CN209402266U - 转子组件和轴向电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供转子组件和轴向电机。其中，该转子组件包括：转轴，其沿轴向方向布置；转子铁芯，其围绕转轴布置，并且在转子铁芯中设置有多个沿径向方向延伸的槽；多个径向磁体，分别设置在各个槽中；多个周向磁体，围绕转子铁芯周边设置，并且在周向方向上与各个径向磁体间隔开；以及导磁环，其围绕多个周向磁体设置，以便将多个周向磁体定位在导磁环与转子铁芯之间；其中，径向磁体与周向磁体布置为使得两个相邻的径向磁体以及位于两个相邻的径向磁体之间的周向磁体朝向彼此的一面具有相同磁性的磁极。本申请的转子组件和轴向电机具有结构简单、易于制造、使用方便等优点，能够在不增加重量的情况下改善电机的运行效率、提高输出转矩并降低成本。

Description

转子组件和轴向电机

技术领域

本申请涉及轴向电机结构领域。更具体而言，本申请涉及一种转子组件，其旨在提高轴向电机的输出转矩密度。本申请还涉及一种包括该转子组件的轴向电机。

背景技术

轴向电机越来越多地在车轮轮毂中使用，其可用于驱动电动车辆。由于轴向电机可以代替减速器等机械传动部件，因此降低了车身重量并减少机械传动的损耗。轴向电机中的转子组件提供了磁体，并且与定子一起形成磁路来驱动转子组件。

转子组件的结构和磁体的布置对于磁场密度和轴向电机的运行效率是至关重要的。所期望的是在不增加重量的同时提高轴向电机的效率、增大转矩并节省能量。

因此，存在对于一种新的转子组件和轴向电机的持续需求，所期望的是该解决方案能够提供更高的输出转矩密度。

实用新型内容

本申请的一个目的在于提供一种转子组件，其通过采用聚磁式磁体布置以及磁体结构来提供更高的输出转矩密度。本申请的另一个目的在于提供一种包括上述转子组件的轴向电机。

本申请的目的是通过如下技术方案实现的：

一种转子组件，包括：

转轴，其沿轴向方向布置；

转子铁芯，其围绕转轴布置，并且在转子铁芯中设置有多个沿径向方向延伸的槽；

多个径向磁体，分别设置在各个槽中；

多个周向磁体，围绕转子铁芯周边设置，并且在周向方向上与各个径向磁体间隔开；以及

导磁环，其围绕多个周向磁体设置，以便将多个周向磁体定位在导磁环与转子铁芯之间；

其中，径向磁体与周向磁体布置为使得两个相邻的径向磁体以及位于两个相邻的径向磁体之间的周向磁体朝向彼此的一面具有相同磁性的磁极。

在上述转子组件中，可选地，周向磁体构造为使得N极和S极位于径向磁体朝向径向方向的面上。

在上述转子组件中，可选地，径向磁体构造为使得N极和S极位于径向磁体朝向周向方向的面上。

在上述转子组件中，可选地，槽构造为由转子铁芯包围，并且与转轴以及转子铁芯的外表面间隔开。

在上述转子组件中，可选地，周向磁体具有弧形形状，并紧贴转子铁芯的外表面及导磁环的内表面布置。

在上述转子组件中，可选地，各个周向磁体彼此间隔开。

在上述转子组件中，可选地，径向磁体沿径向方向紧贴槽的内表面设置。

在上述转子组件中，可选地，转子铁芯构造为采用软磁复合材料来形成。

在上述转子组件中，可选地，转子铁芯构造为采用粉末冶金工艺来制成。

一种轴向电机，其包括上述转子组件。

本申请的转子组件和轴向电机具有结构简单、易于制造、维护方便等优点，能够在不增加重量的情况下改善电机的运行效率、提高输出转矩并降低成本。

附图说明

以下将结合附图和优选实施例来对本申请进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本申请范围的限制。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并可能包含夸张性显示，并且附图也并非一定按比例绘制。

图1是本申请的转子组件的一个实施例的横截面示意图。

图2是图1所示实施例在使用中的磁路示意图。

具体实施方式

以下将参考附图来详细描述本申请的优选实施例。本领域中的技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本申请的保护范围。

首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。

此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本申请的其他实施例。

应当注意的是，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的组件。

图1是本申请的转子组件的一个实施例的横截面示意图。其中，根据本申请的一种转子组件100包括：转轴110，其沿轴向方向布置；转子铁芯120，其围绕转轴110布置，并且在转子铁芯120中设置有多个沿径向方向延伸的槽121；多个径向磁体122，分别设置在各个槽121中；多个周向磁体132，围绕转子铁芯120的周边设置，并且在周向方向上与各个径向磁体122间隔开；以及导磁环130，其围绕多个周向磁体132设置，以便将多个周向磁体132定位在导磁环130与转子铁芯120之间；其中，径向磁体122与周向磁体132布置为使得两个相邻的径向磁体以及位于两个相邻的径向磁体之间的周向磁体朝向彼此的一面具有相同磁性的磁极。

本文中所称的“轴向方向”指的是转轴110的延伸方向，也即图1中垂直于纸面的方向。尽管未示出，但转轴110可构造为沿轴向方向可旋转地布置。本文中所称的“径向方向”指的是在与轴向方向相垂直的平面上从转轴110的旋转轴线与该平面相交的点发出的在该平面内的方向，也即图1中从转轴110的横截面的圆心发出的，在纸面所在的平面上的方向。本文中所称的“周向方向”指的是沿图1中各个圆形部件的周边所延伸的方向。

由于各个槽121沿径向方向设置，因此，各个径向磁体122也大致沿径向方向设置。本申请中的径向磁体122与周向磁体132在周向方向上间隔开，指的是各个周向磁体132设置在两个相邻的径向磁体122之间，并且与各个径向磁体122均不接触。换言之，从转轴110的圆心发出的射线不会同时经过径向磁体122与周向磁体132两者，而是只会经过径向磁体122或周向磁体132之一。

容易理解的是，各个径向磁体122与周向磁体132均分别带有N极和S极。周向磁体132构造为使得其N极和S极位于周向磁体132朝向径向方向的面上。径向磁体122构造为使得其N极和S极位于径向磁体122朝向周向方向的面上。径向磁体122和周向磁体132的磁极的更详细的布置可以参见下文结合图2所做的说明。

各个槽121构造为由转子铁芯120包围，并且与转轴110以及转子铁芯120的外表面间隔开。径向磁体122沿径向方向紧贴槽121的内表面设置。

周向磁体132具有弧形形状，并紧贴转子铁芯120的外表面及导磁环130的内表面布置。此外，各个周向磁体132也彼此间隔开。

在本申请的一个实施例中，径向磁体122和周向磁体132可构造为由永磁磁钢来制成。转子铁芯120构造为采用软磁复合材料(SMC)来形成，并且可以采用粉末冶金工艺来制造。根据实际需要，还可以采用其他材料或其他工艺来制造磁体或铁芯。通过采用粉末冶金工艺，能够提高材料的利用效率，降低成本损耗，并且能够将转子铁芯制造为各种不同的形状，以实现模块化结构，便于装配。通过采用软磁复合材料，能够充分利用软磁复合材料的3D磁场走向，从而实现更高的磁通密度。同时，软磁复合材料还具有磁导率高、饱和磁感应强度高、在高频下铁损更低等优势。

本申请还提供了一种轴向电机，其包括根据上文所描述的转子组件100。

图2是图1所示实施例在使用中的磁路示意图。其中，图2中示意性地示出了轴向电机的转子组件100和定子组件200。出于清楚的缘故，轴向电机的其他部件没有示出。

定子组件200布置为面朝转子组件100，并且定子组件200包括多个定子齿和设置在定子齿之间的定子轭部。图2中示意性地标示出了第一定子齿201、第二定子齿202以及设置在这两个定子齿之间的定子轭部210。第一定子齿201和第二定子齿202相对于定子轭部210朝向转子组件100突起，并且布置为大致朝向转子铁芯120和多个径向磁体122。

如图所示，两个相邻的径向磁体122以及位于两个相邻的径向磁体122之间的周向磁体132朝向彼此的一面具有相同磁性的磁极。例如，图示的一组两个相邻的径向磁体122以及位于两个相邻的径向磁体122的周向磁体132朝向彼此的一面均为N极，并且在相邻的另一组两个径向磁体122以及周向磁体132朝向彼此的一面均为S极。因此，也容易理解的是周向磁体132构造为使得其N极和S极位于其朝向径向方向的面上。径向磁体122构造为使得其N极和S极位于其朝向周向方向的面上。

因此，根据本申请的周向电机可以提供至少两种闭合磁路。如图2中所示，在标号为A的磁路中，磁路从一个周向磁体132的N极出发，依次经过转子铁芯120、转子组件100与定子组件200之间的气隙、第一定子齿201、定子轭部210、第二定子齿202、转子组件100与定子组件200之间的气隙、转子铁芯120、另一个周向磁体的S极和导磁环130。最后，A磁路将回到出发点以形成闭合回路。

图2中还展示了标号为B的磁路，其中，磁路从径向磁体122的N极出发，经过转子铁芯120、转子组件100与定子组件200之间的气隙、第一定子齿201、定子轭部210、第二定子齿202、转子组件100与定子组件200之间的气隙、转子铁芯120和径向磁体122的S极。最后，B磁路回到出发点以形成闭合回路。

通过采用本申请的转子组件，能够提供额外的磁路，有效地提高了轴向电机的输出转矩密度，从而使得轴向电机在不增加额外重量的情况下能够以更高的效率和转矩运行，提高了轴向电机的整体表现。

本说明书参考附图来公开本申请，并且还使本领域中的技术人员能够实施本申请，包括制造和使用任何装置或系统、选用合适的材料以及使用任何结合的轴向电机。本申请的范围由请求保护的技术方案限定，并且包含本领域中的技术人员想到的其他实例。只要此类其他实例包括并非不同于请求保护的技术方案字面语言的结构元件，或此类其他实例包含与请求保护的技术方案的字面语言没有实质性区别的等价结构元件，则此类其他实例应当被认为处于由本申请请求保护的技术方案所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：

转轴，其沿轴向方向布置；

转子铁芯，其围绕所述转轴布置，并且在所述转子铁芯中设置有多个沿径向方向延伸的槽；

多个径向磁体，分别设置在各个槽中；

多个周向磁体，围绕所述转子铁芯周边设置，并且在周向方向上与各个径向磁体间隔开；以及

导磁环，其围绕多个所述周向磁体设置，以便将多个周向磁体定位在所述导磁环与所述转子铁芯之间；

其中，所述径向磁体与所述周向磁体布置为使得两个相邻的径向磁体以及位于两个相邻的径向磁体之间的周向磁体朝向彼此的一面具有相同磁性的磁极。

2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述周向磁体构造为使得N极和S极位于所述径向磁体朝向径向方向的面上。

3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述径向磁体构造为使得N极和S极位于所述径向磁体朝向周向方向的面上。

4.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述槽构造为由所述转子铁芯包围，并且与所述转轴以及所述转子铁芯的外表面间隔开。

5.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述周向磁体具有弧形形状，并紧贴所述转子铁芯的外表面及所述导磁环的内表面布置。

6.根据权利要求5所述的转子组件，其特征在于，各个周向磁体彼此间隔开。

7.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述径向磁体沿径向方向紧贴所述槽的内表面设置。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯构造为采用软磁复合材料来形成。

9.根据权利要求8所述的转子组件，其特征在于，所述转子铁芯构造为采用粉末冶金工艺来制成。

10.一种轴向电机，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的转子组件。