CN207664846U - 电机转子、电机和车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电机转子、电机和车辆，其中，所述电机转子包括套设在电机轴上的第一爪极、第二爪极，以及位于所述第一爪极和所述第二爪极之间的第三爪极，所述第一爪极的内腔和所述第三爪极一侧的内腔构成用于设置励磁绕组的第一安装腔，所述第二爪极的内腔和所述第三爪极另一侧的内腔构成用于设置励磁绕组的第二安装腔，所述第一安装腔和所述第二安装腔中至少一者内设置有永磁体。本公开提供的电机转子具有两个磁场源，能够在开路状态下产生磁场的永磁体，以及在通入直流电流后，能够产生磁场的励磁绕组，在发动机的带动下电机转子旋转，实现磁场旋转，定子线圈切割磁场线并产生感应电流实现供电，提高磁场强度，保证电机具有较大的输出功率。

Description

电机转子、电机和车辆

技术领域

本公开涉及电机设计技术领域，具体地，涉及一种电机转子、电机和车辆。

背景技术

电机转子作为电机中的旋转部件，与电机定子相配合，实现电能与机械能和机械能与电能的转化。根据电机转子的不同，电机可分为多种，其中，爪极电机由于工作稳定可靠，一直作为车用发电机使用，随着车载电器和车载配置的提高，对电机的功率要求越来越高，在电机外径不变的情况下，无法通过加长电机实现电机功率的增大，电机功率的提升受限，限制了爪极电机的应用范围。

实用新型内容

本公开的第一个目的是提供一种电机转子，该电机转子能够有效提高电机的发电功率，尤其是在低转速时保证电机具有较大的输出功率。

本公开的第二个目的是提供一种电机，该电机使用本公开提供的电机转子。

本公开的第三个目的是提供一种车辆，该车辆使用本公开提供的电机。

为了实现上述目的，本公开提供一种电机转子，包括套设在电机轴上的第一爪极、第二爪极，以及位于所述第一爪极和所述第二爪极之间的第三爪极，所述第一爪极的内腔和所述第三爪极一侧的内腔构成用于设置励磁绕组的第一安装腔，所述第二爪极的内腔和所述第三爪极另一侧的内腔构成用于设置励磁绕组的第二安装腔，所述第一安装腔和所述第二安装腔中至少一者内设置有永磁体。

可选地，所述第一安装腔内设置有第一励磁绕组，所述第二安装腔内设置有第二励磁绕组，所述第一励磁绕组和所述第二励磁绕组的绕向相同，反向串联。

可选地，所述第一爪极、所述第二爪极和所述第三爪极上还形成有多个供连接三者的紧固件穿过的通孔。

可选地，所述第一爪极包括套设在所述电机轴的第一安装板和多个垂直连接于所述第一安装板的第一棘爪，相邻所述第一棘爪间形成第一爪槽，所述第二爪机包括套设在所述电机轴上的第二安装板和多个垂直连接于所述第二安装板的第二棘爪，相邻所述第二棘爪间形成第二爪槽。

可选地，所述第二爪极和第一爪极的结构相同且两者的棘爪相向延伸。

可选地，所述第三爪极包括套设在所述电机轴的第三安装板和多个由所述第三安装板的两侧垂直向外延伸的第三棘爪，相邻所述第三棘爪之间形成第三爪槽，所述第一棘爪可伸入所述第三爪极一侧的所述第三爪槽内，所述第二棘爪可伸入所述第三爪极另一侧的所述第三爪槽内。

可选地，所述第一棘爪、所述第二棘爪以及所述第三棘爪均形成为梯形板，所述梯形板的梯形截面垂直于安装板的板面，且沿所述安装板的径向方向由外向内所述梯形板的厚度逐渐增加。

可选地，所述第三爪极上还设置有在所述第一安装腔和所述第二安装腔内沿轴向延伸的安装座，所述励磁绕组和所述永磁体均套设于所述安装座上。

根据本公开的第二个方面，还提供一种电机，该电机上设置有上述的电机转子。

根据本公开的第三个方面，还提供一种车辆，该车辆上设置有上述的电机。

通过上述技术方案，本公开提供的电机转子具有两个磁场源，即能够在开路状态下产生磁场的永磁体，以及在通入直流电流后，能够产生磁场的励磁绕组，在发动机的带动下电机转子旋转，进而实现磁场旋转，定子线圈便可切割磁场线并产生感应电流实现供电，在本公开中，永磁体能够弥补在低转速时励磁绕组对磁感线的切割不能满足磁场强度要求的情况，与励磁绕组相配合，增大了磁场强度，提高电机的输出功率。另外，本公开提供的电机转子中在第一爪极和第二爪极间设置第三爪极，在不改变电机转子外径的情况下，有效增大了励磁绕组和永磁体的安放空间，可设置更多的磁场源，进一步提高磁场强度，保证电机具有较大的输出功率，同时，由于电机转子的外径不变，本公开提供的电机转子可在一定功率范围内共用电机定子冲片，有效降低电机的系列化的生产成本。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开提供的电机转子的结构示意图；

图2是本公开提供的电机转子的剖视图。

附图标记说明

1 第一安装腔 2 第二安装腔

11 第一爪极 111 第一安装板

112 第一棘爪 12 第二爪极

121 第二安装板 122 第二棘爪

13 第三爪极 131 第三安装板

132 第三棘爪 4 永磁体

5 安装座 10 通孔

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“前、后”是指以图1中所示的方向，沿电机轴的轴向方向，第一爪极位于前端，第二爪极位于后端，从第一爪极朝向第二爪极的延伸方向为由“前”至“后”，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外，“轴向、径向”是指相对于本公开提供的电机转子的电机轴而言的。此外，本公开中使用的术语“第一”“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

如图1和图2所示，本公开提供一种电机转子，该电机转子包括套设在电机轴20上的第一爪极11、第二爪极12，以及位于第一爪极11和第二爪极12之间的第三爪极13，其中，第一爪极11的内腔和第三爪极13一侧的内腔构成用于设置励磁绕组的第一安装腔1，第二爪极12的内腔和第三爪极13另一侧的内腔构成用于设置励磁绕组的第二安装腔2，第一安装腔1和第二安装腔2中至少一者内设置有永磁体4。具体地，在本公开中，永磁体4可以设置于第一安装腔1或第二安装腔2内，或者两个安装腔内均设置永磁体4，且不会影响励磁绕组的安装，本公开将以永磁体4设置于第二安装腔2内为例进行详细介绍。

通过上述技术方案，本公开提供的电机转子具有两个磁场源，即能够在开路状态下产生磁场的永磁体4，以及在通入直流电流后，能够产生磁场的励磁绕组，在发动机的带动下电机转子旋转，进而实现磁场旋转，定子线圈便可切割磁场线并产生感应电流实现供电，在本公开中，永磁体4能够弥补在低转速时励磁绕组对磁感线的切割不能满足磁场强度要求的情况，永磁体4与励磁绕组相配合，增大了磁场强度，提高电机的输出功率。另外，本公开提供的电机转子中在第一爪极11和第二爪极12间设置第三爪极13，在不改变电机转子外径的情况下，有效增大了励磁绕组和永磁体4的安放空间，可设置更多的磁场源，进一步提高磁场强度，保证电机具有较大的输出功率，同时，由于电机转子的外径不变，本公开提供的电机转子可在一定功率范围内共用电机定子冲片，有效降低电机的系列化的生产成本。

励磁绕组作为产生磁场的重要磁场源，在本公开中，第一安装腔1内设置有第一励磁绕组31，第二安装腔2内设置有第二励磁绕组32，第一励磁绕组31和第二励磁绕组32的绕向相同，反向串联，这样，能够快速响应并激励产生磁场，同时还能够保证励磁绕组产生的磁场具有较好的稳定性，使磁场具有稳定的磁场强度。

在本公开中，第一爪极11、第二爪极12和第三爪极13上还形成有多个供连接三者的紧固件穿过的通孔10，三者通过紧固件，例如螺栓稳定地固定至电机轴20上并可随电机轴20转动，以实现磁场的旋转进而使定子线圈切割磁感线产生感应电动势，实现电机功率的输出。

第一爪极11、第二爪极12以及第三爪极13可以为任意适当的结构。在本公开中，第一爪极11的内腔和第三爪极13一侧的内腔围成用于容纳第一励磁绕组31的第一安装腔1，具体地，如图1所示，第一爪极11包括套设在电机轴20的第一安装板111和多个垂直连接于第一安装板111的第一棘爪112，相邻第一棘爪112间形成第一爪槽，多个第一棘爪112向后延伸并与第一安装板111的板面共同围成一个半封闭的空腔，第三爪极13一侧的空腔可形成为与该半封闭的空腔相对接的任意结构的腔体，以构成第一安装腔1，用于安装第一励磁绕组31。

同样地，第二爪极12的内腔和第三爪极13另一侧的内腔围成用于容纳第二励磁绕组32的第二安装腔2，具体地，如图1所示，第二爪机12包括套设在电机轴20上的第二安装板121和多个垂直连接于第二安装板121的第二棘爪122，相邻第二棘爪122间形成第二爪槽，多个第二棘爪122向前延伸并与第二安装板121的板面共同围成一个半封闭的空腔，第三爪极13另一侧的空腔可形成为与该半封闭的空腔相对接的任意结构的腔体，以构成第二安装腔2，用于容纳第二励磁绕组32和永磁体4。

进一步地，在本公开中，第二爪极12和第一爪极11的结构相同且两者的棘爪相向延伸，这样，分别与第一爪极11和第二爪极12相配合的第三爪极13两侧的结构也必定相同，更加方便电机的组装，同时爪极与爪极间的配合也更加紧密，保证电机转子结构的整体性。

具体地，在本公开中，第三爪极13包括套设在电机轴20的第三安装板131和多个由第三安装板131的两侧垂直向外延伸的第三棘爪132，相邻第三棘爪132之间形成第三爪槽，第一棘爪112可伸入第三爪极13一侧的第三爪槽内，第二棘爪122可伸入第三爪极13另一侧的第三爪槽内。这样，第一爪极11的内腔和第三爪极13的一侧的内腔以构成封闭的第一安装腔1，第二爪极12与第三爪极13另一侧的内腔构成封闭的第二安装腔2，三者通过紧固件相连，将励磁绕组和永磁体4固定在电机转子内部。

更具体地，在本公开中，第一棘爪112、第二棘爪122以及第三棘爪132均可以形成为梯形板，梯形板的梯形截面垂直于安装板的板面，且沿安装板的径向方向由外向内梯形板的厚度逐渐增加，例如，在本实施方式中，第三棘爪132梯形板的前端可伸入第一爪极11的爪槽内，且爪槽的形状和第三棘爪13的形状完全匹配，用于完全封闭爪槽。在其他实施方式中，多个棘爪还可以形成为三角形板或弧形板，只需保证第一棘爪112和第三爪极13一侧的第三棘爪形状相配合，第二棘爪122和第三爪极13另一侧的第三棘爪形状相配合即可，便可实现第一安装腔1和第二安装腔2的封闭，同时可根据励磁绕组和永磁体4的型号对棘爪在前后方向上的长度进行相关设计，保证励磁绕组和永磁体4可以正好容纳于相应的安装腔内。

另外，在本公开中，如图1所示，第三爪极13上还设置有在第一安装腔1和第二安装腔2内沿轴向延伸的安装座5，励磁绕组和永磁体4均套设于安装座5上，在本实施方式中，安装座5从第三安装板131的两侧反向沿轴向延伸，第一励磁绕组31、第二励磁绕组32和永磁体4可以形成为套设在安装座5上的环状结构，以保证稳定的固定至电机轴20上。

根据本公开的第二个方面，还提供一种电机，该电机上设置有上述的电机转子，在不增加电机外径的情况下，可实现电机功率的提高，同时能够满足低转速下电机输出功率的需求，结构简单且易于加工。

根据本公开的第三个方面，还提供一种车辆，该车辆上设置有上述的电机，该车辆具有本公开提供的电机转子和电机的所有有益效果，此处不做过多赘述。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种电机转子，其特征在于，包括套设在电机轴(20)上的第一爪极(11)、第二爪极(12)，以及位于所述第一爪极(11)和所述第二爪极(12)之间的第三爪极(13)，所述第一爪极(11)的内腔和所述第三爪极(13)一侧的内腔构成用于设置励磁绕组的第一安装腔(1)，所述第二爪极(12)的内腔和所述第三爪极(13)另一侧的内腔构成用于设置励磁绕组的第二安装腔(2)，所述第一安装腔(1)和所述第二安装腔(2)中至少一者内设置有永磁体(4)。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一安装腔(1)内设置有第一励磁绕组(31)，所述第二安装腔(2)内设置有第二励磁绕组(32)，所述第一励磁绕组(31)和所述第二励磁绕组(32)的绕向相同，反向串联。

3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一爪极(11)、所述第二爪极(12)和所述第三爪极(13)上还形成有多个供连接三者的紧固件穿过的通孔(10)。

4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一爪极(11)包括套设在所述电机轴(20)的第一安装板(111)和多个垂直连接于所述第一安装板(111)的第一棘爪(112)，相邻所述第一棘爪(112)间形成第一爪槽，所述第二爪极(12)包括套设在所述电机轴(20)上的第二安装板(121)和多个垂直连接于所述第二安装板(121)的第二棘爪(122)，相邻所述第二棘爪(122)间形成第二爪槽。

5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述第二爪极(12) 和第一爪极(11)的结构相同且两者的棘爪相向延伸。

6.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述第三爪极(13)包括套设在所述电机轴(20)的第三安装板(131)和多个由所述第三安装板(131)的两侧垂直向外延伸的第三棘爪(132)，相邻所述第三棘爪(132)之间形成第三爪槽，所述第一棘爪(112)可伸入所述第三爪极(13)一侧的所述第三爪槽内，所述第二棘爪(122)可伸入所述第三爪极(13)另一侧的所述第三爪槽内。

7.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述第一棘爪(112)、所述第二棘爪(122)以及所述第三棘爪(132)均形成为梯形板，所述梯形板的梯形截面垂直于安装板的板面，且沿所述安装板的径向方向由外向内所述梯形板的厚度逐渐增加。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的电机转子，其特征在于，所述第三爪极(13)上还设置有在所述第一安装腔(1)和所述第二安装腔(2)内沿轴向延伸的安装座(5)，所述励磁绕组和所述永磁体(4)均套设于所述安装座(5)上。

9.一种电机，其特征在于，所述电机上设置有根据权利要求1-8中任一项所述的电机转子。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的电机。