CN213990323U - 一种旋转电机转子及电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种旋转电机转子及电机，涉及电机领域。传统的内置式永磁旋转电机转子冲片，常采用转子外圆为整圆的设计，带来的问题是气隙磁密谐波含量大，齿槽定位力矩大，而且负载力矩波动大，进而导致电机噪音、振动大。本实用新型的转子主体径向外侧环绕布置安装槽，安装槽内设永磁体，转子主体外周设多个外凸弧面以及多个凹槽，弧面的半径小于转子主体外周远端与转子主体中心的距离，转子主体上位于每极永磁体的外侧均设有隔磁孔。通过将转子主体的外周改为偏心弧面削极和开凹槽，能够对转子气隙磁玚进行调节，有效的改善电机气隙磁场的正弦性和适当的削弱电机的齿槽定位力矩，提高电机性能，降低电机噪音、振动。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机领域，尤其涉及一种旋转电机转子及电机。
背景技术
目前，传统的内置式永磁旋转电机转子冲片，常采用转子外圆为整圆的设计或者为单纯的对转子削极做偏心圆的设计，转子整圆设计时，电机气隙均匀，虽然整体的平均气隙磁密高，但是带来的问题是气隙磁密谐波含量大，齿槽定位力矩大，而且负载力矩波动大，进而导致电机噪音、振动大；单纯的转子削极做偏心圆设计时，虽然气隙磁密波形较为正弦，磁密谐波和齿槽定位力矩大幅降低，但对转子外圆大幅度的削极，造成磁极漏磁增大，气隙磁密大幅降低，电机凸极率也大幅下降，进而带来电机输出转矩的大幅降低，而且尤其是集中式绕组电机，负载力矩波动无法减小，电机噪音、振动依然大。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种旋转电机转子及电机，以增强电机气隙磁密，提高电机性能为目的。为此，本实用新型采取以下技术方案。
一种旋转电机转子，包括转子主体，所述的转子主体上的径向外侧环绕布置有安装槽，所述的安装槽内设有永磁体，转子主体外周设置有多个径向外凸的弧面以及多个凹槽，所述的弧面的圆心位于所述的转子主体的径向内侧，弧面的半径小于转子主体外周远端与转子主体中心的距离，转子主体上位于每极永磁体的外侧均设有若干个隔磁孔。通过将转子主体的外周改为较小的偏心弧面削极和开凹槽的结构形式，从而能够通过较小的转子削极对转子气隙磁玚进行调节，有效的改善电机气隙磁场的正弦性和适当的削弱电机的齿槽定位力矩，较小的转子削极，大幅减少磁极漏磁，增强电机气隙磁密，提高电机性能，使电机能够输出高功率，同时减小对Q轴磁路的削弱，从而增加凸极率，进而增加电机磁阻力矩，提高电机的力矩密度和力矩值，同时提高电机弱磁扩速能力，扩宽电机恒功率运行范围，加以永磁体的安装槽外侧开设有隔磁孔，有效削弱电枢反应谐波对电机基波磁场的影响，可以很好的保证电机输出能力的同时降低电机的输出力矩波动值，从而降低电机噪音、振动。
作为优选技术手段：所述的弧面半径为R1, 弧面的径向对称线穿过转子主体的径向中心，弧面圆心与转子主体中心之间的偏心距为L1，二者满足如下关系： 0＜L1≤0.25R1。使弧面外凸，实现较小的转子削极。
作为优选技术手段：每个磁极至少配置两个凹槽，所述的凹槽设置在弧面上，排布在磁极中心线两侧。通过把凹槽设置在弧面 的适当位置上，可以进一步改善电机气隙磁场的正弦性，并大幅削弱电机的齿槽定位力矩。
作为优选技术手段：每个磁极配置两个凹槽，且关于磁极中心线对称，两个凹槽的顶点与弧面圆心的连线形成角度α1，角度α1、电机极数2p满足如下关系：0.76×360°/2p≤α1≤0.95×360°/2p。本结构及数据关系可以更好地减小削极偏心距，降低磁极优化需要的削极率。
作为优选技术手段：所述的凹槽形状包括V形、U形。槽形简单，方便加工。
作为优选技术手段：所述的凹槽为V形，凹槽顶点与弧面圆心的连线与V形凹槽的两条边形成角度β1、β2，角度β1、β2满足如下关系：0.75≤β1/β2≤1.25，120°≤β1+β2≤175°。该尺寸范围削极效果好，更好地增强电机气隙磁密。
作为优选技术手段：所述的凹槽顶点与弧面之间的最大垂直距离为d1，最大垂直距离d1与弧面半径R1满足如下关系：0.0075R1≤d1≤0.02R1。该凹槽深度尺寸，可以更好地优化磁极。
作为优选技术手段：所述的转子主体上在每极永磁体外侧设有至少一个隔磁孔，所述的隔磁孔中心临近磁极中心线或关于磁极中心线对称，所述的隔磁孔形状包括方形、三角形、梯形。可以更好地起到隔磁效果，削弱电枢反应谐波对电机基波磁场的影响，可以更好的保证电机输出能力的同时降低电机的输出力矩波动值，从而降低电机噪音、振动。
作为优选技术手段：所述的隔磁孔为一个，隔磁孔最大宽度为W1，按转子主体径向的高度为H1，满足如下关系：1mm≤H1≤6mm，0.45≤H1/W1≤0.75。隔磁效果更好。
一种电机，包括转子和定子，所述的转子采用以上所述的一种旋转电机转子。与现有技术相比，本电机大幅减少了磁极漏磁，增强了电机气隙磁密，电机性能更高，能够输出更高功率，电机噪音、振动更低，电机弱磁扩速能力更高，电机恒功率运行范围更宽。
有益效果：通过较小的转子削极对转子气隙磁玚进行调节，有效的改善电机气隙磁场的正弦性和适当的削弱电机的齿槽定位力矩，较小的转子削极，大幅减少磁极漏磁，增强电机气隙磁密，提高电机性能，使电机能够输出高功率；减小了对Q轴磁路的削弱，从而增加凸极率，进而增加电机磁阻力矩，提高电机的力矩密度和力矩值，同时提高电机弱磁扩速能力，扩宽电机恒功率运行范围；在安装槽外侧开设有隔磁孔，有效削弱电枢反应谐波对电机基波磁场的影响，可以很好的保证电机输出能力的同时降低电机的输出力矩波动值，从而降低电机噪音、振动。
附图说明
图1是本实用新型转子结构示意图。
图2是本实用新型电机结构示意图。
图中：1-安装槽；2-凹槽；3-永磁体；4-隔磁孔；5-弧面；6-转子主体；7-定子。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。
如图1-2所示，一种旋转电机转子，包括转子主体，转子主体上的径向外侧环绕均布有6个安装槽，安装槽内设有永磁体，转子主体外周设置有6个径向外凸的弧面以及12个凹槽，弧面的圆心位于转子主体的径向内侧，弧面的半径小于转子主体外周远端与转子主体中心的距离，转子主体上位于每极永磁体的外侧均设有隔磁孔。
为了实现较小的转子削极，弧面半径为R1, 弧面的径向对称线穿过转子主体的径向中心，弧面圆心与转子主体中心之间的偏心距为L1，二者满足如下关系： 0＜L1≤0.25R1。使弧面外凸，实现较小的转子削极。
为了进一步改善气隙磁场的正弦性，每个磁极配置两个凹槽，凹槽设置在弧面上，排布在磁极两侧，且关于磁极中心线对称。通过把凹槽设置在弧面 的适当位置上，可以进一步改善电机气隙磁场的正弦性，并大幅削弱电机的齿槽定位力矩。
为了更好地减小削极偏心距，两个凹槽的顶点与弧面圆心的连线形成角度α1，角度α1、电机极数2p满足如下关系：0.76×360°/2p≤α1≤0.95×360°/2p。本结构及数据关系可以更好地减小削极偏心距，降低磁极优化需要的削极率。
为了获得更好地削极效果，凹槽为V形，凹槽顶点与弧面圆心的连线与V形凹槽的两条边形成角度β1、β2，角度β1、β2满足如下关系：0.75≤β1/β2≤1.25，120°≤β1+β2≤175°。该尺寸范围削极效果好，更好地增强电机气隙磁密。
为了更好地优化磁极，凹槽顶点与弧面之间的最大垂直距离为d1，最大垂直距离d1与弧面半径R1满足如下关系：0.0075R1≤d1≤0.02R1。该凹槽深度尺寸，可以更好地优化磁极。
为了获得更好地隔磁效果，转子主体上在每极永磁体外侧设有1个隔磁孔，隔磁孔中心临近磁极中心线，隔磁孔形状为梯形。可以更好地起到隔磁效果，削弱电枢反应谐波对电机基波磁场的影响，可以更好的保证电机输出能力的同时降低电机的输出力矩波动值，从而降低电机噪音、振动。
为了获得更好地隔磁效果，隔磁孔最大宽度为W1，按转子主体径向的高度为H1，满足如下关系：1mm≤H1≤6mm，0.45≤H1/W1≤0.75。隔磁效果更好。
如图2所示，一种电机，包括转子和定子，转子采用以上实例的一种旋转电机转子。
通过将转子主体的外周改为较小的偏心弧面削极和开凹槽的结构形式，从而能够通过较小的转子削极对转子气隙磁玚进行调节，有效的改善电机气隙磁场的正弦性和适当的削弱电机的齿槽定位力矩，较小的转子削极，大幅减少磁极漏磁，增强电机气隙磁密，提高电机性能，使电机能够输出高功率，同时减小对Q轴磁路的削弱，从而增加凸极率，进而增加电机磁阻力矩，提高电机的力矩密度和力矩值，同时提高电机弱磁扩速能力，扩宽电机恒功率运行范围，加以永磁体的安装槽外侧开设有隔磁孔，有效削弱电枢反应谐波对电机基波磁场的影响，可以很好的保证电机输出能力的同时降低电机的输出力矩波动值，从而降低电机噪音、振动。
本实例中，凹槽可以采用U型代替，隔磁孔的形状可以采用方形或三角形代替。
本实例中，转子主体由软磁材料薄片叠压而成。
本实例中，相邻永磁体面向转子外周一侧的极性相反。
本实例中，隔磁孔也可以按磁极中心线对称布置。
以上图1-2所示的一种旋转电机转子及电机是本实用新型的具体实施例，已经体现出本实用新型突出的实质性特点和显著进步，可根据实际的使用需要，在本实用新型的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。
Claims (10)
1.一种旋转电机转子，其特征在于：包括转子主体(6)，所述的转子主体(6)上的径向外侧环绕布置有安装槽(1)，所述的安装槽(1)内设有永磁体(3)，转子主体(6)外周设置有多个径向外凸的弧面(5)以及多个凹槽(2)，所述的弧面(5)的圆心位于所述的转子主体(6)的径向内侧，弧面(5)的半径小于转子主体(6)外周远端与转子主体(6)中心的距离，转子主体(6)上位于每极永磁体(3)的外侧均设有若干个隔磁孔(4)。
2.根据权利要求1所述的一种旋转电机转子，其特征在于：所述的弧面(5)半径为R1,弧面(5)的径向对称线穿过转子主体(6)的径向中心，弧面(5)圆心与转子主体(6)中心之间的偏心距为L1，二者满足如下关系： 0＜L1≤0.25R1。
3.根据权利要求2所述的一种旋转电机转子，其特征在于：每个磁极至少配置两个凹槽(2)，所述的凹槽(2)设置在弧面(5)上，排布在磁极中心线两侧。
4.根据权利要求3所述的一种旋转电机转子，其特征在于：每个磁极配置两个凹槽(2)，且关于磁极中心线对称，两个凹槽(2)的顶点与弧面(5)圆心的连线形成角度α1，角度α1、电机极数2p满足如下关系：0.76×360°/2p≤α1≤0.95×360°/2p。
5.根据权利要求4所述的一种旋转电机转子，其特征在于：所述的凹槽(2)形状包括V形、U形。
6.根据权利要求5所述的一种旋转电机转子，其特征在于：所述的凹槽(2)为V形，凹槽(2)顶点与弧面(5)圆心的连线与V形凹槽(2)的两条边形成角度β1、β2，角度β1、β2满足如下关系：0.75≤β1/β2≤1.25，120°≤β1+β2≤175°。
7.根据权利要求3所述的一种旋转电机转子，其特征在于：所述的凹槽(2)顶点与弧面(5)之间的最大垂直距离为d1，最大垂直距离d1与弧面(5)半径R1满足如下关系：0.0075R1≤d1≤0.02R1。
8.根据权利要求1所述的一种旋转电机转子，其特征在于：所述的转子主体(6)上在每极永磁体(3)外侧设有至少一个隔磁孔(4)，所述的隔磁孔(4) 中心临近磁极中心线或关于磁极中心线对称，所述的隔磁孔(4)形状包括方形、三角形、梯形。
9.根据权利要求8所述的一种旋转电机转子，其特征在于：所述的隔磁孔(4)为一个，隔磁孔(4)最大宽度为W1，按转子主体(6)径向的高度为H1，满足如下关系：1mm≤H1≤6mm，0.45≤H1/W1≤0.75。
10.一种电机，包括转子和定子(7)，其特征在于：所述的转子为权利要求1-9任一项所述的一种旋转电机转子。
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| CN202120048105.XU CN213990323U (zh) | 2021-01-08 | 2021-01-08 | 一种旋转电机转子及电机 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117811299A (zh) * | 2024-02-28 | 2024-04-02 | 苏州拓氪科技有限公司 | 一种谐波调制永磁同步电机 |
| CN117811299B (zh) * | 2024-02-28 | 2024-05-10 | 苏州拓氪科技有限公司 | 一种谐波调制永磁同步电机 |
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2021
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