CN208522549U - 一种电机转子及电机 - Google Patents

Abstract

一种电机转子，属于电动或混合电动车推进系统，包括：轴(1)；转子铁芯(2)，设置为筒状结构，安装在轴上；助磁结构(3)，包括设置为环状结构的两端；助磁结构(3)的两端分别安装于转子铁芯(2)的两端，并且一端旋转至与另一端形成预定角度的位置。通过助磁结构(3)的设计，具有较高的气隙磁场强度，有助于电机体积的减少；且该结构的设计，可以起到保护磁钢和同时兼做动平衡端板的作用，使得电机的结构更为紧凑。

Description

一种电机转子及电机

技术领域

本申请涉及汽车动力电机领域，尤其涉及一种电机转子及电机。

背景技术

随着电动汽车的飞速发展，引起了新一轮的电机革新，尤其是由于车内紧凑的空间限制，使得电机朝着高效率、小型化、轻量化的方向发展。电机小型化、轻量化是摆在诸多电动汽车企业面前的问题，在设计之初就极力追求高效、小型和轻量化。电机的损耗主要是由绕组线圈引起的铜损和硅钢片引起的铁损组成，在低转速比如斜坡起动等需要大转矩的时候，铜损占很大比例；由于铜损与线圈的电阻、电流的平方成正比，几乎与磁密的平方成反比。现有技术中多着眼于提高线圈的槽满率，也即通过使用大截面的扁导线作为线圈；采用扁导线作为线圈的这种技术与传统技术采用的圆导线相比，可将槽满率由48％提高到60％，实现线圈电阻的减小，降低铜损得效果，进而减小电机的体积。但对提供磁通密度的研究相对较少。

实用新型内容

(一)实用新型目的

本实用新型的目的是提供一种电机转子，通过在转子铁芯上设置助磁结构，使得转子在转动时，在转子铁芯的助磁结构产生的轴向磁通，通过转子铁芯两端的导磁部位，转换为径向磁通，并通过气隙和定子铁芯，形成高密度的磁通量。使得电机的气隙磁场得到增强，进而利用高磁通密度一方面可以降低铜损，一方面可以提高输出转矩，进而实现高效和小型轻量化。

(二)技术方案

为解决上述问题，本实用新型的第一方面提供了一种电机转子，包括：轴；转子铁芯，设置为筒状结构，安装在所述轴上；助磁结构，包括设置为环状结构的两端，所述助磁结构的两端分别安装于转子铁芯的两端，并且一端旋转至与另一端形成预定角度的位置。

进一步的，所述转子铁芯上沿所述轴贯穿的方向设置有至少两个T形孔；每两个所述T形孔之间设置有一固定孔。

进一步的，所述电机转子还包括至少两个第一磁钢；每个所述第一磁钢设置为条形结构，位于所述转子铁芯的T形孔内。

进一步的，每个所述第一磁钢包括相对设置的N极和S极；相邻的两个所述第一磁钢的N极与N极相邻、S极与S极相邻；相邻两个所述N极在所述转子铁芯的端面形成N极面；相邻两个所述S极在所述转子铁芯的端面形成S极面。

进一步的，所述助磁结构的两端包括设置在所述转子铁芯两端的第一极盘和第二极盘，所述第一极盘和所述第二极盘包括凸极极盘和补充极盘；所述凸极极盘设置为齿轮状结构；所述齿轮状结构的轮齿设置为凸极；所述补充极盘设置在所述齿轮状结构齿槽的位置，且与所述凸极极盘共同形成环状结构。

进一步的，所述第一极盘和所述第二极盘的内径均小于所述转子铁芯的内径；所述第一极盘安装在转子铁芯一端，且所述第一极盘的凸极极盘覆盖在N极面的位置，补充极盘覆盖在S极面的位置；所述第二极盘安装在转子铁芯另一端，且所述第二极盘的凸极极盘覆盖在S极面的位置，补充极盘覆盖在N极面的位置。

进一步的，所述凸极极盘采用导磁材料，所述补充极盘采用非导磁材料。

进一步的，所述的电机转子，还包括隔磁铜套；所述隔磁铜套套设在所述轴上，且位于所述第一极盘和所述第二极盘之间；所述隔磁铜套与所述轴过盈连接。

进一步的，所述的电机转子，还包括固定件；所述固定件穿设于所述固定孔，并向外延伸出所述固定孔所在端面。

进一步的，所述助磁结构还包括至少一个第二磁钢；所述第二磁钢设置为环状结构，套设于所述轴的外部，且位于所述第一极盘和第二极盘之间。

进一步的，所述T形孔在所述转子铁芯上以所述轴的轴心为中心，成射线状排列。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电机，包括如上任一项项所述的电机转子。

技术方案小结：

本申请的电机转子通过在转子铁芯上设置助磁结构，使得轴向磁场方向的磁钢产生的轴向磁通，经由第一极盘和第二极盘，转换为径向磁通，为气隙提供额外的助磁磁通，提高电机的气隙磁通密度。高磁通密度有助于电机在运行过程中提高输出转矩。通过高输出转矩，以减小体积、实现小型轻量化。另外通过增加输出转矩，减小了产生相同转矩所需要的电流，进而减小铜损，在一定程度上提高效率。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

本申请的电机采用新型的助磁结构的转子，该转子的助磁结构，通过第一极盘、第二极盘安装于转子铁芯两侧，且第一极盘和第二极盘之间有轴向磁钢，通过第一极盘、第二极盘，将轴向磁钢的磁通转换为径向磁通，提高了气隙磁场强度，有利于输出更大的转矩，也即在保持相同转矩输出的情况下，有助于缩小电机的体积。另外，本申请的助磁结构充分利用了绕组端部下面的空间，使得电机结构紧凑；助磁结构的两端固定于转子铁芯的两端部，可以起到保护转子铁芯内部磁钢的作用，同时，助磁结构还兼具转子动平衡去重时的动平衡端板的作用。此外，助磁结构第一极盘、第二极盘的内径小于转子铁芯的内径，第一极盘和第二极盘与轴通过隔磁通套连接，而转子铁芯内径与第一极盘和第二极盘在径向位置上还有一部分空余空间，也就是电机转子类似于一个具有中部镂空的结构，有助于实现轻量化；助磁结构冲压制造工艺简单易行、成本较低，适合于大批量生产制造。

附图说明

图1是本申请实施方式电机转子剖面结构示意图；

图2是本申请实施方式转子铁芯的横截面结构示意图；

图3是本申请实施方式电机转子组装结构示意图；

图4是本申请实施方式助磁结构的第一极盘或第二极盘的结构示意图；

图5是本申请实施方式第一磁钢的结构示意图。

附图标记：

1：轴；2：转子铁芯；21：T形孔；22：固定孔；23：N极面；24：S 极面：3：助磁结构；31：第一极盘；32：第二极盘；311：凸极极盘3-1：凸极；312：补充极盘；3-2：限位孔；4：第一磁钢；41：N极；42：S极； 33：第二磁钢；5：隔磁铜套；6：固定件；61：螺栓；62：螺母。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

在附图中示出了根据本实用新型实施例的层结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。

显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

以下将参照附图更详细地描述本实用新型。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

请参阅图1，图1是本申请实施方式电机转子剖面结构示意图。

根据本申请的一个实施方式提供了一种电机转子，如图1所示，包括：轴1；转子铁芯2，设置为筒状结构，安装在轴1上；助磁结构3，包括设置为环状结构的两端，助磁结构3的两端分别安装于转子铁芯2的两端，并且一端旋转至与另一端形成预定角度的位置。其中的预定角度可以为30°、 45°、60°或90°，但不限于上述列举，具体可以根据N极面和S极面的总数量计算得到预定角度。一端旋转后，形成两端交错的位置，安装与转子铁芯2。

请参阅图1和2，图1是本申请实施方式电机转子剖面结构示意图，图2 是本申请实施方式转子铁芯的横截面结构示意图。

在一可选实施例中，如图1和2所示，转子铁芯2上沿轴1贯穿的方向设置有至少两个T形孔21；每两个T形孔21之间设置有一固定孔22。

在本是实施例中，转子铁芯2的筒体上设置有偶数个T形孔21，可以为两个、四个、六个……十二个或更多个，但不限于上述列举。T形孔21包括横孔和垂直于横孔的竖孔，T形孔21可以为横孔和竖孔连通的结构，也可以为横孔和竖孔非连通结构。需要说明的是，T形孔的横孔沿着转子铁芯2的内径外围的周长方向排列。通过T形孔21的设计，防止了漏磁现象的发生。

请参阅图2，图2是本申请实施方式转子铁芯的横截面结构示意图。

在一可选实施例中，如图2所示，电机转子还包括至少两个第一磁钢4；每个第一磁钢4设置为条形结构，位于转子铁芯的T形孔21内。

在本实施例中，第一磁钢4包括永磁磁钢，可以设置为圆条状或方形条状但不限于此，优选为矩形条状。永磁磁钢设置在T形孔21的竖孔中，形成切向式磁钢，当转子旋转时，形成切向式充磁方向。第一磁钢31的长度与转子铁芯21的长度相适配。第一磁钢31可以为两个、四个……十二个或更多个，且与T形孔21的数量相匹配，但不限于此，优选为偶数个。

请参阅图2和5，图2是本申请实施方式转子铁芯的横截面结构示意图；图5是本申请实施方式第一磁钢的结构示意图。

在一可选实施例中，如图2和5所示，每个第一磁钢4包括相对设置的 N极41和S极42；相邻的两个第一磁钢4的N极41与N极41相邻、S极42 与S极42相邻；相邻两个N极41在转子铁芯2的端面形成N极面23；相邻两个S极42在转子铁芯2的端面形成S极面24。

在本实施例中，如图5所示，以方形条状的永磁磁钢作为说明，其中，面向读者的最大面为第一磁钢31的N极311，与该面相对背的面(也就是背向读者的最大面)为第一磁钢31的S极312。当多个第一磁钢31放置在T 形孔21的竖孔内时，相邻的两个孔内的第一磁钢31以同极面面相对的方式排列。其中，每个第一磁钢4其相对设置的N极41和S极42，也就是该磁钢的充磁方向为切向式充磁。

请参阅图4，图4是本申请实施方式助磁结构的第一极盘或第二极盘的结构示意图。

在一可选实施例中，请参阅图4，助磁结构3的两端包括设置在转子铁芯2两端的第一极盘31和第二极盘32，第一极盘31和第二极盘32包括凸极极盘311和补充极盘312；凸极极盘311设置为齿轮状结构；齿轮状结构的轮齿设置为凸极3-1；补充极盘312设置在齿轮状结构齿槽的位置，且与凸极极盘311共同形成环状结构。

在本实施例中，第一极盘31和第二极盘32分别设置在转子铁芯2的两端，在极盘的凸极3-1和补充极盘312上分别设置由限位孔3-2，其中限位孔的大小与固定孔22的大小相等、数量相等。当两个极盘连接在转子铁芯2 的两端时，每个限位孔3-2分别落在与其对应的固定孔22的位置。

通过极盘的设置，两极盘分别固定于转子铁芯2的两端部，对第一磁钢 31进一步固定，可以起到保护第一磁钢4的作用，同时，两个极盘还有兼具电机转子动平衡去重时的动平衡端板的作用，有助于转子运行于更高的转速。

请参阅图3和图4，图3是本申请实施方式电机转子组装结构示意图；图4是本申请实施方式助磁结构的第一极盘或第二极盘的结构示意图。

在一可选实施例中，如图3和图4所示，第一极盘31和第二极盘32的内径均小于转子铁芯2的内径；第一极盘31安装在转子铁芯2一端，且第一极盘32的凸极3-1覆盖在N极面23的位置，补充极盘3-2覆盖在S极面24 的位置；第二极盘32安装在转子铁芯2另一端，且第二极盘32的凸极3-1 罩设在S极面24的位置，补充极盘3-2覆盖在N极面23的位置。

在本是实施例中，极盘是由凸极极盘311和补充极盘312组合后形成的环状结构，通过固定件6安装在转子铁芯2的两端。凸极极盘311可以设置为齿状结构，轮齿设置为凸极3-1，每两个凸极3-1之间的位置也就是齿槽的位置用来填充补极盘312。在一优选情况中补充极盘312的形状和大小与凸极3-1的形状大小相同。

请参阅图4，图4是本申请实施方式助磁结构的第一极盘或第二极盘的结构示意图。

在一可选实施例中，如图4所示，凸极极盘311采用导磁材料，补充极盘3-2采用非导磁材料。需要说明的是，非导磁材料包括但不限于不锈钢、铜，优选为不锈钢。

请参阅图1，图1是本申请实施方式电机转子剖面结构示意图。

在一可选实施例中，如图1所示，电机转子还包括隔磁铜套5；隔磁铜套5套设在轴1上，且位于第一极盘31和第二极盘32之间；隔磁铜套5与轴1过盈连接。需要说明的是，隔磁铜套5的内径与轴1的外径相匹配，以套设在轴1上；隔磁铜套5的外径与极盘的内径相匹配，以贯穿并固定极盘。本申请通过隔磁铜套5的设置，防止第二磁钢33的磁通通过轴形成短路回路，而无法实现助磁效果的现象发生。

请参阅图3，图3是本申请实施方式电机转子组装结构示意图。

在一可选实施例中，如图3所示，电机转子还包括固定件6；固定件6 穿设于固定孔22，并向外延伸出固定孔22所在端面。其中固定件6优选包括长螺栓61和螺母62，长螺栓61穿过固定孔22和限位孔3-2，将螺母62 与长螺栓61拧紧，从而将助磁结构3、隔磁铜套5、转子铁芯2以及轴1进行固定。使结构更加紧凑。减小体积。

请参阅图1，图1是本申请实施方式电机转子剖面结构示意图。

在一可选实施例中，如图1所示，助磁结构3还包括至少一个第二磁钢 33；第二磁钢33设置为环状结构，套设于轴1的外部，且位于所述第一极盘31和所述第二极盘32之间。优选的，第二磁钢33位于转子铁芯的内部，套设于轴1的外部，且第二磁钢33不与转子铁芯2的内壁接触，使转子铁芯2 形成端部和内部形成镂空结构，以减小体积和重量。另外，第二磁钢33包括轴向永磁磁钢，优选设计为内径与隔磁铜套5外径相匹配环状结构。优选的，第二磁钢33设置在两个极盘之间，通过两个极盘的凸极3-1以及补充极盘 312的作用和两个极盘成预定角度的交错设置，将第二磁钢33产生的轴向充磁的磁通转换为径向磁通，为电机气隙提供了额外的助磁磁通。

在一可选实施例中，T形孔21在转子铁芯2上以轴1的轴心为中心，成射线状排列。

根据本申请另一实施方式提供了一种电机，包括如上任一项实施例描述的电机转子。在本实施例中，当上述描述的电机转子与定子组装后，电机转子助磁结构的两个极盘位于绕组内，充分的利用了闲置空间，使得电机的结构紧凑。

本实用新型旨在保护一种电机转子及电机。本申请的电机采用新型的助磁结构的转子，该转子的助磁结构通过第一极盘、第二极盘安装在转子铁芯的两侧，且第一极盘和第二极盘之间有轴向设置的第二磁钢，通过第一集盘、第二极盘将第二磁钢的磁通转换为径向磁通，提高了气隙的磁场强度，有利于输出更大的转矩，也即在保持相同转矩输出的情况下，有助于缩小电机的体积。另外，本申请的助磁结构充分利用了绕组端部下面的空间，使得电机结构紧凑；助磁结构的两端固定于转子铁芯的两端部，可以起到保护助磁结构贯穿于转子铁芯中的部分的作用，同时，助磁结构还兼具转子动平衡去重时的动平衡端板的作用。此外，助磁结构第一极盘、第二极盘的内径小于转子铁芯的内径，第一极盘和第二极盘与轴通过隔磁铜套连接，而转子铁芯内径与第一极盘和第二极盘在径向位置上还有一部分空余空间，也就是电机转子类似于具有一个中部镂空的结构，有助于时限轻量化；助磁结构冲压制造工艺简单易行、成本较低，适合于大批量生产制造。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (11)

1.一种电机转子，其特征在于，包括：

轴(1)；

转子铁芯(2)，设置为筒状结构，安装在所述轴(1)上；

助磁结构(3)，包括均设置为环状结构的两端；

所述助磁结构(3)的两端分别安装于所述转子铁芯(2)的两端，并且一端旋转至与另一端形成预定角度的位置。

2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，

所述转子铁芯(2)上沿所述轴(1)贯穿的方向设置有至少两个T形孔(21)；

每两个所述T形孔(21)之间设置有一固定孔(22)。

3.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，还包括至少两个第一磁钢(4)；

每个所述第一磁钢(4)设置为条形结构，位于所述转子铁芯的T形孔(21)内。

4.根据权利要求3所述的电机转子，其特征在于，每个所述第一磁钢(4)包括相对设置的N极(41)和S极(42)；

相邻的两个所述第一磁钢(4)的N极(41)与N极(41)相邻、S极(42)与S极(42)相邻；

相邻两个所述N极(41)在所述转子铁芯(2)的端面形成N极面(23)；

相邻两个所述S极(42)在所述转子铁芯(2)的端面形成S极面(24)。

5.根据权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述助磁结构(3)的两端包括设置在所述转子铁芯(2)两端的第一极盘(31)和第二极盘(32)，所述第一极盘(31)和所述第二极盘(32)包括凸极极盘(311)和补充极盘(312)；

所述凸极极盘(311)设置为齿轮状结构；

所述齿轮状结构的轮齿设置为凸极(3-1)；

所述补充极盘(312)设置在所述齿轮状结构齿槽的位置，且与所述凸极极盘(311)共同形成环状结构。

6.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，

所述第一极盘(31)和所述第二极盘(32)的内径均小于所述转子铁芯(2)的内径；

所述第一极盘(31)安装在转子铁芯(2)一端，且所述第一极盘(31)的凸极(3-1)覆盖在N极面的位置，补充极盘(312)覆盖在S极面(24)的位置；

所述第二极盘(32)安装在转子铁芯(2)另一端，且所述第二极盘(32)的凸极(3-1)覆盖在S极面的位置，补充极盘(312)覆盖在N极面(23)的位置。

7.根据权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述凸极极盘(311)采用导磁材料，所述补充极盘(312)采用非导磁材料。

8.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，还包括隔磁铜套(5)；

所述隔磁铜套(5)套设在所述轴(1)上，且位于所述第一极盘(31)和所述第二极盘(32)之间；

所述隔磁铜套(5)与所述轴(1)过盈连接。

9.根据权利要求2所述的电机转子，其特征在于，还包括固定件(6)；

所述固定件(6)穿设于所述固定孔(22)，并向外延伸出所述固定孔(22)所在端面。

10.根据权利要求6所述的电机转子，其特征在于，所述助磁结构(3)还包括至少一个第二磁钢(33)；

所述第二磁钢(33)设置为环状结构，套设于所述轴(1)的外部，且位于所述第一极盘(31)和所述第二极盘(32)之间。

11.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的电机转子。