CN1848612B - 电机 - Google Patents

Abstract

电机包括定子和转子，所述转子由于转子和定子之间的相互作用，而旋转。由于突出部面对定子在轴向上仅从转子的转子铁心的圆周上突出，所以用于改善定子性能和铁损的制造成本减到最少。另外，由于转子铁心由铁粉末冶金制成，所以该转子铁心方便于设计。

Description

电机

技术领域

本发明涉及电机，且更具体是，涉及一种具有对着定子在轴向上从转子铁心的圆周上突出的突出部的电机。

背景技术

图1示出了常规电机的立体图，图2是常规电机的俯视图，及图3是图1中沿线A-A的截面图。

如图1至图3所示的常规电机是内转子电机，其中转子20以预定间隙G可旋转地安装在定子10内，且由于转子20和定子10之间的电磁相互作用而旋转。

定子10包括环形磁轭12，径向设置在磁轭12内壁上的多个齿14，及绕在齿14上的线圈16，且线圈16电连接在外电源上。

在此，磁轭12和多个齿14的组合称为定子铁心。定子铁心通过将与定子铁心具有相同平面的多个电工钢薄板层压制成。

转子20包括转子铁心22，其设置在定子10内以便旋转且保持预定间隙G，及多个磁铁24，以径向结构连接在转子铁心22上。

转子铁心22通过层压与转子铁心22具有相同平面的多个电工钢薄板而形成。

特别地，在上面提到的转子20中，当转子20对着定子10的面积较大时，与定子10正交的有效磁通量就增加，这样，电机的性能就提高了。因此，轴向上转子20比定子10长，且其被称为“突出部(overhang)效应”。

为了在常规电机中达到突出部效应，仅使转子铁心22的外圆周轴向长度比定子10长。但是，由于电工钢薄板是二维结构，所以在轴向上整个转子20都比定子10长，且用于改善电机的制造成本增加了。

而且，为了在常规电机中达到突出部效应，由于在轴向上转子20比定子10长，所以常规电机的整体体积增加了，或者在限制常规电机整体尺寸时，定子10将变得相对小。结果造成定子10铁损的负作用增加了。

发明内容

因此，由于上述和/或其它问题，提出本发明。本发明目的是提供一种电机，其中突出部面对定子在轴向上仅从转子铁心的圆周上突出，这样能够达到突出部效应。

根据本发明，上述和其它目的能够通过一种电机实现，该电机包括转子。该转子包括：转子铁心，面对定子设置；多个磁铁，连接在所述转子铁心上；以及多个突出部，其对着定子在所述转子的轴向上从转子铁心的圆周上突出，其中，所述转子铁心的突出部在转子的径向上设置在磁铁与定子之间，其中，从所述转子铁心突出的每个突出部的一部分的轴向长度随着从所述定子到所述每个突出部的该部分在转子径向上的距离变大而变短。

优选地，定子包括环形磁轭，及多个齿，齿设置在所述磁轭的圆周上，在所述齿上绕有线圈，其中磁轭的轴向长度等于转子铁心的轴向长度与转子铁心的两突出部的轴向长度之和。

优选地，定子包括环形磁轭，及多个齿，其以径向结构设置在所述磁轭的圆周上，在所述齿上绕有线圈，其中其上绕有线圈的颈部的轴向长度比转子铁心的轴向长度与转子铁心的两突出部的轴向长度之和短。

每个齿设置在每个颈部的端部，从而，对着转子的顶部的轴向长度比齿的颈部的轴向长度长。

齿的每个顶部的轴向长度等于转子铁心的轴向长度与转子铁心的两突出部的轴向长度之和。

优选地，定子包括环形磁轭，及多个齿，齿设置在磁轭的圆周上，在齿上绕有线圈，其中磁轭和多个齿由铁粉末冶金制成。

转子铁心的突出部设置在转子铁心的轴向侧。

优选地，转子铁心的突出部在转子的径向上设置在磁铁和定子之间。

随着转子铁心相应的突出部上的至少一部分在转子径向上远离定子，突出部的轴向长度逐渐越短。

磁铁在转子的径向上具有朝着定子的相对侧的拱形凸面，且面对定子以径向结构设置在转子铁心圆周上，且转子铁心的突出部设置在磁铁两端面之间。

转子铁心的突出部以径向结构设置，且转子铁心的每个突出部设置在每个磁铁两端之间。

优选地，转子铁心由铁粉末冶金制成。

本发明的电机是内转子电机，其中转子可旋转地安装在定子内。

本发明的目的同样能够利用以下电机来达到，该电机包括定子；及转子，该转子包括：转子铁心，可旋转地安装在所述定子内，其中多个突出部在转子的轴向上从所述转子铁心的外圆周上突出；及多个磁铁，连接在所述转子铁心上，每个磁铁具有朝着转子铁心的中心的拱形凸面；其中所述转子铁心的每个突出部在所述转子的径向上设置在所述定子和每个所述磁铁之间，其中，所述每个突出部设置在每个磁铁的两端侧之间，从而每个磁铁围绕每个突出部。

优选地，从所述转子铁心突出的每个突出部的一部分的轴向长度随着从所述定子到所述每个突出部的该部分在转子径向上的距离变大而变短。

优选地，随着转子铁心的相应的突出部的至少一部分在转子径向上远离定子，突出部的轴向长度逐渐变短。

优选地，转子铁心的突出部设置在转子铁心的轴向侧。

定子包括：环形磁轭；颈部，其设置在磁轭的圆周上，在颈部绕有线圈；及具有多个顶部的多个齿，所述多个顶部设置在颈部的端部并对着转子；其中磁轭和多个齿由铁粉末冶金制成，磁轭和每个齿的轴向长度等于转子铁心的轴向长度与转子铁心的两突出部的轴向长度之和，且齿的每个颈部的轴向长度比转子铁心的轴向长度与转子铁心的两突出部的轴向长度之和短。

本发明的目的同样能够通过这样一种电机来达到，该电机包括：定子；和可旋转地安装在定子内的转子，且该转子由于转子和定子之间的电磁相互作用而旋转，转子包括旋转安装在定子内的转子铁心，其中多个突出部在轴向上以径向结构从转子铁心的外圆周上突出，及多个磁铁，其以径向结构连接在转子铁心上；其中转子铁心的每个突出部在转子的径向上设置在定子和每个磁铁之间，且随着转子铁心的相应突出部上的至少一部分在转子径向上远离定子，突出部地轴向长度逐渐变短，且每个磁铁具有朝着转子铁心的中心的拱形凸面，且磁铁围绕转子铁心的每个突出部。

优选地，定子包括环形磁轭；颈部，其设置在磁轭的圆周上，在所述颈部绕有线圈；及具有多个顶部的多个齿，所述多个顶部设置在颈部的端部并面对转子；其中，磁轭和多个齿由铁粉末冶金制成，磁轭和每个齿的轴向长度等于转子铁心的轴向长度与转子铁心的两突出部的轴向长度之和，且齿的每个颈部的轴向长度比转子铁心的轴向长度与转子铁心的两突出部的轴向长度之和短。

附图说明

结合附图，从下面实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它目的和优点变得显而易见且容易理解，其中：

图1示出了常规电机的立体图；

图2是常规电机的俯视图；

图3是图1中沿线A-A的截面图；

图4示出了根据本发明第一优选实施例电机的立体图；

图5示出了根据本发明第一优选实施例电机的俯视图；

图6示出了根据本发明第一优选实施例电机的分解立体图；

图7是图4中沿线B-B的截面图；及

图8示出了根据本发明第二优选实施例电机的侧面截面图。

具体实施方式

下面，参照附图，将对本发明电机的实施例进行描述。

将对本发明的几个实施例进行描述。由于本发明电机的基本结构与常规电机的基本结构是相同的，所以将省略对其基本结构的详细描述。

图4示出了根据本发明第一优选实施例电机的立体图，图5示出了根据本发明第一优选实施例电机的俯视图，图6示出了根据本发明第一优选实施例电机的分解立体图，图7是图4中沿线B-B的截面图。

如图4到图7所示，根据本发明第一优选实施例电机是内转子电机，其中转子50安装在定子60内以便转动且保持预定的气隙G′。

转子50包括转子铁心52，其可旋转安装在定子60内，以保持预定的气隙G′，及多个磁铁54，以径向结构与转子铁心52连接。

转子铁心52可在其中心处形成有轴孔52′，旋转轴整体地装配在该轴孔内。转子铁心52还具有磁铁孔52″，在其内相应的磁铁54对着定子60在轴向上插入该磁铁孔的外圆周内。

特别地，转子铁心52具有从面向定子60的圆周突出，即在轴向上从转子铁心52的外圆周处突出的突出部51。

转子铁心52的突出部51可形成在转子铁心52的轴向端部上，并且转子50关于轴向对称。

转子铁心52的突出部51在径向上设置在磁铁54和定子60之间，这样，突出部51面向定子60。

优选地，转子铁心52的多个突出部51可以径向结构设置。

在转子铁心52的每个突出部51中，突出部51的至少一部分51′在转子50径向上离定子60越远，则突出部51的该部分51′的轴向长度51L就越短。

磁铁54的轴向长度可等于转子铁心52的轴向长度52L。

每个磁铁54在转子50径向上可具有朝着定子60的相对侧，即朝着转子50的中心的拱形凸面。

同时，设置多个磁铁54的数目与转子铁心52的突出部51的数目相同。而且，多个磁铁54的每个磁铁可设置成这样：转子铁心52的多个突出部51的每个突出部设置在多个磁铁54的每个磁铁的两端侧之间。换句话说，多个磁铁54的每个磁铁围住转子铁心52的多个突出部51每个突出部。

具有突出部51的转子铁心52可用铁粉末冶金制成，这样，转子铁心52的结构可方便地设计。

定子60包括设置在转子50的外面且保持预定气隙G′的环形磁轭62，和以径向结构设在所述磁轭62内壁上的多个齿64，在所述齿上绕有线圈66。

磁轭62的轴向长度可等于转子铁心52的轴向长度52L与转子铁心52的两突出部51的轴向长度51L之和。在此，转子铁心52突出部51的轴向长度51L是指转子铁心52突出部51轴向长度之中最长的长度。

每个齿64包括颈部63，其在定子60的径向上朝着转子50从磁轭62上突出，在所述颈部63上绕有线圈66，及顶部65，其面向转子50且对着转子50设置在颈部63端部处。

齿64的颈部63的轴向长度63L可比转子铁心52的轴向长度52L与转子铁心52的两突出部51的轴向长度51L之和短。

齿64的顶部65的轴向长度65L可比齿64的颈部63的轴向长度63L长。特别地，齿64的顶部65的轴向长度65L可等于转子铁心52的轴向长度52L与两转子铁心52的突出部51的轴向长度51L之和。

如转子铁心52的制造情况一样，上面提到的磁轭62和齿64可由铁粉末冶金制成，这样，可方便地设计磁轭62和齿64。

根据本发明第一优选实施例的电机的运转和效果如下。

当线圈66接通电源时，由于转子50和定子60之间的电磁相互作用，转子50旋转。

由于转子铁心52的结构，其中突出部51仅设置在转子铁心52的外圆周上，且由于随着转子铁心52相应突出部51的至少一部分51′在转子50径向上离定子越远，突出部51的轴向长度51L就越短的事实，所以在本发明第一优选实施例电机中产生了突出部效应。

由于转子铁心52的多个突出部51均以径向结构设置，所以转子50由于磁阻差而运转更加平稳。

这就是为何与从转子50到定子60的方向正交的磁通量，在转子铁心52的突出部51设置在转子铁心52的圆周方向上的转子铁心52区域内相对集中，且在没有设置转子铁心52的突出部51的转子铁心52区域内相对稀疏的原因。因此，由于转子50的突出部51起到与定子60的齿64一样的作用，所以增加了转子50的磁阻差。

而且，由于磁铁54围绕转子铁心52的突出部51设置，因此磁铁54尽可能地靠近定子60设置，而不干扰转子铁心52的突出部51，所以，与从转子50到定子60的方向正交的转子铁心52的磁通泄漏减到最小。

另外，由于定子60的磁轭62的轴向长度62L等于转子铁心52的轴向长度52L与转子铁心52的两突出部51的轴向长度51L之和，所以铁损减到最小。换句话说，如果本发明第一优选实施例电机尺寸是固定的，则定子60的磁轭62的尺寸为最大化。

由于定子60的齿64的颈部63的轴向长度63L比转子铁心52的轴向长度52L与转子铁心52的两突出部51的轴向长度51L之和短，所以磁通集中在齿64的颈部63上。另外，由于相同的原因，线圈66的匝数最小，从而减少了铜损。

而且，由于齿64的顶部65的轴向长度65L等于转子铁心52的轴向长度52L与转子铁心52的两突出部51的轴向长度51L之和，所以在根据本发明第一优选实施例电机中的突出部效应为最大化。

因此，如上所述，根据本发明第一优选实施例的电机具有经济的结构，在电机尺寸固定的情况下，由于突出部效应和损耗的减少，电机性能为最大化。

图8示出了根据本发明第二优选实施例电机的侧截面图。由于根据本发明第二优选实施例电机的基本结构和方面与本发明第一优选实施例电机是相同的，所以对其详细的描述和图解将省略。

如图8所示，根据本发明第二优选实施例的电机是外转子电机，其中转子100可旋转地安装在定子110的外面。

转子100包括环形转子铁心102，其可旋转地安装在定子110外面并保持预定气隙100′，及多个磁铁104，其以径向结构与转子铁心102相连接。

特别地，在转子铁心102的内圆周上，多个突出部103在轴向上从转子铁心102突出，并以径向结构设置。

每个突出部103具有一部分，该部分的轴向长度从转子铁心102的内圆周到转子铁心102的外圆周逐渐变短。

每个磁铁104形成朝着转子铁心102的外圆周的拱形凸面，且围绕每个突出部103。

定子110包括圆柱形的磁轭112和多个齿116，该多个齿设置在磁轭112的外壁上，且线圈114缠绕在其上。

磁轭112轴向长度112L等于转子铁心102的轴向长度102L与两突出部103的轴向长度103L之和。

每个齿116包括与磁轭112相连的颈部115，线圈114缠绕在颈部的周围，及顶部117，其面向转子100且对着转子100设置在颈部115端部上。

齿116的每个颈部114的轴向长度115L比转子铁心102的轴向长度102L与转子铁心102两突出部103的轴向长度103L之和短。

齿116的每个顶部117的轴向长度117L等于转子铁心102的轴向长度102L与转子铁心102两突出部103的轴向长度103L之和。

特别地，在上述转子铁心102中，磁轭112和齿116由铁粉末冶金制成，这样，转子铁心102、磁轭112和三维齿116可方便地被设计。

虽然本发明的优选实施例是用于以说明目的而公开的，但是本领域的技术人员将能够理解的是，在不脱离如所附的权利要求中所公开的本发明的范围和精神内，对本发明进行各种修改、增加和替代。

Claims (6)

1.一种电机，包括定子和转子：

所述定子包括：

环形磁轭；及

多个齿，设置在所述磁轭的圆周上，在所述齿上绕有线圈；

所述转子包括：

转子铁心，面对所述定子设置；

多个磁铁，连接在所述转子铁心上；以及

多个突出部，其对着定子在所述转子的轴向上从转子铁心的圆周上突出，

其中，每个所述磁铁在所述转子的径向上具有朝着所述定子的相对侧的拱形凸面，且所述磁铁以在径向构造中面对所述定子的方式设置在所述转子铁心的圆周上；并且

所述转子铁心的每个突出部在所述转子的周向上设置在每个磁铁的两端之间，并且在所述转子的径向上设置在磁铁与定子之间，

其中，每个突出部均从所述转子铁心的上表面和下表面突出，每个所述突出部的上侧部分和下侧部分之间的轴向长度随着从所述定子到每个所述突出部的上侧部分和下侧部分在转子径向上的距离变大而变短，

其中，所述磁轭的轴向长度等于所述转子铁心的轴向长度与所述转子铁心的每个突出部的上侧部分及下侧部分的轴向长度之和，并且所述磁铁的轴向长度等于所述转子铁心的未突出有所述突出部的部分的轴向长度。

2.如权利要求1所述的电机，其中所述转子铁心是由铁粉末冶金制成。

3.如权利要求1所述的电机，其中所述转子铁心的所述突出部设置在所述转子铁心的轴向侧。

4.如权利要求1所述的电机，其中

线圈缠绕在其上的所述齿的颈部的轴向长度比所述转子铁心的轴向长度与所述转子铁心的每个突出部的上侧部分及下侧部分的轴向长度之和短。

5.如权利要求4所述的电机，其中所述齿的每个顶部设置在所述齿的每个颈部的端部，从而，所述齿的与所述转子面对的顶部的轴向长度比所述齿的所述颈部的轴向长度长。

6.一种电机，包括：

定子；及

转子，包括：

转子铁心，可旋转地安装在所述定子内，其中多个突出部在转子的轴向上从所述转子铁心的外圆周上突出；及

多个磁铁，连接在所述转子铁心上，每个磁铁具有朝着转子铁心的中心的拱形凸面；

其中所述转子铁心的每个突出部在所述转子的径向上设置在所述定子和每个所述磁铁之间，其中，所述每个突出部设置在每个磁铁的两端侧之间，从而每个磁铁围绕每个突出部，

其中，每个突出部均从所述转子铁心的上表面和下表面突出，每个所述突出部的上侧部分和下侧部分之间的轴向长度随着从所述定子到每个所述突出部的上侧部分和下侧部分在转子径向上的距离变大而变短。

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