CN1881757B - 磁通屏蔽型同步磁阻电动机及其转子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子，其包括：转轴；转子芯，其通过将多个钢板彼此层叠而形成，所述钢板具有供该转轴插入的轴孔，沿周向彼此间隔开、并且具有沿径向彼此间隔开的多个磁通屏蔽部的多个磁通屏蔽部组，以及在相邻的两个所述磁通屏蔽部组之间贯通地形成的连接孔；以及连接件，其插入该连接孔中，并固定所述钢板，其中所述连接孔与两条虚线相切，所述两条虚线以与相邻的两个磁通屏蔽部组之间距离的一半相同的宽度、沿所述两个磁通屏蔽部组的各内周形成。因此，降低了该电动机的制造成本及重量，并且通过缩短制造时间而促进了制造过程。此外，还可以获得较强的连接强度，并且不会发生磁饱和，由此可防止电动机的性能下降。

Description

磁通屏蔽型同步磁阻电动机及其转子
技术领域
本发明涉及一种磁通屏蔽型同步磁阻电动机及其转子，尤其是涉及一种能够通过缩短制造时间而促进制造、并且能够降低制造成本及总重量的磁通屏蔽型同步磁阻电动机及其转子。
背景技术
如图1和图2所示，传统的磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子包括转轴11、以及以该转轴11为中心可转动地设置的转子芯20。
转子芯20包括芯体21，该芯体21具有多个磁通屏蔽部26以及形成于各磁通屏蔽部26中的填充部27。该芯体21通过将多个盘形钢板22彼此层叠而形成。所述钢板22由磁性构件制成，并设有轴孔23以使转轴11插入钢板22的中央。磁通屏蔽部26以该轴孔23为中心而形成。各磁通屏蔽部26的两端均靠近钢板22的周缘，并且各磁通屏蔽部26的中央部均朝轴孔23突出。
填充部27形成于各磁通屏蔽部26中。填充部27通过铸造、或低压铸造、或高压铸造非磁性金属构件，或者通过模制金属粉末等方式而形成。
然而，在传统的磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子中，在芯体21形成之后，再通过铸造、或低压铸造、或高压铸造非磁性金属构件，或者通过模制金属粉末等方式来形成填充部27。因此，需要与执行各工序相应的装置，而且需要大量的时间来形成填充部27，由此，延长了整个制造时间并且增加了制造成本。
而且，由于填充部由非磁性金属构件制成，因此整个制造成本增加，并且转子的重量增大。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种磁通屏蔽型同步磁阻电动机及其转子，该磁通屏蔽型同步磁阻电动机能够通过缩短制造时间而促进制造过程，并且能够降低制造成本及重量。
为了达到这些及其它优点并根据本发明的目的，如在此具体实施及广泛描述地，本发明提供一种磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子，其包括：转轴；转子芯，其通过将多个钢板彼此层叠而形成，所述钢板具有供该转轴插入的轴孔，沿周向彼此间隔开、并且具有沿径向彼此间隔开的多个磁通屏蔽部的多个磁通屏蔽部组，以及在相邻的两个所述磁通屏蔽部组之间贯通地形成的连接孔；以及连接件，其插入该连接孔中，并固定所述钢板。
根据本发明的另一个方案，提供了一种磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子，其包括：转轴；转子芯，其通过将多个钢板彼此层叠而形成，所述钢板具有供该转轴插入的轴孔，沿周向彼此间隔开、并且具有沿径向彼此间隔开的多个磁通屏蔽部的多个磁通屏蔽部组，以及形成为分别与两条虚线相切的多个连接孔，所述两条虚线以与相邻的两个磁通屏蔽部组之间距离的一半相同的宽度、沿所述两个磁通屏蔽部组的各内周形成；以及连接件，其插入该连接孔，并固定所述钢板，其中所述连接孔与两条虚线相切，所述两条虚线以与相邻的两个磁通屏蔽部组之间距离的一半相同的宽度、沿所述两个磁通屏蔽部组的各内周形成。
根据本发明的又一个方案，提供了一种磁通屏蔽型同步磁阻电动机，其包括：定子，该定子包括具有沿内径交替形成的多个槽和齿的定子芯，以及缠绕在所述槽上的定子线圈；以及转子，该转子包括转轴、转子芯以及多个连接件，其中所述转子芯通过将多个钢板彼此层压而形成，所述钢板具有供所述转轴插入的轴孔，沿周向上彼此间隔开、并且具有沿径向彼此间隔开的多个磁通屏蔽部的多个磁通屏蔽部组，以及在相邻的两个所述磁通屏蔽部组之间贯通地形成的连接孔，以及其中各所述连接件均插入所述连接孔中，并固定所述钢板，其中所述连接孔与两条虚线相切，所述两条虚线以与相邻的两个磁通屏蔽部组之间距离的一半相同的宽度、沿所述两个磁通屏蔽部组的各内周形成。
通过以下结合附图对本发明的详细说明，本发明的上述及其它目的、特征、方案及优点将更加清楚。
附图说明
所包含的附图提供了对本发明的进一步理解，其被并入到本说明书中并构成本发明的一部分，所述附图示出了本发明的实施例，并与文字描述一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是示出根据现有技术的磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子的立体图；
图2是图1的俯视图；
图3是示出根据本发明的一个实施例的磁通屏蔽型同步磁阻电动机的剖视图；
图4是图3的俯视图；
图5是图3的转子的立体图；
图6是图3的转子的分解立体图；
图7是图6的转子芯的俯视图；
图8是示出根据本发明由图4的定子线圈产生的磁通的视图；
图9是示出作为对照的磁通的视图；
图10是示出根据本发明第一实施例的磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子的立体图；
图11是图10的分解立体图；
图12是示出根据本发明另一实施例的磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子的立体图；
图13是图12的俯视图；以及
图14是示出图12的端板的俯视图。
具体实施方式
现将详细描述本发明的优选实施例，本发明的实例在附图中示出。
以下，将参考附图解释根据本发明的一个实施例的磁通屏蔽型同步磁阻电动机及其转子。
如图3和图4所示，根据本发明的磁通屏蔽型同步磁阻电动机包括：定子110，其包括具有沿内径交替形成的多个槽115和多个齿117的定子芯111，以及缠绕在槽115上的定子线圈121；以及转子210，其包括转轴211、转子芯221以及连接件241，其中该转子芯221通过将多个钢板222彼此层叠而形成，该钢板222具有供该转轴211插入的轴孔224，沿周向彼此间隔开、并且具有沿径向彼此间隔开的多个磁通屏蔽部226、227和228的多个磁通屏蔽部组225，以及在相邻的两个磁通屏蔽部组225之间贯通地形成的连接孔230。而且，连接件241插入连接孔230，并固定所述多个钢板222。
定子芯111设有容置孔114，以可转动地将转子210容置于该定子芯111的中央部分。定子芯111通过将多个钢板112彼此层叠而形成，各钢板均具有沿容置孔114的周向交替形成的多个槽115和多个齿117。槽115和齿117的数目分别为24个。而且，在各槽115上均缠绕有定子线圈121。
如图5至图7所示，转子210包括：转轴211；转子芯221，其通过将多个钢板222彼此层叠而形成，并以转轴211为中心转动；以及连接件241，其沿轴线方向连接至转子芯221并固定各钢板222。
各钢板222均由磁性构件制成，并且为具有一定直径的盘形。用于插入转轴211的轴孔224贯通地形成在各钢板222的中央。多个磁通屏蔽部组225沿钢板的周向彼此间隔开。各磁通屏蔽部组225均具有沿径向彼此间隔开、并且中央部分均朝轴孔224的中心O1突出的第一至第三磁通屏蔽部226、227和228。
第一磁通屏蔽部226形成有一对，以沿径向靠近钢板222的外周。第二磁通屏蔽部227沿钢板222的径向形成在第一磁通屏蔽部226的内侧，并且第二磁通屏蔽部227的两端均靠近钢板222的外周。同样，第三磁通屏蔽部228沿钢板222的径向形成在第二磁通屏蔽部227的内侧，并且第三磁通屏蔽部228的两端均靠近钢板222的外周。
用于插入连接件241的连接孔230贯通地形成在相邻的两个磁通屏蔽部组225之间。实施为铆钉的具有圆形截面的连接件241插入各连接孔230中。
如图7所示，为了增加连接强度并防止磁饱和发生，优选地，各连接孔230均形成为使连接孔230的中心O3可以设置在轴线D上，该轴线D将等分两个第三磁通屏蔽部228之间距离S的等分点O2(S/2)与轴孔224的中心O1连接，并且连接孔230形成为与两条虚线VL1和VL2相切，所述两条虚线VL1和VL2以与S/2相等的宽度、沿第三磁通屏蔽部228的内周形成。
图8是示出根据本发明由图4的定子线圈产生的磁通的视图，以及图9是示出其它条件相同、仅有连接孔230与第三磁通屏蔽部228之间的距离发生变化的作为对照的磁通的视图。参考图8，当连接孔230与第三磁通屏蔽部228之间的距离，即相当于两个第三磁通屏蔽部228之间距离S的一半(S/2)为1.47mm时，连接孔与第三磁通屏蔽部228之间的磁通密度为1.38(T)，转矩为37.19(Kgfcm)。反之，如图9所示，当连接孔230与第三磁通屏蔽部228之间的距离为1.07mm，则连接孔与第三磁通屏蔽部228之间的磁通密度为1.88(T)，转矩为36.95(Kgfcm)。
在转子芯221的两端沿转轴211的轴线方向设有端板251，以覆盖磁通屏蔽部226、227和228，其中该端板251具有用于插入转轴211的圆形(discshape)轴孔253、以及用于插入连接件241的圆形连接孔254。
接下来将解释定子110的形成过程。首先，将多个钢板112彼此层叠，以使形成在钢板112上的槽115能够彼此连通，以及齿117能够彼此连接，从而形成定子芯111。接着，将定子线圈121缠绕在各槽115上。
下面将解释转子210的形成过程。首先，将多个钢板222彼此层叠，以使形成在钢板222上的轴孔224彼此连通，以及使磁通屏蔽部226、227和228彼此连接，从而形成转子芯221。接着，沿层叠方向将端板251设置在转子芯221的两端，从而使转子芯221和端板251的轴孔224和253彼此连通，以及使连接孔230和254彼此连通。将连接件241插入连接孔230和254中，并将转轴211插入轴孔224和253中。
在定子110和转子210形成之后，将转子210可转动地插入定子110中，从而完成装配。当向定子线圈121通电时，将产生如图8所示的平稳的磁通流(flux flow)，从而可防止电动机的性能下降。
图10是示出根据本发明第一实施例的磁通屏蔽型同步磁阻电动机的立体图，以及图11是图10的分解立体图。如图所示，磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子310包括：转轴311；转子芯321，其通过将多个钢板322彼此层叠而形成，所述钢板322具有在沿周向彼此间隔开的多个磁通屏蔽部组325之间形成的多个连接孔330；以及连接件341，其插入各连接孔330中。
各钢板322均由磁性构件制成，并且为具有一定直径的盘形。用于插入转轴311的轴孔324贯通地形成在各钢板322的中央。多个磁通屏蔽部组325沿轴孔324的周向彼此间隔开。各磁通屏蔽部组325均具有沿径向彼此间隔开、并且中央部分均朝轴孔324的中心O1突出的第一至第三磁通屏蔽部326、327和328。
第一磁通屏蔽部326形成有一对，以沿径向靠近钢板322的外周。第二磁通屏蔽部327沿钢板322的径向形成在第一磁通屏蔽部326的内侧，并且第二磁通屏蔽部327的两端均靠近钢板322的外周。同样，第三磁通屏蔽部328沿钢板322的径向形成在第二磁通屏蔽部327的内侧，并且第三磁通屏蔽部328的两端均靠近钢板322的外周。
连接孔330贯通地形成在相邻的两个磁通屏蔽部组325之间，实施为固定螺栓342和螺母345的连接件341插入该连接孔330中。
如图3至图9所述，为了增加连接强度并防止磁饱和发生，优选地，各连接孔330均形成为使连接孔230的中心O3可以设置在轴线D上，该轴线D将等分两个第三磁通屏蔽部328之间距离S的等分点O2(S/2)与轴孔324的中心O1连接，并且连接孔330形成为与两条虚线VL1和VL2相切，所述两条虚线VL1和VL2以与S/2相等的宽度、沿第三磁通屏蔽部328的内周形成。
在转子芯321的两端沿转轴311的轴线方向设有多个端板351，以覆盖磁通屏蔽部326、327和328，其中各端板351均具有用于插入转轴311的圆形轴孔353、以及用于插入连接件341的圆形连接孔354。
首先，将多个钢板322层叠，以使形成在钢板322上的轴孔324以及磁通屏蔽部326、327和328能相互对应，从而形成转子芯321。接着，沿层叠方向将端板351设置在转子芯321的两端，从而使转子芯321和端板351的轴孔324和353彼此连通，以及使连接孔330和354彼此连通。将连接件341的固定螺栓342插入连接孔330和354中，并将螺母345连接至固定螺栓342的外螺纹部分343，由此连接端板351和转子芯321。然后，将转轴311插入轴孔324和353中，从而完成装配。
图12是示出根据本发明另一实施例的磁通屏蔽型同步磁阻电动机的立体图，图13是图12的俯视图，以及图14是示出图12的端板的俯视图。如图所示，磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子410包括：转轴411；转子芯421，其通过将多个钢板422彼此层叠而形成，所述钢板422具有在沿周向彼此间隔开的多个磁通屏蔽部组425之间形成的多个连接孔430；以及多个连接件441，各连接件441均插入连接孔430中。
各钢板422均由磁性构件制成，并且为具有一定直径的盘形。用于插入转轴411的轴孔424贯通地形成在各钢板422的中央。多个磁通屏蔽部组425沿轴孔424的周向彼此间隔开。各磁通屏蔽部组425均具有均沿径向彼此间隔开、并且中央部分朝轴孔424的中心O1突出的第一至第三磁通屏蔽部426、427和428。
第一磁通屏蔽部426形成有一对，以沿径向靠近钢板422的外周。第二磁通屏蔽部427沿钢板422的径向形成在第一磁通屏蔽部426的内侧，并且第二磁通屏蔽部427的两端均靠近钢板422的外周。同样，第三磁通屏蔽部428沿钢板422的径向形成在第二磁通屏蔽部427的内侧，并且第三磁通屏蔽部428的两端均靠近钢板422的外周。
连接孔430贯通地形成在相邻的两个磁通屏蔽部组425之间，并且实施为铆钉的具有三角形截面的连接件441插入连接孔430中。
如图13所示，为了增加连接强度及防止磁饱和发生，优选地，各连接孔430形成在轴线D上，该轴线D将等分两个第三磁通屏蔽部428之间距离S的等分点O2(S/2)与轴孔424的中心O1连接。并且，连接孔430形成为三角形，以使该连接孔430与两条虚线VL1和VL2相切，所述两条虚线VL1和VL2以与S/2相等的宽度、沿第三磁通屏蔽部428的内周形成。连接件441能够形成为具有与连接孔430的截面相应的截面的铆钉，或者可以通过压铸法等形成。
如图14所示，沿转轴411的轴线方向在转子芯421的两侧设有多个端板，以覆盖磁通屏蔽部426、427和428，其中各端板451均具有用于插入转轴411的圆形轴孔453、以及用于插入连接件441的圆形连接孔454。
首先，将多个钢板422彼此层叠，以使形成在钢板422上的轴孔424连通，以及使磁通屏蔽部426、427和428能相互连接，从而形成转子芯421。接着，沿层叠方向将端板451设置在转子芯421的两端。将连接件441插入各连接孔430中，并将转轴411插入轴孔424中，由此完成整个装配。
如上所述，在根据本发明的磁通屏蔽型同步磁阻电动机及其转子中，制造成本及总重量均降低，并且通过缩短制造时间而促进了制造过程。
而且，连接孔位于等分相邻的两个磁通屏蔽部组之间距离(S)的轴线上，并且该连接孔与两条虚线相切，所述两条虚线以与S/2相等的宽度、沿磁通屏蔽部组的内周形成。因此，可以获得较强的连接强度，并且不会发生磁饱和，由此可防止电动机的性能下降。
此外，沿转子芯的轴线方向在转子芯的两端还设有端板，由此可防止转子芯变形以及在转子芯的两端出现间隙。
而且，连接孔位于等分相邻的两个磁通屏蔽部组之间距离(S)的轴线上，并且该连接孔位于两条虚线的内侧并形成为三角形，所述两条虚线以与S/2相等的宽度、沿两个磁通屏蔽部组的内周形成。因此，可以获得较强的连接强度，防止电动机的性能下降。
由于在不脱离本发明的精神或实质特点的情况下，本发明可以以多种形式实现，因此应当理解，除非另有规定，上述实施例并不受限于前述的任何细节，而应在所附的权利要求书所限定的精神和范围内广泛地构成，因此落入权利要求或等效范围内的所有变化和修改均应包含在所附的权利要求书中。

Claims (9)

1.一种磁通屏蔽型同步磁阻电动机的转子，包括：
转轴；
转子芯，其通过将多个钢板彼此层叠而形成，所述钢板具有供该转轴插入的轴孔，沿周向彼此间隔开、并且具有沿径向彼此间隔开的多个磁通屏蔽部的多个磁通屏蔽部组，以及在相邻的两个所述磁通屏蔽部组之间贯通地形成的连接孔；以及
连接件，其插入该连接孔中，并固定所述钢板，
其中所述连接孔与两条虚线相切，所述两条虚线以与相邻的两个磁通屏蔽部组之间距离的一半相同的宽度、沿所述两个磁通屏蔽部组的各内周形成。
2.如权利要求1所述的转子，其中该连接孔形成为使其中心设置在一轴线上，该轴线将等分所述相邻的两个磁通屏蔽部组之间距离的等分点与所述钢板的中心连接。
3.如权利要求2所述的转子，其中所述磁通屏蔽部组沿各所述钢板的周向形成，从而形成四个磁极。
4.如权利要求3所述的转子，其中各所述磁通屏蔽部组均包括第一磁通屏蔽部至第三磁通屏蔽部，所述第一磁通屏蔽部至所述第三磁通屏蔽部中各磁通屏蔽部的两个端部均靠近所述钢板的周缘，并且所述连接孔形成在各所述磁通屏蔽部组的第三磁通屏蔽部之间。
5.如权利要求1所述的转子，其中该转子还包括端板，所述端板具有分别与所述转子芯的轴孔和连接孔相对应的轴孔和连接孔，并且所述端板沿所述转轴的轴线方向连接至所述转子芯的两端，以覆盖所述磁通屏蔽部。
6.如权利要求1所述的转子，其中所述连接孔为三角形。
7.如权利要求1至6中任一项所述的转子，其中所述连接件为铆钉。
8.如权利要求1至6中任一项所述的转子，其中所述连接件包括连接至所述连接孔的固定螺栓，以及连接至所述固定螺栓的一端的螺母。
9.一种磁通屏蔽型同步磁阻电动机，包括：
定子，其包括：具有沿内径交替形成的多个槽和齿的定子芯，以及缠绕在该槽上的定子线圈；以及
转子，其包括：转轴、转子芯以及多个连接件，
其中所述转子芯通过将多个钢板彼此层叠而形成，所述钢板具有供所述转轴插入的轴孔，沿周向彼此间隔开、并且具有沿径向彼此间隔开的多个磁通屏蔽部的多个磁通屏蔽部组，以及在相邻的两个所述磁通屏蔽部组之间贯通地形成的连接孔；
其中各所述连接件均插入所述连接孔中，并固定所述钢板；以及
其中所述连接孔与两条虚线相切，所述两条虚线以与相邻的两个磁通屏蔽部组之间距离的一半相同的宽度、沿所述两个磁通屏蔽部组的各内周形成。
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