且与电机73连接，而定环32可固定在不动件上，与外部电源连接，实现电机73的电输入。这样通过调控电机73的电输入情况，实现导磁滑块6的移动。

外部电源控制所有电机73同步运行，并通过电机73的转动来调控第一连杆71与导槽12轴线之间的夹角以达到调速目的。当电机73低速运行需要增大转矩，可以通过电机73转动使得第一连杆71与导槽12轴线的夹角增大至一定角度，从而控制导磁滑块6径向往转子内移动至合适位置，如图6所示；当永磁电机高速运行时，为了达到弱磁扩速的目的，控制电机73转动使得第一连杆71与导槽12轴线的夹角减小为一定角度，导磁滑块6则往转子外滑动至合适位置，如图7所示。

根据本申请的另一方面，提供了一种永磁电机，包括如上所述的转子组件。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各实施方式可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：

转子铁芯(1)，设有多个磁钢槽(11)，所述磁钢槽(11)中一一对应地设有磁钢(5)；

相邻所述磁钢槽(11)之间设有导槽(12)，所述导槽(12)中设有导磁滑块(6)，所述导磁滑块(6)在所述导槽(12)中滑动，以使相邻所述磁钢(5)之间形成磁路或磁障。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于：

所述转子组件还包括控制件，用来调控所述导磁滑块(6)在所述导槽(12)中的移动。

3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于：

所述控制件包括驱动机构和传动机构(7)，所述驱动机构包括电机(73)，所述传动机构(7)包括由至少两个连杆组成的连杆组，所述电机(73)的轴经所述连杆组与所述导磁滑块(6)连接。

4.根据权利要求3所述的转子组件，其特征在于：

所述连杆组包括第一连杆(71)和第二连杆(72)，所述第一连杆(71)的一端连接于所述电机(73)的轴上，另一端与所述第二连杆(72)的一端铰接设置，所述第二连杆(72)的另一端铰接于所述导磁滑块(6)上。

5.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于：

所述导磁滑块(6)上设有连接柱(61)，所述第二连杆(72)的另一端与所述连接柱(61)铰接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的转子组件，其特征在于：

所述导槽(12)沿所述转子铁芯(1)径向延伸设置，相邻所述磁钢槽(11)以所述导槽(12)为对称设置。

7.根据权利要求6所述的转子组件，其特征在于：

所述转子铁芯(1)的转速达到预设值时，所述导磁滑块(6)移动至两个所述磁钢(5)之间，以导通两个所述磁钢(5)之间的磁路；所述转子铁芯(1)的转速低于所述预设值时，所述导磁滑块(6)离开两个所述磁钢(5)之间的位置，以使两个所述磁钢(5)之间形成磁障。

8.根据权利要求7所述的转子组件，其特征在于：

所述转子组件还包括有挡板(2)、电滑环(3)和转轴(4)，所述挡板(2)和所述转子铁芯(1)均套设于所述转轴(4)上，且所述挡板(2)紧贴在所述转子铁芯(1)的轴向端上；所述电机(73)设在所述挡板(2)上，经所述电滑环(3)与外部电源连通。

9.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于：

所述挡板(2)上设有安装槽(21)，所述电机(73)埋设于所述安装槽(21)中。

10.根据权利要求8或9所述的转子组件，其特征在于：

所述电滑环(3)包括动环(31)和定环(32)，所述动环(31)套设于所述转轴(4)上，且穿设于所述定环(32)中，所述动环(31)与所述电机(73)电连接，所述定环(32)与所述外部电源连接。

11.一种永磁电机，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的转子组件。