CN216356170U - 转子结构、电机和电器设备 - Google Patents

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CN216356170U CN202123185293.XU CN202123185293U CN216356170U CN 216356170 U CN216356170 U CN 216356170U CN 202123185293 U CN202123185293 U CN 202123185293U CN 216356170 U CN216356170 U CN 216356170U
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李文瑞
冯艳丽
葛梦
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Midea Welling Motor Technology Shanghai Co Ltd
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Abstract

本实用新型提出了一种转子结构、电机和电器设备,其中,转子结构包括:第一转子铁芯,第一转子铁芯包括第一轭部和多个第一凸极,多个第一凸极设于第一轭部,相邻的第一凸极之间形成第一安装槽;多个第一磁性件,第一磁性件设于第一安装槽;第二转子铁芯,沿第一转子铁芯的轴向,设于第一转子铁芯的一侧,第二转子铁芯包括第二轭部和多个第二凸极,多个第二凸极设于第二轭部,相邻的第二凸极之间形成第二安装槽;多个第二磁性件,第二磁性件设于第二安装槽,其中,第一磁性件的和第二凸极相对应的设置。本实用新型提出的转子结构,使得转子结构形成的磁场更均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。

Description

转子结构、电机和电器设备
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域,具体而言涉及一种转子结构、一种电机和一种电器设备。
背景技术
外转子电机多为表贴式永磁体电机结构,结构简单,且易于制造。但此电机结构中永磁体用量多,成本较高。且对于极数较大的设计方案而言,永磁体块数较多,装配工序时间长,影响生产制造效率。相关技术中采用了交替极结构,即将原电机中所有的N极永磁体或者S极永磁体全部替换成导磁铁芯,在此设计之下,两块N极永磁体或者S极永磁体之间的导磁材料会被相邻的永磁磁极磁化成S极或者N极,形成交替极结构。但由于交替极结构磁极下的气隙磁密不对称,会引入大量的偶次谐波,导致反电势不对称,从而引起较大的转矩脉动,影响电机运行的可靠性。
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,本实用新型的第一方面提出了一种转子结构。
本实用新型的第二方面提出了一种电机。
本实用新型的第三方面提出了一种电器设备。
有鉴于此,根据本实用新型的第一方面,本实用新型提出了一种转子结构,包括:第一转子铁芯,第一转子铁芯包括第一轭部和多个第一凸极,多个第一凸极设于第一轭部,相邻的第一凸极之间形成第一安装槽;多个第一磁性件,第一磁性件设于第一安装槽;第二转子铁芯,沿第一转子铁芯的轴向,设于第一转子铁芯的一侧,第二转子铁芯包括第二轭部和多个第二凸极,多个第二凸极设于第二轭部,相邻的第二凸极之间形成第二安装槽;多个第二磁性件,第二磁性件设于第二安装槽,其中,第一磁性件的和第二凸极相对应的设置。
本实用新型提出的转子结构,包括第一转子铁芯和第二转子铁芯,其中,第一转子铁芯的第一轭部上设置有多个第一凸极,相邻的第一凸极之间形成第一安装槽,第一磁性件设置在第一安装槽内,进而第一凸极和第一磁性件交替的围绕呈一环状结构,进而第一凸极被第一磁性件磁化,使得第一凸极和第一磁性件均具有磁性,同样地,第二转子铁芯的第二轭部上设置有多个第二凸极,相邻的第二凸极之间形成第二安装槽,第二磁性件设置在第二安装槽内,进而第二凸极和第二磁性件交替的围绕呈一环状结构,进而第二凸极被第二磁性件磁化,使得第二凸极和第二磁性件均具有磁性,进而可以在减少第一磁性件和第二磁性件一半的投入,从而降低生产成本。
并且,第一转子铁芯和第二转子铁芯轴向堆叠,且第一磁性件对应第二凸极的设置,进而可以调节第一磁性件、第一凸极、第二磁性件和第二凸极形成的磁场,使得转子结构形成的磁场更均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。
另外,根据本实用新型提供的上述技术方案中的转子结构,还可以具有如下附加技术特征:
在上述技术方案的基础上,进一步地,第二磁性件和第二凸极相对应的设置。
在该技术方案中,第一磁性件对应第二凸极的设置,第二磁性件对应第二凸极的设置,进而可以进一步地调节第一磁性件、第一凸极、第二磁性件和第二凸极形成的磁场,使得转子结构形成的磁场更均匀,进一步地抑制偶次谐波的影响,进一步地降低电机磁场转矩和转矩波动。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,全部第一磁性件的充磁极性相同;全部第二磁性件的充磁极性相同;第一磁性件的充磁极性和第二磁性件的充磁极性相反。
在该技术方案中,全部的第一磁性件的充磁极性相同,全部的第二磁性件的充磁极性相同,并且,第一磁性件的充磁极性和第二磁性件的充磁极性相反,即若第一磁性件为S极,则第二磁性件为N极,若第一磁性件为N极,则第二磁性件为S极,而第一凸极被磁化后的极性和第一磁性件也相反,第二凸极被磁化后的极性和第二磁性件也相反,进而转子结构的轴向上,同极性的第一凸极和第二磁性件共线,同极性的第二凸极和第二磁性件共线,进而使得转子结构的形成整体磁场更加均匀,使得轴向上第一磁性件和第二磁性件在绕组电枢上产生的感应反电势相差180°,从而进一步地抑制偶次谐波的影响,进一步地降低电机磁场转矩和转矩波动。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一转子铁芯和第二转子铁芯相差单数个极距。
在该技术方案中,第一转子铁芯和第二转子铁芯相差单数个极距,进而使得转子结构产生的磁场更加的规整,从而进一步地抑制偶次谐波的影响,进一步地降低电机磁场转矩和转矩波动。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一转子铁芯和第二转子铁芯的轴向长度相等。
在该技术方案中,沿着转子结构的轴向,第一转子铁芯的长度和第二转子铁芯的长度相等,从而在转子结构的轴向上,提升第一磁性件产生的磁场和第二磁性件产生的磁场的对称性,进而使得转子结构产生的磁场更加的均匀,从而进一步地抑制偶次谐波的影响,进一步地降低电机磁场转矩和转矩波动。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,相邻的第一磁性件和第一凸极之间具有第一间隙;和/或相邻的第二磁性件和第二凸极之间具有第二间隙。
在该技术方案中,相邻的第一磁性件和第一凸极相间隔,从而形成第一间隙,通过第一间隙,减小第一凸极端部在相邻第一磁性件上的漏磁通,从而增加第一凸极在主磁路中形成的工作磁通提升电机的输出性能。
相邻的第二磁性件和第二凸极相间隔,从而形成第二间隙,通过第二间隙,减小第二凸极端部在相邻第二磁性件上的漏磁通,从而增加第二凸极在主磁路中形成的工作磁通,提升电机的输出性能。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一间隙的宽度小于等于3mm;和/或第二间隙的宽度小于等于3mm。
在该技术方案中,第一间隙的宽度小于等于3mm,进而相邻的第一磁性件和第一凸极之间的距离小于等于3mm,进而保证磁场强度,确保电机的输出性能。
第二间隙的宽度小于等于3mm,进而相邻的第二磁性件和第二凸极之间的距离小于等于3mm,进而保证磁场强度,确保电机的输出性能。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一磁性件和第二磁性件的所占的圆心角的角度为γ,第一转子铁芯和第一磁性件形成的第一转子的极对数,以及第二转子铁芯和第二磁性件形成的第二转子的极对数均为Pr,其中,0.9≤γ÷(π÷Pr)≤1.7。
在该技术方案中,第一磁性件和第二磁性件的所占的圆心角的角度为γ,夹角的存在可以提升电机磁动势,提升磁场的调制效应,增加工作次磁密谐波的幅值,确保电机转矩,由此也避免了电机中采用交替极后磁极数量减小,磁场基波幅值下降,导致转矩下降的问题。
进一步地,满足0.9≤γ÷(π÷Pr)≤1.7时,转子结构的工作性能良好。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一轭部和第一凸极为一体式结构;和/或第二轭部和第二凸极为一体式结构。
在该技术方案中,第一轭部和第一凸极为一体式结构,进而在安装时,只需安装第一磁性件即可,进而降低安装难度,提升生产效率。
第二轭部和第二凸极为一体式结构,进而在安装时,只需安装第二磁性件即可,进而降低安装难度,提升生产效率。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,多个第一磁性件形成海尔贝克阵列;和/或多个第二磁性件形成海尔贝克阵列。
在该技术方案中,多个第一磁性件形成海尔贝克阵列,进而提升第一磁性件产生的磁场的正弦性,提升电机的效率。
多个第二磁性件形成海尔贝克阵列,进而提升第二磁性件产生的磁场的正弦性,提升电机的效率。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一磁性件和第二磁性件结构相同;和/或第一凸极和第二凸极的结构相同。
在该技术方案中,第一磁性件的结构和第二磁性件的结构相同,进而第一磁性件和第二磁性件产生的磁场相近或相同,进而使得转子结构的整体磁场更加均匀,使得转子结构形成的磁场更均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。
第一凸极的结构和第二凸极的结构相同,进而第一凸极和第二凸极被磁化后产生的磁场相近或相同,进而使得转子结构的整体磁场更加均匀,使得转子结构形成的磁场更均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,第一转子铁芯包括多个第一铁芯分块,多个第一铁芯拼接成环状;第二转子铁芯包括多个第二铁芯分块,多个第二铁芯拼接成环状。
在该技术方案中,第一转子铁芯包括多个第一铁芯分块,多个第一铁芯分块沿第一转子铁芯的圆周方向首尾连接。其中,任一第一铁芯分块包括第一轭部和至少一个第一凸极,相邻两个第一铁芯分块的部分轭部相连接,进而形成一个环状结构。这样,在制造第一转子铁芯的过程中,可将多个第一铁芯分块首尾连接来制造转子铁芯。
具体地,第一转子铁芯包括多个第一铁芯分块。这样,安装时,可首先将第一转子铁芯展开,可以展开为一条,也可展开为单个第一铁芯分块。而后,在每一个第一铁芯分块上对应的位置装配第一磁性件。这样,可以降低第一磁性件和第一转子铁芯的安装难度,提升生产效率,并且,第一转子铁芯采用冲片堆叠时,可以节省材料,降低成本。
第二转子铁芯包括多个第二铁芯分块,多个第二铁芯分块沿第二转子铁芯的圆周方向首尾连接。其中,任一第一铁芯分块包括第二轭部和至少一个第二凸极,相邻两个第二铁芯分块的部分轭部相连接,进而形成一个环状结构。这样,在制造第二转子铁芯的过程中,可将多个第二铁芯分块首尾连接来制造转子铁芯。
具体地,第二转子铁芯包括多个第二铁芯分块。这样,安装时,可首先将第二转子铁芯展开,可以展开为一条,也可展开为单个第二铁芯分块。而后,在每一个第二铁芯分块上对应的位置装配第二磁性件。这样,可以降低第二磁性件和第二转子铁芯的安装难度,提升生产效率,并且,第二转子铁芯采用冲片堆叠时,可以节省材料,降低成本。
根据本实用新型的第二方面,本实用新型提出了一种电机,包括:定子结构;如上述技术方案任一项提出的转子结构。
本实用新型提出的电机,包括定子结构和如上述技术方案任一项提出的转子结构,定子结构和转子结构通过电磁效应,使得转子结构可以转动,并且,因本实用新型提出的电机包括如上述技术方案任一项提出的转子结构,因此,具有如上述技术方案任一项提出的转子结构的全部效果,在此不再一一陈述。
在上述技术方案的基础上,进一步地,定子结构包括:多个定子齿,定子齿朝向转子的一侧设置有凹槽,凹槽将定子齿分隔为多个定子副齿。
在该技术方案中,定子结构朝向转子结构的设置有多个定子齿,定子齿朝向转子的一侧设置有凹槽,将定子齿分隔为多个定子副齿,进而利用凹槽和定子副齿的形式,调节气隙,调制磁场,提升电机的效率。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,定子结构的极对数为Pa,定子齿的数量为x,每个定子齿上定子副齿的数量为a,其中,Pa=|ax±Pr|。
在该技术方案中,定子结构的极对数Pa满足:Pa=│ax±Pr│。其中,x表示定子齿的数量,a表示每个定子齿上定子副齿的数量,Pr表示第二转子的极对数。气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波,为电机提供输出转矩,从而有效提升了电机的转矩密度。在该限定下,气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波,为电机提供输出转矩,从而有效提升了电机的转矩密度。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,沿定子结构的径向,定子齿的平分线到凹槽的两侧壁的距离相等或不等。
在该技术方案中,沿定子结构的径向,定子齿的平分线到凹槽的两侧壁的距离相等。这样,在定子结构的圆周方向上,凹槽位于定子齿的中部。如此设计,可简化定子齿的整体结构,并且便于定子齿的加工制造,进而提升定子结构以及整个电机的加工效率。
沿定子结构的径向,定子齿的平分线到凹槽的两侧壁的距离不等。这样,在定子结构的圆周方向上,凹槽朝向定子齿的一端偏移设置。如此设置,可改变气隙磁导分布,削弱部分谐波,从而减小转矩脉动,改善电机振动噪音性能。并且,当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。此时,至少两个定子副齿使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机的性能得到了明显的提升。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,在相邻两个定子齿中,一个定子齿的定子副齿和另一个定子齿的定子副齿之间具有槽口;在槽口处,相邻两个定子齿的角平分线到相邻两个定子副齿的距离相等或不等。
在该技术方案中,定子齿的角平分线到凹槽的两侧壁的距离相等。这样,在定子结构的圆周方向上,凹槽位于定子齿的中部。如此设计,可简化定子齿的整体结构,并且便于定子齿的加工制造,进而提升定子结构以及整个电机的加工效率。
定子齿的角平分线到凹槽的两侧壁的距离不等。这样,在定子结构的圆周方向上,凹槽朝向定子齿的一端偏移设置。如此设置,可改变气隙磁导分布,削弱部分谐波,从而减小转矩脉动,改善电机振动噪音性能。并且,当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。此时,至少两个定子副齿使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机的性能得到了明显的提升。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,在相邻两个定子副齿中,沿定子结构的径向,一个定子副齿的平分线与另一个定子副齿的平分线之间的形成夹角β满足1≤β÷(2π÷ax)<1.4,其中,x表示定子齿的数量,a表示每一个定子齿上定子副齿的数量。
在该技术方案中,在相邻两个定子副齿中,沿定子结构的径向,一个定子副齿的平分线与另一个定子副齿的平分线之间的形成夹角β,并且满足1≤β÷[2π÷(a×x)]<1.4;其中,x表示定子齿的数量,a表示每一个定子齿上定子副齿的数量。这样,本实用新型进一步对定子副齿的结构以及分布进行优化,使得应用该电机调制生成的谐波次数增加,转矩较高,以进一步提升电机的工作效率。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,定子结构包括:多个定子分块,定子分别包括轭部区段和定子齿,相邻的定子分块通过轭部区段相连接。
在该技术方案中,定子结构包括多个定子分块,并通过多个定子分块拼接的方式形成定子结构。这样,在定子结构的加工制造过程中,工作人员可先在单个定子分块上进行绕线等操作,有利于降低绕线难度,进而提高绕线的工作效率,降低材料成本。
此外,本实用新型可以首先在单个定子分块上进行绕线等操作,可有效提升绕组的缠绕数量,并提升绕组的槽满率,提高应用电机输出性能。并且,本实用新型在降低绕线难度的基础上,可降低绕线过程中废品率,进而减少废料并提升定子结构的成本率。此外,单独定子分块对材料的要求较低,可提升材料的利用率,进而降低定子结构的材料成本。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,相邻两个定子分块的轭部区段可拆卸连接或固定连接。
在该技术方案中,相邻两个定子分块的轭部区段可拆卸连接,进而保证相邻两个定子分块的拆装。
具体地,定子分块还包括第一连接部和第二连接部。其中,第一连接部设置在轭部区段的第一端,第二连接部设置在轭部区段的第二端,第一连接部和第二连接部在轭部区段上相背。并且,第一连接部和第二连接部的结构相匹配,进而一个定子分块的第一连接部和另一个定子分块的第二连接部配合能够实现自锁。因此,在拼接定子分块的过程中,本实用新型可以通过第一连接部和第二连接部来连接相邻两个定子分块,包括相邻两个定子分块的可拆卸连接。
其中,第一连接部与第二连接部中的一者为凸部,另一者为凹部。此外,凸部的形状与凹部的形状相适配,并且凸部与凹部之间能够可拆卸的连接,并具有自锁功能。具体地,凹部包括但不限于以下结构多边形槽、圆形槽、椭圆形槽;凸部的形状与凹部的形状相匹配。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,定子结构还包括:定子轭,定子齿可拆卸地设于定子轭。
在该技术方案中,定子结构包括定子轭和设置在定子轭上的定子齿,其中,定子齿和定子轭可拆卸式连接。这样,在定子结构的加工制造过程中,可在定子齿上的先绕线,然后再安装到轭部,一方面便于绕线,提高电机槽满率,另一方面,减小定子槽的槽口宽度,从而避免槽口过大对电机性能造成的影响。
在上述任一技术方案的基础上,进一步地,定子齿包括:齿身,一端和定子轭相连接;齿靴,可拆卸地设于齿身背离定子轭的一端。
在该技术方案中,齿靴与齿身可拆卸式连接。这样,在定子结构的加工制造过程中,可在齿身上先绕线,然后再安装齿靴,一方面便于绕线,提高电机槽满率,另一方面,可以增加齿靴周向宽度,减小槽口宽度,从而避免槽口过大对电机性能造成的影响。
根据本实用新型的第三方面,本实用新型提出了一种电器设备,包括:如上述任一技术方案提出的电机。
本实用新型提出的电器设备,包括因本实用新型提出的电机包括如上述技术方案任一项提出的电机,因此,具有如上述技术方案任一项提出的电机的全部效果,在此不再一一陈述。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显,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示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第一转子铁芯和第一磁性件的结构示意图;
图2示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第一转子铁芯的结构示意图;
图3示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第一转子铁芯和第一磁性件的结构示意图;
图4示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第一转子铁芯的结构示意图;
图5示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第一转子铁芯和第一磁性件的结构示意图;
图6示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第二转子铁芯和第二磁性件的结构示意图;
图7示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第二转子铁芯的结构示意图;
图8示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第二转子铁芯和第二磁性件的结构示意图;
图9示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第二转子铁芯的结构示意图;
图10示出本实用新型一个实施例提供的转子结构中第二转子铁芯和第二磁性件的结构示意图;
图11示出本实用新型一个实施例提供的电机的结构示意图;
图12示出本实用新型一个实施例提供的电机的定子结构的结构示意图;
图13示出本实用新型一个实施例提供的电机的定子结构的结构示意图;
图14示出本实用新型一个实施例提供的电机的定子结构的结构示意图;
图15示出本实用新型一个实施例提供的电机的定子结构的结构示意图。
其中,图1至图15中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100转子结构,110第一转子铁芯,1102第一铁芯分块,112第一轭部,114第一凸极,116第一安装槽,120第一磁性件,130第二转子铁芯,1302第二铁芯分块,132第二轭部,134第二凸极,136第二安装槽,140第二磁性件,150第一间隙,160第二间隙,300定子结构,310定子齿,312凹槽,314定子副齿,316齿身,318齿靴,320定子轭,330定子槽,340定子分块,350轭部区段,360第一连接部,370第二连接部。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图15来描述根据本实用新型一些实施例提供的转子结构100、电机和电器设备。
实施例1:
如图1至图10所示,本实用新型提供了一种转子结构100,包括:第一转子铁芯110、第一磁性件120、第二转子铁芯130和第二磁性件140,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130轴向堆叠,即第一转子铁芯110位于第二转子铁芯130的一侧。
其中,第一转子铁芯110包括第一轭部112和多个第一凸极114,多个第一凸极114设于第一轭部112,相邻的第一凸极114之间形成第一安装槽116,多个第一磁性件120设于第一安装槽116,具体地,每个第一安装槽116中可以设置至少一个第一磁性件120。
第二转子铁芯130包括第二轭部132和多个第二凸极134,多个第二凸极134设于第二轭部132,相邻的第二凸极134之间形成第二安装槽136,多个第二磁性件140设于第二安装槽136,具体地,每个第一安装槽116中可以设置至少一个第一磁性件120。
本实用新型提供的转子结构100,包括第一转子铁芯110和第二转子铁芯130,其中,第一转子铁芯110的第一轭部112上设置有多个第一凸极114,相邻的第一凸极114之间形成第一安装槽116,第一磁性件120设置在第一安装槽116内,进而第一凸极114和第一磁性件120交替的围绕呈一环状结构,进而第一凸极114被第一磁性件120磁化,使得第一凸极114和第一磁性件120均具有磁性,同样地,第二转子铁芯130的第二轭部132上设置有多个第二凸极134,相邻的第二凸极134之间形成第二安装槽136,第二磁性件140设置在第二安装槽136内,进而第二凸极134和第二磁性件140交替的围绕呈一环状结构,进而第二凸极134被第二磁性件140磁化,使得第二凸极134和第二磁性件140均具有磁性,进而可以减少第一磁性件120和第二磁性件140一半的投入,从而降低生产成本。
并且,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130形成一个偏转的结构,即第一转子铁芯110的第一凸极114和第二转子铁芯130的第二凸极134错位,使得设置在第一转子铁芯110上的第一磁性件120和第二铁芯的第二凸极134相对。
因此,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130轴向堆叠,且第一磁性件120对应第二凸极134的设置,进而可以调节第一磁性件120、第一凸极114、第二磁性件140和第二凸极134形成的磁场,使得转子结构100形成的磁场更均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。
具体地,由于第一凸极114是被第一磁性件120磁化的,因此,第一凸极114的磁场强度和第二磁性件140的磁场强度略有不同,因此,易造成反电势偶次谐波的增加,而本申请将第一磁性件120和第二凸极134设置在一条轴向的直线上,进而可以改善整体磁场的结构,打破磁场强弱交替的情况,使得整体磁场更加均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。
具体地,本实用新型中转子结构100采用交替极结构,可减小磁性件用量,降低电机成本。另一方面,第一转子铁芯110和第一磁性件120采用贴片的组装形式,第二转子铁芯130和第二磁性件140采用贴片的组装形式,采用交替极后,第一转子铁芯110的第一凸极114和第二转子铁芯130的第二凸极134,可以实现对气隙的调节,调制效应增强,工作次磁密谐波的幅值增加,电机转矩进一步提升。
具体地,可以是第一磁性件120沿第一转子铁芯110径向上的中心线和第二凸极134沿第二转子铁芯130径向上的中心线共面。
具体地,第一磁性件120为第一永磁体,第二磁性件140为第二永磁体,第一凸极114为第一软磁材料,第二凸极134为第二软磁材料。
其中,转子结构100中可以是多个第一转子铁芯110和多个第二转子铁芯130交替堆叠。
实施例2:
如图1至图10所示,在实施例1的基础上,进一步地,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130形成一个偏转的结构,即第一转子铁芯110的第一凸极114和第二转子铁芯130的第二凸极134错位,使得设置在第二转子铁芯130上的第二磁性件140和第一铁芯的第一凸极114相对。
因此,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130轴向堆叠,且第二磁性件140对应第一凸极114的设置,进而可以调节第一磁性件120、第一凸极114、第二磁性件140和第二凸极134形成的磁场,使得转子结构100形成的磁场更均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。
具体地,由于第二凸极134是被第二磁性件140磁化的,因此,第二凸极134的磁场强度和第二磁性件140的磁场强度略有不同,因此,易造成反电势偶次谐波的增加,而本申请将第二磁性件140和第一凸极114设置在一条轴向的直线上,进而可以改善整体磁场的结构,打破磁场强弱交替的情况,使得整体磁场更加均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。
具体地,可以是第二磁性件140沿第二转子铁芯130径向上的中心线和第一凸极114沿第一转子铁芯110径向上的中心线共面。
并且,和设置在第一转子铁芯110上的第一磁性件120和第二铁芯的第二凸极134相对相结合,可以增强对偶次谐波的抑制。
实施例3:
如图1和图6所示,在实施例1或实施例2的基础上,进一步地,全部的第一磁性件120的充磁极性相同;全部的第二磁性件140的充磁极性相同;第一磁性件120的充磁极性和第二磁性件140的充磁极性相反。
在该实施例中,全部的第一磁性件120的充磁极性相同,全部的第二磁性件140的充磁极性相同,第一磁性件120的充磁极性和第二磁性件140的充磁极性相反,即若第一磁性件120为S极,则第二磁性件140为N极,若第一磁性件120为N极,则第二磁性件140为S极,而第一凸极114被磁化后的极性和第一磁性件120也相反,第二凸极134被磁化后的极性和第二磁性件140也相反,进而转子结构100的轴向上,同极性的第一凸极114和第二磁性件140共线,同极性的第二凸极134和第二磁性件140共线,进而使得转子结构100的形成整体磁场更加均匀,使得轴向上第一磁性件120和第二磁性件140在绕组电枢上产生的感应反电势相差180°,从而进一步地抑制偶次谐波的影响,进一步地降低电机磁场转矩和转矩波动。
具体地,第一凸极114和第二凸极134被磁化后所产生的磁场强度相近,第一磁性件120和第二磁性件140的磁场强度相近,进而第一磁性件120的充磁极性和第二磁性件140的充磁极性相反,那么第一凸极114和第二凸极134被磁化后的极性也相反。
以第一磁性件120为S极,第二磁性件140为N极为例进行说明。对于整个转子结构100而言,S极和N极的数量相等,进而第一磁性件120产生强S极,第二磁性件140产生强N极,第一凸极114产生弱N极,第二凸极134产生弱S极,在周向上,第一转子铁芯110中,相邻的磁极分布为强S极、弱N极和强S极,第二转子铁芯130中,相邻的磁极为强N极、弱S极和强N极,而在轴向上,相邻的极性分布为强S极,弱S极,强S极,或者强N极,弱N极,强N极,进而使得整个磁场的分布更加均匀,进一步地抑制偶次谐波的影响。
实施例4:
如图1至图10所示,在实施例1至实施例3中任一者的基础上,进一步地,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130相差单数个极距。
在该实施例中,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130相差单数个极距,进而使得转子结构100产生的磁场更加的规整,从而进一步地抑制偶次谐波的影响,进一步地降低电机磁场转矩和转矩波动。具体地,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130相差1个极距、2个极距或5个极距等。
具体地,转子结构100采用轴向分段结构,由第一转子铁芯110和第二转子铁芯130沿轴向堆叠而成,上下两段转子铁芯错开1个极矩,且全部第一磁性件120的充磁极性均为N极或均为S极,第二磁性件140的充磁极性均为S极或均为N极,使得相邻的两段转子结构100的感应反电势相位相差180°,从而抑制合成反电势中的偶次谐波,降低电机齿槽转矩和转矩波动。
实施例5:
在实施例1至实施例4中任一者的基础上,进一步地,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130的轴向长度相等。
在该实施例中,沿着转子结构100的轴向,第一转子铁芯110的长度和第二转子铁芯130的长度相等,从而在转子结构100的轴向上,提升第一磁性件120产生的磁场和第二磁性件140产生的磁场的对称性,进而使得转子结构100产生的磁场更加的均匀,从而进一步地抑制偶次谐波的影响,进一步地降低电机磁场转矩和转矩波动。具体地,第一转子铁芯110可以是第一冲片堆叠而成,或者通过软磁材料压制成型。第二转子铁芯130可以是第二冲片堆叠而成,或者通过软磁材料压制成型。
实施例6:
如图3所示,在实施例1至实施例5中任一者的基础上,进一步地,相邻的第一磁性件120和第一凸极114之间具有第一间隙150。
在该实施例中,相邻的第一磁性件120和第一凸极114相间隔,从而形成第一间隙150,通过第一间隙150,减小第一凸极114端部在相邻第一磁性件120上的漏磁通,从而增加第一凸极114在主磁路中形成的工作磁通,提升电机的输出性能。
进一步地,第一间隙150的宽度d1小于等于3mm。
在该实施例中,第一间隙150的宽度小于等于3mm,进而相邻的第一磁性件120和第一凸极114之间的距离小于等于3mm,进而保证磁场强度,确保电机的输出性能。具体地,第一间隙150的宽度可以取值3mm、2.8mm、2.5mm、2.0mm、1.5mm或1mm等。
实施例7:
如图8所示,在实施例1至实施例6中任一者的基础上,进一步地,相邻的第二磁性件140和第二凸极134之间具有第二间隙160。
在该实施例中,相邻的第二磁性件140和第二凸极134相间隔,从而形成第二间隙160,通过第二间隙160,减小第二凸极134端部在相邻第二磁性件140上的漏磁通,从而增加第二凸极134在主磁路中形成的工作磁通,提升电机的输出性能。
进一步地,第二间隙160的宽度d1小于等于3mm。
在该实施例中,第二间隙160的宽度小于等于3mm,进而相邻的第二磁性件140和第二凸极134之间的距离小于等于3mm,进而保证磁场强度,确保电机的输出性能。具体地,第二间隙160的宽度可以取值3mm、2.8mm、2.5mm、2.0mm、1.5mm或1mm等。
实施例8:
如图3所示,在实施例1至实施例7中任一者的基础上,进一步地,第一磁性件120所占第一转子铁芯110的圆心角的角度为γ,第一转子铁芯110和第一磁性件120形成的第一转子的极对数Pr,0.9≤γ÷(π÷Pr)≤1.7。
在该实施例中,第一磁性件120所占第一转子铁芯110的圆心角的角度为γ,夹角的存在可以提升电机磁动势,提升磁场的调制效应,增加工作次磁密谐波的幅值,确保电机转矩,由此也避免了电机中采用交替极后磁极数量减小,磁场基波幅值下降,导致转矩下降的问题。
进一步地,满足0.9≤γ÷(π÷Pr)≤1.7时,转子结构100的工作性能良好。
因此,具体地,第一磁性件120两端向第一转子铁芯110中心的连线形成夹角γ,本实用新型在第一转子铁芯110产生了交替极的磁性结构后,进一步对第一磁性件120的两端到第一转子铁芯110的中心位置的连线之间形成的夹角γ进行优化,进一步使得磁场调制效应增强,工作次磁密谐波的幅值增加,产生了更好的输出性能。
实施例9:
如图8所示,在实施例1至实施例8中任一者的基础上,进一步地,第二磁性件140所占第二转子铁芯130的圆心角的角度为γ,第二转子铁芯130和第二磁性件140形成的第二转子的极对数Pr,0.9≤γ÷(π÷Pr)≤1.7。
在该实施例中,第二磁性件140所占第二转子铁芯130的圆心角的角度为γ,夹角的存在可以提升电机磁动势,提升磁场的调制效应,增加工作次磁密谐波的幅值,确保电机转矩,由此也避免了电机中采用交替极后磁极数量减小,磁场基波幅值下降,导致转矩下降的问题。
进一步地,满足0.9≤γ÷(π÷Pr)≤1.7时,转子结构100的工作性能良好。
因此,具体地,第二磁性件140两端向第二转子铁芯130中心的连线形成夹角γ,本实用新型在第二转子铁芯130产生了交替极的磁性结构后,进一步对第二磁性件140的两端到第二转子铁芯130的中心位置的连线之间形成的夹角γ进行优化,进一步使得磁场调制效应增强,工作次磁密谐波的幅值增加,产生了更好的输出性能。
实施例10:
如图2所示,在实施例1至实施例9中任一者的基础上,进一步地,第一轭部112和第一凸极114为一体式结构。
在该实施例中,第一轭部112和第一凸极114为一体式结构,进而在安装时,只需安装第一磁性件120即可,进而降低安装难度,提升生产效率。
具体地,第一轭部112和第一凸极114可以同时冲压成型,或者采用软磁材料同时压制成型。
实施例11:
如图7所示,在实施例1至实施例10中任一者的基础上,进一步地,第二轭部132和第二凸极134为一体式结构。
在该实施例中,第二轭部132和第二凸极134为一体式结构,进而在安装时,只需安装第二磁性件140即可,进而降低安装难度,提升生产效率。
具体地,第二轭部132和第二凸极134可以同时冲压成型,或者采用软磁材料同时压制成型。
实施例12:
如图5所示,在实施例1至实施例11中任一者的基础上,进一步地,多个第一磁性件120形成海尔贝克阵列(Halbach)。
在该实施例中,多个第一磁性件120形成海尔贝克阵列(Halbach),进而提升第一磁性件120产生的磁场的正弦性,提升电机的效率。
具体地,如图5所示,第一磁性件120采用Halbach结构,由充磁方向大于等于3种方向的小块磁性件组合组成。通过上述设计可减小磁性件的漏磁,进一步提高反电势的正弦度,提高电机的输出性能,同时进一步降低电机齿槽转矩和转矩波动。
第一磁性件120的磁场为如图5中箭头所示。
实施例13:
如图10所示,在实施例1至实施例12中任一者的基础上,进一步地,多个第二磁性件140形成海尔贝克阵列(Halbach)。
在该实施例中,多个第二磁性件140形成海尔贝克阵列(Halbach),进而提升第二磁性件140产生的磁场的正弦性,提升电机的效率。
具体地,如图10所示,第二磁性件140采用Halbach结构,由充磁方向大于等于3种方向的小块磁性件组合组成。通过上述设计可减小磁性件的漏磁,进一步提高反电势的正弦度,提高电机的输出性能,同时进一步降低电机齿槽转矩和转矩波动。第二磁性件140的磁场为如图10中箭头所示。
实施例14:
如图1至图10所示,在实施例1至实施例13中任一者的基础上,进一步地,第一凸极114设于第一轭部112的内侧,第二凸极134设于第二轭部132的内侧。
在该实施例中,第一轭部112为一环状结构,第一凸极114设置在第一轭部112的内圈,第二轭部132为一环状结构,第二凸极134设置在第一轭部112的内圈,进而转子结构100安装成外转子电机时,磁场的中心位置更加靠近定子结构300,提升电机的效率。
实施例15:
在实施例1至实施例13中任一者的基础上,进一步地,第一凸极114设于第一轭部112的外侧,第二凸极134设于第二轭部132的外侧。
在该实施例中,第一轭部112为一环状结构,第一凸极114设置在第一轭部112的外圈,第二轭部132为一环状结构,第二凸极134设置在第一轭部112的外圈,进而转子结构100安装成内转子电机时,磁场的中心位置更加靠近定子结构300,提升电机的效率。
实施例16:
如图1至图10所示,在实施例1至实施例15中任一者的基础上,进一步地,第一磁性件120和第二磁性件140结构相同。
在该实施例中,第一磁性件120的结构和第二磁性件140的结构相同,进而第一磁性件120和第二磁性件140产生的磁场相近或相同,进而使得转子结构100的整体磁场更加均匀,使得转子结构100形成的磁场更均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。
实施例17:
如图1、图3、图5、图8和图10所示,在实施例1至实施例16中任一者的基础上,进一步地,第一凸极114和第二凸极134的结构相同。
在该实施例中,第一凸极114的结构和第二凸极134的结构相同,进而第一凸极114和第二凸极134被磁化后产生的磁场相近或相同,进而使得转子结构100的整体磁场更加均匀,使得转子结构100形成的磁场更均匀,抑制偶次谐波的影响,降低电机磁场转矩和转矩波动。
实施例18:
如图4所示,在实施例1至实施例17中任一者的基础上,进一步地,第一转子铁芯110包括多个第一铁芯分块1102,多个第一铁芯拼接成环状。
在该实施例中,第一转子铁芯110包括多个第一铁芯分块1102,多个第一铁芯分块1102沿第一转子铁芯110的圆周方向首尾连接。其中,任一第一铁芯分块1102包括第一轭部112和至少一个第一凸极114,相邻两个第一铁芯分块1102的部分轭部相连接,进而形成一个环状结构。这样,在制造第一转子铁芯110的过程中,可将多个第一铁芯分块1102首尾连接来制造转子铁芯。
具体地,第一转子铁芯110包括多个第一铁芯分块1102。这样,安装时,可首先将第一转子铁芯110展开,可以展开为一条,也可展开为单个第一铁芯分块1102。而后,在每一个第一铁芯分块1102上对应的位置装配第一磁性件120。这样,可以降低第一磁性件120和第一转子铁芯110的安装难度,提升生产效率,并且,第一转子铁芯110采用冲片堆叠时,可以节省材料,降低成本。
实施例19:
如图9所示,在实施例1至实施例18中任一者的基础上,进一步地,第二转子铁芯130包括多个第二铁芯分块1302,多个第二铁芯拼接成环状。
在该实施例中,第二转子铁芯130包括多个第二铁芯分块1302,多个第二铁芯分块1302沿第二转子铁芯130的圆周方向首尾连接。其中,任一第一铁芯分块1102包括第二轭部132和至少一个第二凸极134,相邻两个第二铁芯分块1302的部分轭部相连接,进而形成一个环状结构。这样,在制造第二转子铁芯130的过程中,可将多个第二铁芯分块1302首尾连接来制造转子铁芯。
具体地,第二转子铁芯130包括多个第二铁芯分块1302。这样,安装时,可首先将第二转子铁芯130展开,可以展开为一条,也可展开为单个第二铁芯分块1302。而后,在每一个第二铁芯分块1302上对应的位置装配第二磁性件140。这样,可以降低第二磁性件140和第二转子铁芯130的安装难度,提升生产效率,并且,第二转子铁芯130采用冲片堆叠时,可以节省材料,降低成本。
实施例20:
如图11所示,本实用新型提供了一种电机,包括:定子结构300;如上述任一实施例提供的转子结构100。
本实用新型提供的电机,包括定子结构300和如上述技术方案任一项提出的转子结构100,定子结构300和转子结构100通过电磁效应,使得转子结构100可以转动,并且,因本实用新型提出的电机包括如上述技术方案任一项提出的转子结构100,因此,具有如上述技术方案任一项提出的转子结构100的全部效果,在此不再一一陈述。
实施例21:
如图11至图15所示,在实施例20的基础上,进一步地,定子结构300包括定子轭320和设置在定子轭320上的多个定子齿310,相邻的定子齿310之间形成定子槽330。并且,定子齿310朝向转子的一侧设置有凹槽312,凹槽312将定子齿310分隔为多个定子副齿314。具体地,凹槽的宽度为d2,d2大于或小于d3。
在该实施例中,定子结构300朝向转子结构100的设置有多个定子齿310,定子齿310朝向转子的一侧设置有凹槽312,将定子齿310分隔为多个定子副齿314,进而利用凹槽312和定子副齿314的形式,调节气隙,调制磁场,提升电机的效率。
实施例22:
在实施例21的基础上,进一步地,定子结构300的极对数为Pa,定子齿310的数量为x,每个定子齿310上定子副齿314的数量为a,其中,Pa=|ax±Pr|。
在该实施例中,定子结构300的极对数Pa满足:Pa=│ax±Pr│。其中,x表示定子齿310的数量,a表示每个定子齿310上定子副齿314的数量,Pr表示第二转子的极对数。气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波,为电机提供输出转矩,从而有效提升了电机的转矩密度。在该限定下,气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波,为电机提供输出转矩,从而有效提升了电机的转矩密度。
因此,本实用新型提出的电机中,定子齿310上设置有至少两个定子副齿314,进而通过定子副齿314作为调制部件,实现磁场调制的作用,使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机的性能得到了明显的提升。并且,定子结构300的极对数Pa满足:Pa=│ax±Pr│。在该限定下,气隙磁密中出现的新的谐波成分可作为电机的工作谐波,为电机提供输出转矩,从而有效提升了电机的转矩密度。
具体地,一个定子齿310上设置有一个凹槽312,形成两个定子副齿314。
实施例23:
如图15所示,图15中虚线L1表示沿定子结构300的径向,定子齿310的平分线。
在实施例21或实施例22的基础上,进一步地,沿定子结构300的径向,定子齿310的平分线到凹槽312的两侧壁的距离相等,也就是,定子齿310的平分线到凹槽312的两侧壁的距离分别为d4和d5,并且满足d4等于d5。
在该实施例中,沿定子结构300的径向,定子齿310的平分线到凹槽312的两侧壁的距离相等。这样,在定子结构300的圆周方向上,凹槽312位于定子齿310的中部。如此设计,可简化定子齿310的整体结构,并且便于定子齿310的加工制造,进而提升定子结构300以及整个电机的加工效率。
实施例24:
如图15所示,图15中虚线L1表示沿定子结构300的径向,定子齿310的平分线。
在实施例21或实施例22的基础上,进一步地,沿定子结构300的径向,定子齿310的平分线到凹槽312的两侧壁的距离相等,也就是,定子齿310的平分线到凹槽312的两侧壁的距离分别为d4和d5,并且满足d4不等于d5。
在该实施例中,沿定子结构300的径向,定子齿310的平分线到凹槽312的两侧壁的距离不等。这样,在定子结构300的圆周方向上,凹槽312朝向定子齿310的一端偏移设置。如此设置,可改变气隙磁导分布,削弱部分谐波,从而减小转矩脉动,改善电机振动噪音性能。并且,当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。此时,至少两个定子副齿314使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机的性能得到了明显的提升。
实施例25:
如图15所示,图15中虚线L2表示相邻两个定子齿310的角平分线。
在实施例21至实施例24中任一者的基础上,进一步地,在相邻两个定子齿310中,一个定子齿310的定子副齿314和另一个定子齿310的定子副齿314之间具有槽口,在槽口处,相邻两个定子齿310的角平分线到相邻两个定子副齿314的距离相等,具体地,如图15所示,在槽口处,相邻两个定子齿310的角平分线到相邻两个定子副齿314的距离为d6和d7,并且满足d5等于d6。
在该实施例中,定子齿310的角平分线到凹槽312的两侧壁的距离相等。这样,在定子结构300的圆周方向上,凹槽312位于定子齿310的中部。如此设计,可简化定子齿310的整体结构,并且便于定子齿310的加工制造,进而提升定子结构300以及整个电机的加工效率。
实施例26:
如图15所示,图15中虚线L2表示相邻两个定子齿310的角平分线。
在实施例21至实施例24中任一者的基础上,进一步地,在相邻两个定子齿310中,一个定子齿310的定子副齿314和另一个定子齿310的定子副齿314之间具有槽口;在槽口处,相邻两个定子齿310的角平分线到相邻两个定子副齿314的距离不等,具体地,如图15所示,在槽口处,相邻两个定子齿310的角平分线到相邻两个定子副齿314的距离为d6和d7,并且满足d5不等于d6。
在该实施例中,定子齿310的角平分线到凹槽312的两侧壁的距离不等。这样,在定子结构300的圆周方向上,凹槽312朝向定子齿310的一端偏移设置。如此设置,可改变气隙磁导分布,削弱部分谐波,从而减小转矩脉动,改善电机振动噪音性能。并且,当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。此时,至少两个定子副齿314使得气隙磁导中引入较多的谐波分量,使得电机的性能得到了明显的提升。
实施例27:
如图15所示,图15中虚线L3表示沿定子结构300的径向,定子副齿314的齿身平分线。
在实施例21至实施例26中任一者的基础上,进一步地,在相邻两个定子副齿314中,沿定子结构300的径向,一个定子副齿314的平分线与另一个定子副齿314的平分线之间的形成夹角β满足1≤β÷[2π÷(a×x)]<1.4,其中,x表示定子齿310的数量,a表示每一个定子齿310上定子副齿314的数量。
在该实施例中,在相邻两个定子副齿314中,沿定子结构300的径向,一个定子副齿314的平分线与另一个定子副齿314的平分线之间的形成夹角β,并且满足1≤β÷[2π÷(a×x)]<1.4;其中,x表示定子齿310的数量,a表示每一个定子齿310上定子副齿314的数量。这样,本实用新型进一步对定子副齿314的结构以及分布进行优化,使得应用该电机调制生成的谐波幅值较大,转矩较高,以进一步提升电机的工作效率。
实施例28:
如图12所示,在实施例21至实施例27中任一者的基础上,进一步地,定子结构300由多个定子分块340拼装组成,每个定子分别均包括轭部区段350和定子齿310,相邻的定子分块340通过轭部区段350相连接。
在该实施例中,定子结构300包括多个定子分块340,并通过多个定子分块340拼接的方式形成定子结构300。这样,在定子结构300的加工制造过程中,工作人员可先在单个定子分块340上进行绕线等操作,有利于降低绕线难度,进而提高绕线的工作效率,降低材料成本。
此外,本实用新型可以首先在单个定子分块340上进行绕线等操作,可有效提升绕组的缠绕数量,并提升绕组的槽满率,提高应用电机输出性能。并且,本实用新型在降低绕线难度的基础上,可降低绕线过程中废品率,进而减少废料并提升定子结构300的成本率。此外,单独定子分块340对材料的要求较低,可提升材料的利用率,进而降低定子结构300的材料成本。
实施例29:
如图12所示,在实施例21至实施例28中任一者的基础上,进一步地,相邻两个定子分块340的轭部区段350可拆卸连接或固定连接。
在该实施例中,相邻两个定子分块340的轭部区段350可拆卸连接,进而保证相邻两个定子分块340的拆装。
具体地,定子分块340还包括第一连接部360和第二连接部370。其中,第一连接部360设置在轭部区段350的第一端,第二连接部370设置在轭部区段350的第二端,第一连接部360和第二连接部370在轭部区段350上相背。并且,第一连接部360和第二连接部370的结构相匹配,进而一个定子分块340的第一连接部360和另一个定子分块340的第二连接部370配合能够实现自锁。因此,在拼接定子分块340的过程中,本实用新型可以通过第一连接部360和第二连接部370来连接相邻两个定子分块340,包括相邻两个定子分块340的可拆卸连接。
其中,第一连接部360与第二连接部370中的一者为凸部,另一者为凹部。此外,凸部的形状与凹部的形状相适配,并且凸部与凹部之间能够可拆卸的连接,并具有自锁功能。具体地,凹部包括但不限于以下结构多边形槽、圆形槽、椭圆形槽;凸部的形状与凹部的形状相匹配。
实施例30:
如图13所示,在实施例21至实施例29中任一者的基础上,进一步地,定子轭320和定子齿310可拆卸地配合。
在该实施例中,定子结构300包括定子轭320和设置在定子轭320上的定子齿310,其中,定子齿310和定子轭320可拆卸式连接。这样,在定子结构300的加工制造过程中,可在定子齿310上的先绕线,然后再安装到轭部,一方面便于绕线,提高电机槽满率,另一方面,减小定子槽330的槽口宽度d3,从而避免槽口过大对电机性能造成的影响。
具体地,定子轭320的部分可以嵌入到定子齿310中,或者定子齿310的部分嵌入到定子轭320中。
实施例31:
如图14所示,在实施例21至实施例30中任一者的基础上,进一步地,定子齿310包括:齿身316和齿靴318,定子齿310的一端和定子轭320相连接,另一端和齿靴318可拆卸地连接。具体地,凹槽312设置在齿靴318上,定子副齿314设置在齿靴318上。
在该实施例中,齿靴318与齿身316可拆卸式连接。这样,在定子结构300的加工制造过程中,可在齿身316上先绕线,然后再安装齿靴318,一方面便于绕线,提高电机槽满率,另一方面,可以增加齿靴318周向宽度,减小槽口宽度d3,从而避免槽口过大对电机性能造成的影响。
实施例32:
本实用新型提供的电机包括定子结构300和转子结构100,定子结构300包括定子铁芯和绕组。具体地,定子铁芯包括定子轭320和由定子轭320沿径向延伸的定子齿310,相邻的定子齿310之间形成定子槽330。每个定子齿310包括齿身316和设置在齿身316一端的齿靴318,相邻齿靴318之间形成槽口,且每个齿靴318上分布有多个定子副齿314,相邻定子副齿314之间形成有凹槽312;绕组由多个线圈组成,线圈个数与定子齿310的个数一致,每个线圈缠绕在单个定子齿310上。
转子结构100和定子结构300同心设置,转子结构100包括导磁的第一转子铁芯110、第二转子铁芯130、贴设在第一转子铁芯110的第一磁性件120和贴设在第二转子铁芯130的第二磁性件140,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130沿轴向堆叠,第一转子铁芯110和第二转子铁芯130相差1个极矩,且第一转子铁芯110的结构和第二转子铁芯130的结构相同,只是两者转动一个极距后装配,第一转子铁芯110的内侧或外侧均匀分布有第一凸极114,第一磁性件120设置在相邻的第一凸极114之间,第二转子铁芯130的外侧或外侧均匀分布有第二凸极134,第二磁性件140设置在相邻的第二凸极134之间。
沿着第一转子铁芯110的径向,第一凸极114的中心线和第二磁性件140的中心线对齐,第二凸极134的中心线和第一磁性件120的中心线对齐,且第一磁性件120和第二磁性件140的充磁极性相反。
通过上述设计,齿靴318上的定子副齿314作为调制部件,实现磁场调制的作用。此时,不同于常规永磁电机,其槽开口较小,气隙磁导接近于常数。在本实用新型的电机中,定子齿310分裂成多个定子副齿314,且相邻定子副齿314之间形成有较大的凹槽312,使得气隙磁导中引入较多的谐波分量。当永磁磁动势和含有谐波的气隙磁导作用时,气隙磁密中会出现新的谐波成分。进一步的,转子结构100通过采用交替极结构,第一转子铁芯110具有第一凸极114和第二转子铁芯130具有第二凸极134,气隙磁导进一步变化,调制效应增强,工作次磁密谐波的幅值增加,电机转矩进一步提升,且交替极结构可减小永磁体用量,降低电机成本。
转子结构100采用轴向分段结构,由第一转子铁芯110和第二转子铁芯130沿轴向堆叠而成,上下两段转子铁芯错开1个极矩,且全部第一磁性件120的充磁极性均为N极或均为S极,第二磁性件140的充磁极性均为S极或均为N极,使得相邻的两段转子结构100的感应反电势相位相差180°,从而抑制合成反电势中的偶次谐波,降低电机齿槽转矩和转矩波动。
并且,在本实用新型中,每个线圈仅绕设于一个定子齿310上,即采用单齿绕的集中绕组结构,此时电机绕组端部较小,有利于减小铜耗,并且便于实现模块化,提高生产制造效率。
定义第一磁性件120两侧面与定子中心之间的夹角和第二磁性件140两侧面与定子中心之间的夹角为γ,当0.9≤γ÷(π÷Pr)≤1.7,电机输出性能较好。
进一步地,第一磁性件120和第一凸极114之间存在第一间隙150,第二磁性件140和第二凸极134之间存在第二间隙160,第一间隙150和第二间隙160的宽度范围为0到3mm时,电机输出性能较优。
第一磁性件120和第二磁性件140采用Halbach结构,由充磁方向大于等于3种方向的小块磁性件组合组成。通过上述设计可减小磁性件的漏磁,进一步提高反电势的正弦度,提高电机的输出性能,同时进一步降低电机齿槽转矩和转矩波动。
本实用新型的电机可为内转子电机或外转子电机。
实施例33:
本实用新型提供了一种电器设备,包括:如上述任一实施例提供的电机。
本实用新型提供的电器设备,包括因包括如上述任一实施例提供的电机,因此,具有如上述任一实施例提供的电机的全部效果,在此不再一一陈述。
具体地,本实用新型提供的电器设备包括但不限于冰箱、洗衣机、空调器等产品。
在本实用新型中,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”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实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或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。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (22)

1.一种转子结构,其特征在于,包括:
第一转子铁芯,所述第一转子铁芯包括第一轭部和多个第一凸极,多个所述第一凸极设于所述第一轭部,相邻的所述第一凸极之间形成第一安装槽;
多个第一磁性件,所述第一磁性件设于所述第一安装槽;
第二转子铁芯,沿所述第一转子铁芯的轴向,设于所述第一转子铁芯的一侧,所述第二转子铁芯包括第二轭部和多个第二凸极,多个所述第二凸极设于所述第二轭部,相邻的所述第二凸极之间形成第二安装槽;
多个第二磁性件,所述第二磁性件设于所述第二安装槽,
其中,所述第一磁性件的和所述第二凸极相对应的设置。
2.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,
所述第二磁性件和所述第二凸极相对应的设置。
3.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,
全部所述第一磁性件的充磁极性相同;
全部所述第二磁性件的充磁极性相同;
所述第一磁性件的充磁极性和所述第二磁性件的充磁极性相反。
4.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,
所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯相差单数个极距。
5.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,
所述第一转子铁芯和所述第二转子铁芯的轴向长度相等。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的转子结构,其特征在于,
相邻的所述第一磁性件和所述第一凸极之间具有第一间隙;和/或
相邻的所述第二磁性件和所述第二凸极之间具有第二间隙。
7.根据权利要求6所述的转子结构,其特征在于,
所述第一间隙的宽度小于等于3mm;和/或
所述第二间隙的宽度小于等于3mm。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的转子结构,其特征在于,
所述第一磁性件和所述第二磁性件的所占的圆心角的角度为γ,所述第一转子铁芯和所述第一磁性件形成的第一转子的极对数,以及所述第二转子铁芯和所述第二磁性件形成的第二转子的极对数均为Pr,
其中,0.9≤γ÷(π÷Pr)≤1.7。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的转子结构,其特征在于,
所述第一轭部和所述第一凸极为一体式结构;和/或
所述第二轭部和所述第二凸极为一体式结构。
10.根据权利要求1至5中任一项所述的转子结构,其特征在于,
多个所述第一磁性件形成海尔贝克阵列;和/或
多个所述第二磁性件形成海尔贝克阵列。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的转子结构,其特征在于,
所述第一磁性件和所述第二磁性件结构相同;和/或
所述第一凸极和所述第二凸极的结构相同。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的转子结构,其特征在于,
所述第一转子铁芯包括多个第一铁芯分块,多个所述第一铁芯分块拼接成环状;
所述第二转子铁芯包括多个第二铁芯分块,多个所述第二铁芯分块拼接成环状。
13.一种电机,其特征在于,包括:
定子结构;
如上述权利要求1至12中任一项所述的转子结构。
14.根据权利要求13所述的电机,其特征在于,所述定子结构包括:
多个定子齿,所述定子齿朝向所述转子的一侧设置有凹槽,所述凹槽将所述定子齿分隔为多个定子副齿。
15.根据权利要求14所述的电机,其特征在于,
所述定子结构的极对数为Pa,所述定子齿的数量为x,每个所述定子齿上定子副齿的数量为a,
其中,Pa=|ax±Pr|。
16.根据权利要求14或15所述的电机,其特征在于,
沿所述定子结构的径向,定子齿的平分线到所述凹槽的两侧壁的距离相等或不等。
17.根据权利要求14或15所述的电机,其特征在于,
在相邻两个所述定子齿中,一个所述定子齿的所述定子副齿和另一个所述定子齿的所述定子副齿之间具有槽口;在所述槽口处,相邻两个所述定子齿的角平分线到相邻两个所述定子副齿的距离相等或不等。
18.根据权利要求14或15所述的电机,其特征在于,所述定子结构包括:
多个定子分块,所述定子结构分别包括轭部区段和定子齿,相邻的所述定子分块通过轭部区段相连接。
19.根据权利要求18所述的电机,其特征在于,
相邻两个所述定子分块的所述轭部区段可拆卸连接或固定连接。
20.根据权利要求14或15所述的电机,其特征在于,所述定子结构还包括:
定子轭,所述定子齿可拆卸地设于所述定子轭。
21.根据权利要求20所述的电机,其特征在于,所述定子齿包括:
齿身,一端和所述定子轭相连接;
齿靴,可拆卸地设于所述齿身背离所述定子轭的一端。
22.一种电器设备,其特征在于,包括:
如权利要求13至21中任一项所述的电机。
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