CN210246433U

CN210246433U - 电机的转子、驱动电机和车辆

Info

Publication number: CN210246433U
Application number: CN201921673408.XU
Authority: CN
Inventors: Zhengyong Gu; 顾正雍; Fei Wang; 王飞; Liang Fang; 方亮; Jintao Chen; 陈金涛
Original assignee: Anhui Welling Auto Parts Co Ltd
Current assignee: Anqing Weiling Auto Parts Co ltd; Guangdong Welling Auto Parts Co Ltd; Anhui Welling Auto Parts Co Ltd
Priority date: 2019-09-30
Filing date: 2019-09-30
Publication date: 2020-04-03
Anticipated expiration: 2029-09-30

Abstract

本实用新型公开了一种电机的转子、驱动电机和车辆，转子包括：第一转子铁心，第一转子铁心具有铁心孔和多个用于安装第一永磁体的第一安装槽；转轴，转轴穿设于铁心孔；不导磁套筒，不导磁套筒设于第一转子铁心和转轴之间，其中，铁心孔的孔壁具有安装凹部，不导磁套筒的外周面具有安装凸部，安装凸部插入安装凹部内。根据本实用新型实施例的转子，通过在第一转子铁心和转轴之间设置不导磁套筒，并且不导磁套筒的安装凸部插入第一转子铁心的安装凹部内，提高了转子的结构强度，降低了运行噪音，无需设置厚度较大的磁桥结构，能够有效抑制漏磁，提高电机的功率密度，且有效增加了d,q轴磁路上的磁阻，减小了电机的d,q轴电感，提高了电机的高速性能。

Description

电机的转子、驱动电机和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，更具体地，涉及一种电机的转子、驱动电机和车辆。

背景技术

在相关技术中，转子结构为了保证高转速时的结构强度要求，需要使磁桥足够宽，这就导致磁钢漏磁较大，功率密度低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电机的转子，所述转子能够有效降低漏磁，提高电机的功率密度。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述转子的驱动电机。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述驱动电机的车辆。

根据本实用新型实施例的电机的转子，包括：第一转子铁心，所述第一转子铁心具有铁心孔和多个用于安装第一永磁体的第一安装槽；转轴，所述转轴穿设于所述铁心孔；不导磁套筒，所述不导磁套筒设于所述第一转子铁心和所述转轴之间，其中，所述铁心孔的孔壁具有安装凹部，所述不导磁套筒的外周面具有安装凸部，所述安装凸部插入所述安装凹部内。

根据本实用新型实施例的电机的转子，通过在第一转子铁心和转轴之间设置不导磁套筒，并且不导磁套筒的安装凸部插入第一转子铁心的安装凹部内，提高了转子的结构强度，降低了运行噪音，无需设置厚度较大的磁桥结构，能够有效抑制漏磁，提高电机的功率密度，并且有效增加了d,q轴磁路上的磁阻，减小了电机的d,q轴电感，提高了电机的高速性能。

另外，根据本实用新型上述实施例的电机的转子还可以具有如下附加的技术特征：

在本实用新型的一些实施例中，所述不导磁套筒的外周面为圆形或正多边形，所述不导磁套筒的外周面与所述铁心孔的孔壁接触配合。

在本实用新型的一些实施例中，所述转子的极数为n，所述正多边形的边数为N，其中，所述N为所述n的整数倍。

根据本实用新型的一些实施例，所述正多边形的角部形成为所述安装凸部，所述铁心孔为正多边形孔，所述正多边形孔的内角部形成为所述安装凹部。

根据本实用新型的一些实施例，所述安装凸部和所述安装凹部的干涉量为a，所述第一永磁体沿所述第一转子铁心的径向延伸且所述第一永磁体沿所述第一转子铁心的径向延伸的长度为b，其中，a＜b/3。

在本实用新型的一些实施例中，多个所述第一安装槽沿所述第一转子铁心的周向分布，在所述第一转子铁心的周向上，相邻两个所述第一安装槽之间设有至少一个所述安装凹部。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一安装槽与所述安装凹部的数量相等。

在本实用新型的一些实施例中，所述不导磁套筒和所述转轴之间设有第二转子铁心。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一安装槽与所述铁心孔之间形成有磁桥，所述磁桥的厚度小于1.5mm。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一转子铁心还设有多个第二安装槽和多个第三安装槽，所述转子还包括第二永磁体和第三永磁体，所述第二永磁体安装于所述第二安装槽，所述第三永磁体安装于所述第三安装槽，在所述第一转子铁心的周向上，相邻两个所述第一永磁体之间设有一个所述第二永磁体和一个所述第三永磁体，每个所述第一永磁体位于一个所述第二永磁体和一个所述第三永磁体之间，位于相邻两个所述第一永磁体之间的所述第二永磁体和所述第三永磁体的径向外端彼此远离而径向内端彼此靠近。

根据本实用新型实施例的驱动电机包括根据本实用新型实施例的电机的转子。

根据本实用新型实施例的车辆包括根据本实用新型实施例的驱动电机。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型第一实施例的转子的结构示意图，其中，图中未示出永磁体；

图2是根据本实用新型第二实施例的转子的结构示意图；

图3是根据本实用新型第三实施例的转子的结构示意图；

图4是在相同电流的条件下，根据本实用新型第一实施例的转子与普通spoke型转子结构的矩角曲线图。

附图标记：

转子100；

第一转子铁心10；铁心孔11；第一安装槽12；第二安装槽13；第三安装槽14；安装凹部15；磁桥16；

转轴20；

不导磁套筒30；安装凸部31；

第二转子铁心40；

第一永磁体50；第二永磁体51；第三永磁体52。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的电机的转子100、驱动电机和车辆。

参照图1-图3所示，根据本实用新型实施例的电机的转子100可以包括：第一转子铁心10、转轴20和不导磁套筒30。

具体而言，第一转子铁心10具有铁心孔11和多个第一安装槽12，第一安装槽12用于安装第一永磁体50。转轴20穿设于铁心孔11，不导磁套筒30设于第一转子铁心10和转轴20之间。其中，铁心孔11的孔壁具有安装凹部15，不导磁套筒30的外周面具有安装凸部31，安装凸部31插入安装凹部15内。

通过安装凸部31与安装凹部15卡接配合的卡扣结构，使不导磁套筒30压装在第一转子铁心10和转轴20之间，并且保证不导磁套筒30在第一转子铁心10内部没有窜动，提高了转子100结构强度的同时，也保证整机运行时不易产生噪音。

在本实用新型的一些实施例中，不导磁套筒30采用不导磁材料制成，例如不锈钢、铝合金、铜合金、陶瓷等，不导磁且硬度大，有利于提高转子100的结构强度。

在一些相关技术中，转子采用永磁体沿转子铁心的径向延伸的普通辐式结构，且转子铁心直接与转轴配合，使得永磁体沿转子铁心的径向延伸的长度过长，转子高速运行时结构应力很大，不能满足高速运行的需求。在另一些相关技术中，转子采用永磁体沿转子铁心的径向延伸的普通辐式结构(普通spoke结构)，转子铁心直接与转轴配合，并且永磁体的径向内侧设置空气隙以缩短永磁体的径向延伸长度，但是空气隙的设置会降低转子铁心的结构强度，因此需要在转子铁心的周向上相邻两个空气隙之间形成尺寸较大的磁桥，导致漏磁严重。

而在本发明中，由于设置了不导磁套筒30并且不导磁套筒30与第一转子铁心10通过安装凸部31和安装凹部51可靠配合，使得第一永磁体50与转轴20之间的距离可以更大，即有利于缩短第一永磁体50沿第一转子铁心10径向延伸的长度，减小转子100高速运行时的结构应力，满足高速运行的需求。并且第一永磁体50的径向内侧无需设置空气隙，能够提高第一转子铁心10的结构强度，进而不存在相邻两个空气隙之间的磁桥，能够显著减少漏磁。

由于不导磁套筒30不导磁，第一安装槽12内第一永磁体50漏磁的磁路只能经过不导磁套筒30与第一安装槽12之间的第一转子铁心10部分。由于不导磁套筒30提高了转子100结构强度，因此，不导磁套筒30与第一安装槽12之间的第一转子铁心10部分的厚度可以更窄，形成厚度较小的磁桥16，磁通更易饱和，能够有效抑制漏磁，提高转子100的转矩。

与相关技术中的普通spoke结构相比，本实用新型实施例的转子100的转矩可以提高3％-6％，比如，在如图4所示的具体实施例中，本实用新型实施例的转子100的转矩比普通spoke结构相比增加了5.2％。

例如，在一些具体实施例中，如图1所示，第一安装槽12与铁心孔11之间形成有磁桥16，磁桥16的厚度(这里，磁桥16的厚度指磁桥16沿第一转子铁心10的径向的延伸尺寸)小于1.5mm，比如0.5mm、0.8mm、1mm、1.3mm等。既有效减少了漏磁，又避免第一永磁体50与不导磁套筒30发生干涉碰撞，进一步保证了结构强度，而且封闭的第一安装槽12更便于第一永磁体50装配。

当然，根据实际情况需要，在一些具体实施例中，第一安装槽12与铁心孔11可以连通，即不导磁套筒30与第一安装槽12之间无需设置磁桥16，最大程度上减少了漏磁。

此外，本实用新型的一些实施例通过将安装凸部31设于不导磁套筒30的外周面，并卡入第一转子铁心10内，能够有效增加d,q轴磁路上的磁阻，减小电机的d,q轴电感，提高电机的高速性能，使电机能够满足高速运行工况的应用需求。

根据本实用新型实施例的电机的转子100，通过在第一转子铁心10和转轴20之间设置不导磁套筒30，并且不导磁套筒30的安装凸部31插入第一转子铁心10的安装凹部15内，提高了转子100的结构强度，降低了运行噪音，无需设置厚度较大的磁桥16结构，能够有效抑制漏磁，提高电机的功率密度，并且有效增加了d,q轴磁路上的磁阻，减小了电机的d,q轴电感，提高了电机的高速性能。

在本实用新型的一些实施例中，安装凸部31的横截面为梯形、矩形、三角形、拱形或者不规则形等，相应的，安装凹部15的横截面也为梯形、矩形、三角形、拱形或者不规则形等，以使安装凹部15的横截面与安装凸部31的横截面形状适配，安装凸部31插入安装凹部15后可以面面接触，提高结构强度和驱动稳定性。当然，上述形状仅用于示例说明的目的，安装凸部31和安装凹部15的横截面形状包括但不限于此，只需要满足安装凸部31与安装凹部15可以面面接触以保证配合可靠性的要求即可。

在安装凸部31的横截面为矩形的实施例中，安装凸部31结构更简单，易于加工成型。在安装凸部31的横截面为梯形的实施例中，如图1所示，梯形结构增大了安装凸部31与安装凹部15的配合面积，进一步提高了安装凹部15处的结构强度。在安装凸部31的横截面为三角形的实施例中，如图2所示，安装凸部31结构简单，易于加工成型。在安装凸部31的横截面为拱形的实施例中，如图3所示，可以降低第一转子铁心10上安装凹部15处的应力集中，提高结构强度。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，不导磁套筒30的外周面为圆形，不导磁套筒30的外周面与铁心孔11的孔壁接触配合，即铁心孔11的孔壁为圆面。不导磁套筒30和铁心孔11结构简单，易于加工制造。

在本实用新型的另一些实施例中，如图2和图3所示，不导磁套筒30的外周面为正多边形，不导磁套筒30的外周面与铁心孔11的孔壁接触配合，即铁心孔11为与不导磁套筒30的外周面适配的正多边形孔。正多边形配合结构在转子100的周向上可以对不导磁套筒30和第一转子铁心10起到限位作用，以提高结构强度。

需要说明的是，在本实用新型的实施例中，不导磁套筒30的外周面形状包括但不限于圆形和多边形，只需要满足不导磁套筒30的外周面与铁心孔11的孔壁接触配合的要求即可。

在本实用新型的一些实施例中，转子100的极数为n，正多边形的边数为N，其中，N为n的整数倍，有利于提高第一转子铁心10周向上受力的均匀性。

例如，在如图2所示的示例中，转子100为八极，不导磁套筒30的外周面为正八边形，N等于n，使正八边形的角部与铁心孔11的干涉量(这里，“干涉量”可以理解为正八边形的角部的顶点与正八边形的内切圆的间距)较大，结构强度和驱动效果更佳。

另外，在正多边形的角部与铁心孔11的干涉量足够大时，如图2所示，正多边形的角部可以形成为安装凸部31，正多边形孔的内角部形成为安装凹部15。无需设置其他卡扣结构，使转子100结构更简单。

再例如，在如图3所示的示例中，转子100为八极，不导磁套筒30的外周面为正十六边形，N为n的二倍。与图2中所示的正八边形结构相比，正十六边形结构的干涉量相对较小。在本实用新型的一些实施例中，为提高正十六边形结构的结构强度，不导磁套筒30的外周面可以设有凸起，正十六边形孔的孔壁可以设有凹槽，凸起形成为安装凸部31，凹槽形成为安装凹部15，凸起与凹槽卡接、正十六边形的角部与正十六边形孔的内角部配合，构成了更多的卡扣结构，以提供更佳的结构强度。

根据本实用新型的一些实施例，如图1所示，安装凸部31和安装凹部15的干涉量为a，即安装凸部31插入安装凹部15内的深度为a。第一安装槽12内的第一永磁体50沿第一转子铁心10的径向延伸，并且第一永磁体50沿第一转子铁心10的径向延伸的长度为b，并且满足：a＜b/3。以使安装凸部31插入安装凹部15内的深度不会过大，保证转子100低速区的最大转矩，提高电机的低速性能。

在本实用新型的一些实施例中，如图1-图3所示，多个第一安装槽12沿第一转子铁心10的周向分布，在第一转子铁心10的周向上，相邻两个第一安装槽12之间设有至少一个安装凹部15。也就是说，相邻两个第一安装槽12之间至少通过一个卡扣结构连接不导磁套筒30和第一转子铁心10，提高了每个第一安装槽12周围第一转子铁心10的结构强度，每个第一安装槽12内侧的磁桥16的厚度都可以较窄，进而有利于减少转子100的整体漏磁。并且安装凹部15与第一安装槽12在第一转子铁心10的周向上错开，避免二者距离过近出现应力集中、反而降低结构强度的情况。

在本实用新型的一些实施例中，第一安装槽12与安装凹部15的数量相等，换言之，相邻两个第一安装槽12之间设有一个安装凹部15，既保证了结构强度，又防止安装凹部15的数量过多反而降低转子100的结构强度。

本实用新型对不导磁套筒30与转轴20的配合方式不做特殊限制。例如，在一些实施例中，不导磁套筒30与转轴20过盈配合；在另一些实施例中，不导磁套筒30与转轴20键槽配合，以提高不导磁套筒30与转轴20配合的稳定性；在又一些实施例中，如图1所示，不导磁套筒30和转轴20之间还可以设有第二转子铁心40。第二转子铁心40代替不导磁套筒30与转轴20直接相连，进一步提高整个转子100的结构强度。在本实用新型的一些实施例中，第二转子铁心40与转轴20可以过盈配合或者通过键槽等结构配合。在本实用新型的一些实施例中，第二转子铁心40与不导磁套筒30可以过盈配合或者通过键槽等结构配合。

根据本实用新型的一些实施例，如图1和图2所示，第一转子铁心10还设有多个第二安装槽13和多个第三安装槽14，在第一转子铁心10的周向上，相邻两个第一永磁体50之间设有一个第二永磁体51和一个第三永磁体52，每个第一永磁体50位于一个第二永磁体51和一个第三永磁体52之间，位于相邻两个第一永磁体50之间的第二永磁体51和第三永磁体52的径向外端彼此远离而径向内端彼此靠近。

由此，相邻两个第一永磁体50之间的第二永磁体51和第三永磁体52大体构成为V型永磁体，并且V型永磁体的开口背向转子100的中心线。第二永磁体51和第三永磁体52能够提高电磁性能交换的能力，进而提高第一永磁体50两侧的抗退磁性能。第一永磁体50和第二永磁体51和/或第三永磁体52构成了串联磁路，即第一永磁体50、第二永磁体51和/或第三永磁体52构成同一个闭合磁路。

多个第一永磁体50沿转子100的径向延伸且沿转子100的周向分布，以形成辐式排布方式(spoke型排布方式)，构成并联磁路，即每个第一永磁体50分别构成不同的闭合磁路，改善了转子100的磁通路径，使得电机的第一永磁体50利用率提高，也改善了空载气隙磁通密度以及空载反电动势等关键电磁性能参数，从而使得电机的整体性能得到提高。

串联磁路与辐式排布方式的并联磁路配合，使转子100既有串联磁路转矩大、漏磁小、第一永磁体50不易退磁的优点，又拥有并联磁路气隙磁密大、转矩脉动小等优点。

根据本实用新型实施例的驱动电机包括根据本实用新型实施例的电机的转子100。由于根据本实用新型实施例的电机的转子100具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的驱动电机，通过在第一转子铁心10和转轴20之间设置不导磁套筒30，并且不导磁套筒30的安装凸部31插入第一转子铁心10的安装凹部15内，提高了转子100的结构强度，降低了运行噪音，无需设置厚度较大的磁桥16结构，能够有效抑制漏磁，提高驱动电机的功率密度，并且有效增加了d,q轴磁路上的磁阻，减小了驱动电机的d,q轴电感，提高了驱动电机的高速性能。

根据本实用新型实施例的车辆包括根据本实用新型实施例的驱动电机。由于根据本实用新型实施例的驱动电机具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的车辆，通过在第一转子铁心10和转轴20之间设置不导磁套筒30，并且不导磁套筒30的安装凸部31插入第一转子铁心10的安装凹部15内，提高了转子100的结构强度，降低了运行噪音，无需设置厚度较大的磁桥16结构，能够有效抑制漏磁，提高驱动电机的功率密度，并且有效增加了d,q轴磁路上的磁阻，减小了驱动电机的d,q轴电感，提高了驱动电机的高速性能。

根据本实用新型实施例的车辆、驱动电机和转子100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种电机的转子，其特征在于，所述转子包括：

第一转子铁心，所述第一转子铁心具有铁心孔和多个用于安装第一永磁体的第一安装槽；

转轴，所述转轴穿设于所述铁心孔；

不导磁套筒，所述不导磁套筒设于所述第一转子铁心和所述转轴之间，其中，

所述铁心孔的孔壁具有安装凹部，所述不导磁套筒的外周面具有安装凸部，所述安装凸部插入所述安装凹部内。

2.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述不导磁套筒的外周面为圆形或正多边形，所述不导磁套筒的外周面与所述铁心孔的孔壁接触配合。

3.根据权利要求2所述的电机的转子，其特征在于，所述转子的极数为n，所述正多边形的边数为N，其中，所述N为所述n的整数倍。

4.根据权利要求2所述的电机的转子，其特征在于，所述正多边形的角部形成为所述安装凸部，所述铁心孔为正多边形孔，所述正多边形孔的内角部形成为所述安装凹部。

5.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述安装凸部和所述安装凹部的干涉量为a，所述第一永磁体沿所述第一转子铁心的径向延伸且所述第一永磁体沿所述第一转子铁心的径向延伸的长度为b，其中，

a＜b/3。

6.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，多个所述第一安装槽沿所述第一转子铁心的周向分布，在所述第一转子铁心的周向上，相邻两个所述第一安装槽之间设有至少一个所述安装凹部。

7.根据权利要求6所述的电机的转子，其特征在于，所述第一安装槽与所述安装凹部的数量相等。

8.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述不导磁套筒和所述转轴之间设有第二转子铁心。

9.根据权利要求1所述的电机的转子，其特征在于，所述第一安装槽与所述铁心孔之间形成有磁桥，所述磁桥的厚度小于1.5mm。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的电机的转子，其特征在于，所述第一转子铁心还设有多个第二安装槽和多个第三安装槽，所述转子还包括第二永磁体和第三永磁体，所述第二永磁体安装于所述第二安装槽，所述第三永磁体安装于所述第三安装槽，在所述第一转子铁心的周向上，相邻两个所述第一永磁体之间设有一个所述第二永磁体和一个所述第三永磁体，每个所述第一永磁体位于一个所述第二永磁体和一个所述第三永磁体之间，位于相邻两个所述第一永磁体之间的所述第二永磁体和所述第三永磁体的径向外端彼此远离而径向内端彼此靠近。

11.一种驱动电机，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的电机的转子。

12.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求11所述的驱动电机。