CN210156985U - 转子形成件和电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，公开一种转子形成件和电机。转子形成件用于装配以形成转子，所述转子形成件包括件本体和磁体，所述件本体的外周面上设置有沿着件本体的轴向方向布置的N段所述磁体，N段所述磁体通过等于或少于N‑1个套装在所述磁体上的定位套来定位，其中，N≥2。相对于现有技术中的几段永磁体就需要几个磁钢套来固定而言，相应地减少了磁钢套的数量，而通过N‑1个定位套，N段磁体能够稳定可靠地被定位在件本体的外周面上。因此，相对于现有技术，该转子形成件能够使得定位套(比如钢套)数量减少，降低电机成本，提高可制造性及生产效率，同时定位套中的涡流损耗减少，电机性能提高，温升降低。

Description

转子形成件和电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体地，涉及一种转子形成件和一种电机。

背景技术

随着稀土永磁体性能的不断提高，永磁电机以其功率密度高、动态性能良好以及形状和尺寸灵活多样等显著优点，越来越广泛的应用于各行各业。根据永磁体的不同放置位置，永磁电机的转子结构可分为表贴式和内置式两大类。对于表贴式转子结构，永磁体直接设置在转子铁芯或转轴的外周面上，然后通过玻璃纤维套或不锈钢套固定永磁体，以防止高速旋转时因离心力导致永磁体的碎裂或移位。

目前，对于大功率电机，因电机轴向长度较长，受限于长度，永磁体需轴向分段，此时一般需要多段钢套用以固定永磁体，即永磁体分几段，就需要几个磁钢套。

然而，钢套数量增加，将导致电机对应的成本亦增加，同时使得电机的制造困难增大，生产效率低。另外，钢套数量过多，钢套中涡流损耗大，电机性能将受影响，电机温升大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种转子形成件，该转子形成件能够使得定位套(比如钢套)数量减少，降低电机成本，提高可制造性及生产效率，同时定位套中的涡流损耗减少，电机性能提高，温升降低。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种转子形成件，该转子形成件用于装配以形成转子，所述转子形成件包括件本体和磁体，所述件本体的外周面上设置有沿着件本体的轴向方向布置的N段所述磁体，N段所述磁体通过等于或少于N-1个套装在所述磁体上的定位套来定位，其中，N≥2。

通过上述技术方案，由于N段磁体通过等于或少于N-1个套装在磁体上的定位套来定位，这样，相对于现有技术中的几段永磁体就需要几个磁钢套来固定而言，相应地减少了磁钢套的数量，而通过N-1个定位套，N段磁体能够稳定可靠地被定位在件本体的外周面上。因此，相对于现有技术，该转子形成件能够使得定位套(比如钢套)数量减少，降低电机成本，提高可制造性及生产效率，同时定位套中的涡流损耗减少，电机性能提高，温升降低。

进一步地，每个所述定位套的一端设置在上一个所述磁体上，另一端设置在相邻的下一个所述磁体上。

更进一步地，对于首段磁体和末段磁体，对应的定位套的端部越过首段磁体和末段磁体的中心部位。

进一步地，在N为2n时，每两段所述磁体为一组，则2n段磁体分为n组，每组通过一个定位套来定位，其中，n≥1。

进一步地，在N为2n+1时，每两段所述磁体为一组，则2n+1段磁体分为n组并剩余一段磁体，每组通过一个定位套来定位，剩余一段磁体通过剩余一个定位套来定位，其中，n≥1。

更进一步地，剩余一个定位套的一端越过剩余一段磁体的中心部位，另一端设置在相邻的上一个磁体上。

另外，每组通过一个定位套来定位时，该一个定位套的两端分别越过磁体的中心部位。

另外，所述件本体为转轴；或者，所述件本体为转子芯体；或者，所述件本体包括转轴和转子芯体，所述转子芯体固定设置在所述转轴上，所述磁体设置在所述转子芯体上。

另外，所述件本体的外周面上形成有多个周向间隔布置的容纳槽，所述磁体设置在容纳槽内，所述容纳槽的槽底面的与磁体的端部对应的位置中的至少一个位置处形成有径向向内延伸的凹腔。

最后，本申请提供一种电机，所述电机包括转子，所述转子包括以上任意所述的转子形成件。如上所述的，该电机的制造成本降低，温升降低，电机的整体品质得到显著提升。

本实用新型的其它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实用新型的进一步理解，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实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型具体实施方式提供的一种转子形成件的设置有N段磁体的件本体的一种结构示意图；

图2是本实用新型具体实施方式提供的一种转子形成件中，在图1的件本体上设置有定位套的结构示意图；

图3是图2中圆圈部分的放大图；

图4是本实用新型具体实施方式提供的另一种转子形成件的结构示意图；

图5是在件本体的外周面上形成有容纳槽的结构示意图；

图6是本实用新型的容纳槽内设置有磁体的磁力线分布示意图；

图7是现有技术的容纳槽内设置有磁体的磁力线分布示意图；

图8是本实用新型的电机的转矩和转动脉动的变化曲线图；

图9是本实用新型的电机的齿槽转矩峰峰值的变化曲线图。

附图标记说明

1-磁体，2-定位套，3-转轴，4-转子芯体，5-容纳槽，6-凹腔，7-弧形连接段。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型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实用新型，并不用于限制本实用新型。

参考图1、图2、图3和图4，本实用新型提供的一种转子形成件用于装配以形成转子，转子形成件包括件本体和磁体1，件本体的外周面上设置有沿着件本体的轴向方向布置的N段磁体1，N段磁体1通过等于或少于N-1个套装在磁体1上的定位套2来定位，其中，N≥2。

在该技术方案中，由于N段磁体通过等于或少于N-1个套装在磁体上的定位套来定位，这样，相对于现有技术中的几段永磁体就需要几个磁钢套来固定而言，相应地减少了磁钢套的数量，而通过N-1个定位套，N段磁体能够稳定可靠地被定位在件本体的外周面上。因此，相对于现有技术，该转子形成件能够使得定位套(比如钢套)数量减少，降低电机成本，提高可制造性及生产效率，同时定位套中的涡流损耗减少，电机性能提高，温升降低。

当然，N-1个定位套2可以通过多种布置方式将N段磁体1套装定位在件本体1上，但应当理解，不论采用哪种布置方式，只要用等于或小于N-1个定位套将N段磁体固定定位即可。

比如，N段磁体1中，除去两段相邻的磁体1用1个定位套定位之外(定位套的一端延伸到一段磁体1上，另一端延伸到另一端磁体1上)，剩余的一段磁体1通过一个定位套2来套装定位。例如，5段磁体用4个定位套2来定位(3段磁体中，周向方向上的每段磁体外套装1个定位套，剩余的2段磁体1则通过剩余的1个定位套来套装定位)。

或者再比如，每个定位套2的一端设置在上一个磁体1上，另一端设置在相邻的下一个磁体1上。这样，除了首段磁体和末段磁体之外，中间的每个磁体都通过两个定位套来定位，从而在减少定位套数量的同时，有效地提升了磁体固定的可靠性。当然，对于首段磁体和末段磁体而言，设置在首段磁体和末段磁体上的定位套也能够确保首段磁体和末段磁体的可靠套装定位。

进一步的，为了提升首段磁体和末段磁体的定位可靠性，对于首段磁体和末段磁体，对应的定位套的端部越过首段磁体和末段磁体的中心部位。也就是，定位套的一端在轴向方向上越过首段磁体和末段磁体的中心部位，比如越过中心部位延伸到大概在首段磁体和末段磁体的轴向长度的2/3位置处。

另外，如图1和图2以及图4所示的，在N为2n时，每两段磁体1为一组，则2n段磁体分为n组，每组通过一个定位套2来定位，也就是，通过n个定位套2来套装定位，其中，n≥1。比如，在图2中，n＝2，也就是有4段磁体，分为两组，每组用1个定位套2来定位，也就是需要2个定位套来定位4段磁体。而每组中的2段磁体通过1个定位套来定位的布置方式也有多种，比如，定位套1的轴向长度等于2段磁体的轴向长度和2段磁体之间的间隔的轴向长度。或者，定位套1的轴向长度较短，使得1个定位套的两端分别设置在两端的磁体上。或者，定位套1的轴向长度较短，使得每组通过一个定位套2来定位时，该一个定位套2的两端分别越过磁体的中心部位，以提升磁体1的定位稳定性和可靠性。

另外，在N为2n+1时，每两段磁体1为一组，则2n+1段磁体分为n组并剩余一段磁体，每组通过一个定位套2来定位，剩余一段磁体通过剩余一个定位套2来定位，其中，n≥1，也就是，2n+1段磁体通过n+1个定位套定位。比如，n＝2时，5段磁体通过3个定位套定位。进一步地，剩余一个定位套2的一端越过剩余一段磁体的中心部位，另一端设置在相邻的上一个磁体上，这样，可以提升剩余一段磁体的定位可靠性，还能够确保相邻的上一段磁体的定位可靠性。进一步地，每组通过一个定位套2来定位时，该一个定位套2的两端分别越过磁体的中心部位以提升磁体1的定位稳定性和可靠性。

此外，需要说明的是，本申请的件本体具有多种形式，比如，一种形式中，如图4所示的，件本体为转轴3，也就是，多段磁体1直接设置在转轴3的外周面上；或者，件本体为转子芯体4，如图3所示的，也就是，多段磁体1直接设置在转子芯体4的外周面上，然后装配时可以将转子芯体4设置在转轴3上；或者，件本体包括转轴3和转子芯体4，转子芯体4固定设置在转轴3上，磁体1设置在转子芯体4上，此时，多段磁体1直接设置在转子芯体4的外周面上。

另外，如图3和图5所示的，件本体的外周面上形成有多个周向间隔布置的容纳槽5，磁体1设置在容纳槽5内，容纳槽5的槽底面的与磁体的端部对应的位置中的至少一个位置处形成有径向向内延伸的凹腔6。比如，一种方式中，容纳槽5的槽底面的周向两端处分别形成有径向向内延伸的凹腔6。这样，当磁体1设置在容纳槽5内时，由于凹腔6在磁体比如磁瓦的对应端部形成避开空间，该避开空间的导磁能力相对于件本体比如形成转子芯体的导磁能力而言较弱，从而减少磁力线通过，如图6和图7所示的，在图6中，本申请中由于凹腔的存在，磁体在凹腔的位置处的磁力线的数量明显少于图7显示的现有技术中未设置有凹腔时磁体端部的磁力线分布数量，因此，可以在不影响或者基本不影响磁体的主磁路的情况下，可以减少磁体边缘漏磁，并可有效减小或避免磁体退磁，同时还可以一定程度降低转子的转矩脉动和齿槽转矩，从而提高电机最大输出转矩，增加电机效率，使得电机的应用范围增大。比如，可以使得电机承受4.5倍及以上额定电流，不产生不可逆退磁，同时电机的转矩脉动可控制在1％以内，齿槽转矩在额定转矩的1％以内，从而使得电机最大转矩提高，使得电机应用范围更广泛。

另外，为了进一步减少磁体比如磁瓦的边缘漏磁，容纳槽可以形成有两个凹腔，即分别对应磁瓦的相应端部，例如，容纳槽的槽底面的两端分别形成有凹腔，从而减少磁瓦两端的边缘漏磁。同时，在磁瓦装配时，磁瓦的两端面可以抵接在容纳槽2的两侧侧表面上，而使得磁瓦卡装在容纳槽内。

当然，应当理解的是，容纳槽可以根据实际所需来设置所需的形状，但不论采用哪种形状，只要能够容纳设置磁瓦即可。比如，一种形状中，容纳槽可以为弧形槽，也就是，容纳槽的槽底面具有一定的弧度，比如外凸或内凹；或者，如图5所示的，容纳槽的槽底面为平直面，这样，不仅便于在转子冲片上形成比如冲出或切出容纳槽，还可以便于磁瓦成型，使得磁瓦设置在容纳槽时，磁瓦的平直底面和容纳槽的平直面之间形成稳定可靠的贴合，然后磁体比如磁瓦通过套装在其外周面上的定位套来可靠定位。

当然，凹腔的两个侧边可以分别与容纳槽的槽底面和槽侧面通过适当的形状连接，比如，凹腔的两个侧边分别与容纳槽的槽底面和槽侧面之间成夹角地连接。或者，如图5所示的，为了进一步减小磁瓦的边缘漏磁并进一步减小磁瓦退磁，凹腔的两侧边与容纳槽的槽底面和槽侧面相切连接，这样，当磁瓦设置在容纳槽内时，磁瓦的底面和凹腔的侧边之间的间隙将逐渐过渡，比如，在图5顺时针方向，同一个容纳槽右边的凹腔的侧边和磁瓦的底面之间的间隙将逐渐扩大，相应地，同一个容纳槽左边的凹腔的侧边和磁瓦的底面之间的间隙将逐渐缩小。

另外，凹腔可以具有多种形状，比如，可以为矩形凹腔、梯形凹腔或半圆形凹腔，或者，如图5所示的，凹腔为弧形凹腔，其中，弧形凹腔的一边与容纳槽的槽侧面相切连接，弧形凹腔的另一边形成为凸面向外的弧形连接段7，弧形连接段7与容纳槽的槽底面相切连接，这样，凹腔的两侧边分别与容纳槽的槽侧面和槽底面之间相切，使得凹腔的内表面形成连续的曲面，从而能够更进一步减小磁瓦的边缘漏磁并更进一步减小磁瓦退磁。

另外，如图5所示的，容纳槽的槽底面的周向长度为L，也就是容纳槽的两个槽侧面之间的长度，比如容纳槽的槽底面为平直面时的平直长度，或者容纳槽的槽底面为外凸面或内凹面时槽底面的周向曲线长度，其中，弧形凹腔的半径为dr1，其中，0.01*L≤dr1≤0.08*L，优选地，0.03*L≤dr1≤0.06*L。优选地，dr1＝0.05*L。这样尺寸的弧形凹腔能够使得电机转矩脉动与齿槽转矩均较小，提升电机承受额定电流以上电流的能力，使得电机不产生不可逆退磁，同时电机的额定输出转矩不受影响，电机的最大转矩提高，极大提升了电机性能。

另外，周向长度L可以根据转子的半径和磁瓦的具体尺寸选择所需的竖直，比如，周向长度L可以为15-30mm，优选地为20mm。当然，也可以选用除此之外的其他数值。

更进一步地，弧形连接段4的半径为dr2，其中，0.01*L≤dr2≤0.08*L，其中，优选地，0.05*L≤dr1+dr2≤0.15*L。优选地，0.07*L≤dr1+dr2≤0.12*L，更优选地，dr1+dr2＝0.1*L。这样，能够使得电机转矩脉动与齿槽转矩进一步减小，进一步提升电机承受额定电流以上电流的能力，使得电机不产生不可逆退磁，同时电机的额定输出转矩不受影响，电机的最大转矩提高，极大提升了电机性能。

更进一步地，dr1≤dr2，这样，能够使得电机转矩脉动与齿槽转矩更进一步减小，更进一步提升电机承受额定电流以上电流的能力，使得电机不产生不可逆退磁，同时电机的额定输出转矩不受影响，电机的最大转矩提高，极大提升了电机性能。比如，可以使得电机承受4.5倍及以上额定电流，不产生不可逆退磁，同时电机的转矩脉动可控制在1％以内，齿槽转矩在额定转矩的1％以内。

例如，在图8和图9中，序号5、10、15、20、30…的点表示dr1、dr2的一种具体取值，另外，图8和图9中相同的序号点处具有相同取值，比如具有相同取值的dr1。

图8和图9中，其中dr1从0.01*L变化至0.08*L，dr2从0.01*L变化至0.08*L，例如L＝20mm。从图8和图9中的变化曲线可以看出，在其中一个序号段10-20之间，图9中转子的齿槽转矩峰峰值较小，对应地，图8中的转子的齿槽转矩(计算转矩)相应地下降，同时转矩脉动明显下降。

最后，本申请提供一种电机，所述电机包括转子，所述转子包括以上任意所述的转子形成件。如上所述的，该电机的制造成本降低，温升降低，电机的整体品质得到显著提升。

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

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，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。

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

Claims (10)

1.一种转子形成件，用于装配以形成转子，其特征在于，所述转子形成件包括件本体和磁体(1)，所述件本体的外周面上设置有沿着件本体的轴向方向布置的N段所述磁体(1)，N段所述磁体(1)通过等于或少于N-1个套装在所述磁体(1)上的定位套(2)来定位，其中，N≥2。

2.根据权利要求1所述的转子形成件，其特征在于，每个所述定位套(2)的一端设置在上一个所述磁体(1)上，另一端设置在相邻的下一个所述磁体(1)上。

3.根据权利要求2所述的转子形成件，其特征在于，对于首段磁体和末段磁体，对应的定位套的端部越过首段磁体和末段磁体的中心部位。

4.根据权利要求1所述的转子形成件，其特征在于，在N为2n时，每两段所述磁体(1)为一组，则2n段磁体分为n组，每组通过一个定位套(2)来定位，其中，n≥1。

5.根据权利要求1所述的转子形成件，其特征在于，在N为2n+1时，每两段所述磁体(1)为一组，则2n+1段磁体分为n组并剩余一段磁体，每组通过一个定位套(2)来定位，剩余一段磁体通过剩余一个定位套(2)来定位，其中，n≥1。

6.根据权利要求5所述的转子形成件，其特征在于，剩余一个定位套(2)的一端越过剩余一段磁体的中心部位，另一端设置在相邻的上一个磁体上。

7.根据权利要求4-6中任意一项所述的转子形成件，其特征在于，每组通过一个定位套(2)来定位时，该一个定位套(2)的两端分别越过磁体的中心部位。

8.根据权利要求1所述的转子形成件，其特征在于，所述件本体为转轴(3)；

或者，

所述件本体为转子芯体(4)；

或者，

所述件本体包括转轴(3)和转子芯体(4)，所述转子芯体(4)固定设置在所述转轴(3)上，所述磁体(1)设置在所述转子芯体(4)上。

9.根据权利要求1所述的转子形成件，其特征在于，所述件本体的外周面上形成有多个周向间隔布置的容纳槽(5)，所述磁体(1)设置在容纳槽(5)内，所述容纳槽(5)的槽底面的与磁体的端部对应的位置中的至少一个位置处形成有径向向内延伸的凹腔(6)。

10.一种电机，其特征在于，所述电机包括转子，所述转子包括权利要求1-9中任意一项所述的转子形成件。

Images