CN217159399U - 一种转子组件、电机和汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种转子组件、电机和汽车，所述转子组件包括：转子轴套、转轴、多个铁芯组、多个磁钢和两个固定板；所述转子轴套设置有一转轴孔和多个定位槽；所述转轴穿设于所述转轴孔内；所述铁芯组包括多个转子铁芯，所述转子铁芯的一端嵌入所述定位槽内，所述转子铁芯的两侧设置有支撑部，相邻所述转子铁芯之间形成有磁钢安装空间，各个所述铁芯组的磁钢安装空间连通后形成多个磁钢安装槽。本实用新型的转子组件中，任意两个相邻转子铁芯所连接的定位槽之间至少间隔有一定距离，使在对磁钢充磁时，有效减弱了磁钢的磁通经过转子铁芯流经转子轴套而形成的漏磁，大幅提高整体充磁饱和率，有利于提高电机功率密度，降低电机成本。

Description

一种转子组件、电机和汽车

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种转子组件、电机和汽车。

背景技术

电机装配时，转子组件通常采用单片充磁方式，即：对首先对磁钢进行充磁，然后将磁钢放置于转子铁芯形成的槽，过程中，磁性转子将吸附较多的铁屑和磁钢碎屑，难以清理，增加电机失效的风险；若采用整体充磁方式，即：先将未充磁磁钢装配到转子铁芯形成的槽，清理粘附的铁屑和磁钢碎屑，然后对磁钢进行充磁，则转子基本不含有碎屑，工艺可制造性有较大提高；但由于转子铁芯和转子轴套均为导磁材料，磁钢产生的磁通有较大部分通过转子铁芯和转子轴套进行流通，此部分漏磁较大，使得靠近转子轴套部分的磁钢充磁不饱和，相对单片充磁方式，整体充磁转子磁场能量较低；导致电机功率密度较低，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种转子组件、电机和汽车。

本实用新型的一个实施例提供一种转子组件，包括：转子轴套、转轴、多个铁芯组、多个磁钢和两个固定板；

所述转子轴套为非导磁金属制成的转子轴套，所述转子轴套的内部设置有一转轴孔，所述转子轴套的外侧设置有多个定位槽，所述多个定位槽以预设间距环绕所述转子轴套排列布置，所述定位槽沿所述转子轴套的轴向延伸；

所述转轴穿设于所述转轴孔内；

所述多个铁芯组沿所述转子轴套的轴向依序布置，所述铁芯组包括多个转子铁芯，所述多个转子铁芯环绕所述转子轴套布置，所述转子铁芯的一端嵌入所述定位槽内，所述转子铁芯的两侧设置有支撑部，相邻所述转子铁芯、相邻所述转子铁芯的支撑部与所述转子轴套的外侧围绕形成磁钢安装空间，其中，相邻所述铁芯组的转子铁芯一一对应连接，各个所述铁芯组的磁钢安装空间相互连通后形成多个磁钢安装槽，所述多个磁钢安装槽与所述多个定位槽环绕所述转子轴套间隔排列布置；

多个所述磁钢一一对应穿设于所述磁钢安装槽内；

所述两个固定板套设在所述转轴外侧，所述转子轴套位于所述两个固定板之间，所述两个固定板分别抵接所述磁钢的两端。

相对于现有技术，本实用新型的转子组件中，任意两个相邻转子铁芯所连接的定位槽之间至少间隔有一定距离，使得在对磁钢充磁时，有效减弱了磁钢的磁通经过转子铁芯流经转子轴套而形成的漏磁，大幅提高整体充磁饱和率，有利于提高电机功率密度，降低电机成本。

在一些可选的实施方式中，所述转子铁芯包括基体部、第一连接部和若干限位部，所述基体部的两侧分别设置有所述支撑部，所述第一连接部设置在所述基体部的一端，所述第一连接部的至少一侧设置有所述限位部，所述磁钢安装空间形成于相邻所述转子铁芯的基体部、相邻所述转子铁芯的支撑部与所述转子轴套的外侧之间；

所述定位槽在所述转子轴套的端部具有开口，所述定位槽的内壁设置有若干第一限位槽，所述第一连接部和所述限位部从所述开口嵌入所述定位槽内，所述限位部伸入所述第一限位槽内。

在一些可选的实施方式中，所述转子铁芯上设置有第二限位槽和限位块，所述第二限位槽和所述限位块在所述转子轴套的轴向上分别位于所述转子铁芯的前方和后方，所述转子铁芯的限位块伸入相邻所述铁芯组的转子铁芯的第二限位槽内。

在一些可选的实施方式中，所述多个铁芯组分为至少一个第一铁芯组和至少一个第二铁芯组；

在所述第一铁芯组中，相邻所述转子铁芯的支撑部之间形成有阻隔空间，所述阻隔空间和所述磁钢安装空间沿靠近所述转子轴套的方向依序布置；

在所述第二铁芯组中，相邻所述转子铁芯的支撑部之间通过第二连接部相互连接，所述磁钢安装空间形成于相邻所述转子铁芯、相邻所述转子铁芯的支撑部、所述第二连接部与所述转子轴套的外侧之间。

在一些可选的实施方式中，所述第一铁芯组的数量大于所述第二铁芯组的数量。

在一些可选的实施方式中，所述转子铁芯上设置有若干减重孔。

在一些可选的实施方式中，相邻所述铁芯组的转子铁芯的减重孔相互连通。

在一些可选的实施方式中，所述转子铁芯远离所述转子轴套的一端的端面在垂直于所述转子轴套的轴向上的截面上为样条曲线。

本实用新型的另一个实施例提供一种电机，包括：机壳、定子组件以及如上述所述的一种转子组件，所述定子组件和所述转子组件设置在所述机壳内。

本实用新型的另一个实施例提供一种汽车，包括：本体、多个车轮以及如上述所述的一种电机，所述车轮设置在所述本体上，所述电机的转子组件的转轴与所述车轮传动连接。

为了能更清晰的理解本实用新型，以下将结合附图说明阐述本实用新型的具体实施方式。

附图说明

图1是本实用新型一个实施例的转子组件的结构示意图；

图2是本实用新型一个实施例的转子轴套的结构示意图；

图3是本实用新型一个实施例的转子组件的一侧的结构示意图；

图4是本实用新型一个实施例的第一铁芯组、磁钢和转子轴套的结构示意图；

图5是对比方案的转子组件在整体充磁时的磁密云图；

图6是本实用新型一个实施例的转子组件在整体充磁时的磁密云图；

图7是采用本实用新型的转子组件的电机和采用对比方案的转子组件的电机的反电势系数对比图；

图8是本实用新型一个实施例的第一铁芯组的转子铁芯的结构示意图；

图9是图3所示的A处的放大图；

图10是本实用新型一个实施例的转子铁芯的剖视图；

图11是本实用新型一个实施例的第二铁芯组、磁钢和转子轴套的结构示意图。

10、转子轴套；11、转轴孔；12、定位槽；13、第一限位槽；20、转轴；30、转子铁芯；31、支撑部；311、磁钢安装空间；312、阻隔空间；32、基体部；33、第一连接部；34、限位部；35、第二限位槽；36、限位块；37、第二连接部；38、减重孔；39、样条曲线；40、磁钢；50、固定板；51、通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1、图2和图3，图1是本实用新型一个实施例的转子组件的结构示意图，图2是本实用新型一个实施例的转子轴套的结构示意图，图3是本实用新型一个实施例的转子组件的一侧的结构示意图，该转子组件，包括：转子轴套10、转轴20、多个铁芯组、多个磁钢40和两个固定板50。

请参阅图4，其是本实用新型一个实施例的第一铁芯组、磁钢和转子轴套的结构示意图，转子轴套10为非导磁金属制成的转子轴套10，转子轴套10的内部设置有一转轴20孔11，转子轴套10的外侧设置有多个定位槽12，多个定位槽12以预设间距环绕转子轴套10排列布置，定位槽12沿转子轴套10的轴向延伸；转轴20穿设于转轴20孔11内。多个铁芯组沿转子轴套10的轴向依序布置。铁芯组包括多个转子铁芯30，多个转子铁芯30环绕转子轴套10布置，转子铁芯30的一端嵌入定位槽12内，转子铁芯30的两侧设置有支撑部31，相邻转子铁芯30的侧边、相邻转子铁芯30的支撑部31与转子轴套10的外侧围绕形成磁钢安装空间311，其中，相邻铁芯组的转子铁芯30一一对应连接，各个铁芯组的磁钢安装空间311相互连通后形成多个磁钢安装槽，多个磁钢安装槽与多个定位槽12环绕转子轴套10间隔排列布置；多个磁钢40一一对应穿设于磁钢安装槽内，支撑部31对磁钢40进行支撑，避免磁钢40因离心力而脱离磁钢安装槽。在一些可选的实施方式中，多个铁芯组还可分为至少一个第一铁芯组和至少一个第二铁芯组，第二铁芯组的相邻的转子铁芯的支撑部之间通过第二连接部连接，第二连接部也可以对磁钢起到支撑的作用，避免磁钢40因离心力而脱离磁钢安装槽。

在对磁钢40充磁时，磁钢40的磁通经过转子铁芯30进入到转子轴套10，由于转子轴套10的非导磁性，使得磁钢40的磁通难以在转子轴套10流通，并且因为任意两个相邻转子铁芯30所连接的定位槽12之间至少间隔有一定的距离，使得磁钢40的磁通在进入转子铁芯30后难以流经到相邻的转子铁芯30而形成的漏磁，大幅提高整体充磁饱和率，有利于提高电机功率密度，降低电机成本。由于定位槽12的配合，使得铁芯组容易安装，并且结构稳定。多个定位槽12之间的预设间距可以根据实际需要选择合适的设计，使得磁钢40的磁通难以在相邻的定位槽12之间流通。

为了更加直观地展示，由本实用新型的一个实施例的转子组件和对比方案的转子组件进行对比测试，对比方案的转子组件中，转子轴套10为导磁金属制成的转子轴套10，转子轴套10不采用定位槽12，转子铁芯30直接与转子轴套10固定连接。请参阅图5，其是对比方案的转子组件在整体充磁时的磁密云图，由图中可知，转子整体充磁时，磁通经过转子铁芯30扇后在转子轴套10流通，成较大漏磁，磁通很少经过磁钢40靠近转子轴套10的部分，使得此部分的充磁饱和率较低。请参阅图6，其是本实用新型一个实施例的转子组件在整体充磁时的磁密云图，由图中可知，转子组件整体充磁时，由于定位槽12间隔一定距离，并且转子轴套10是非导磁的，磁通很少在转子轴套10进行流通，漏磁较小，使得转子整体充磁饱和率相对较高。

请参阅图7，其是采用本实用新型的转子组件的电机和采用对比方案的转子组件的电机的反电势系数对比图，由图可知，相同电机定子结构前提下，采用本实用新型的转子组件的电机的反电势系数峰值为11.6V/krpm，而采用对比方案的转子组件的电机的反电势系数峰值为10.1V/krpm，采用本实用新型的转子组件的电机相对采用对比方案的转子组件的电机的反电势系数提高了14.8％，显然，采用本实用新型的转子组件的电机的性能更加好，把输入的总能量向有用能量转化的本领更强。在电机需要达到相同性能的情况下，本实用新型的转子组件的电机所需要的材料用量能够大幅下降，降低了电机成本，还减少了电机的体积和重量。

请参阅图8和图9，图8是本实用新型一个实施例的第一铁芯组的转子铁芯的结构示意图，图9是图3所示的A处的放大图，为了方便固定转子铁芯30，提高转子组件的结构稳定性，在一些可选的实施方式中，转子铁芯30包括基体部32、第一连接部33和若干限位部34，基体部32的两侧分别设置有支撑部31，第一连接部33设置在基体部32的一端，第一连接部33的至少一侧设置有所述限位部34，磁钢安装空间311形成于相邻转子铁芯30的基体部32、相邻转子铁芯30的支撑部31与转子轴套10的外侧之间；定位槽12在转子轴套10的端部具有开口，定位槽12的内壁设置有若干第一限位槽13，第一连接部33和限位部34从开口嵌入定位槽12内，限位部34伸入第一限位槽13内，基体部32位于定位槽12外，第一连接部33和限位部34然后沿着定位槽12移动到合适的位置，各个铁芯组的转子铁芯30的第一连接部33和限位部34依序从开口进入定位槽12，由于限位部34与第一限位槽13的配合，使得转子铁芯30难以在径向方向上脱离转子轴套10。在本实施方式中，第一连接部33的两侧设置有限位部34，定位槽12的相对两内侧壁设置有第一限位槽13。当然，转子铁芯30和定位槽12的结构并不局限于此，本领域技术人员也可以根据本实用新型的教导选择其他合适的结构。另外，开口处可以设置一些限位结构以限制第一连接部33和限位部34从开口脱离定位槽12。

为了避免磁钢40晃动，两个固定板50套设在转轴20外侧，转子轴套10位于两个固定板50之间，两个固定板50分别抵接在磁钢40的两端，避免磁钢40承受沿转轴20的轴向的冲击力或电磁拉力而偏移，使得电机更加平稳，电机寿命更长；另外，固定板50上还可以增设一些用于减重的通孔51，以节约材料，并减小电机重量。固定板50上可以设置一些限位结构以限制第一连接部33和限位部34从开口脱离定位槽12。当然，还可通过其它方式对磁钢40的两端进行限位，例如在转子轴套10的两端设置限位环，限位环可同时抵接在磁钢40和转子铁芯30上，从而使得磁钢40和转子铁芯30难以沿转子轴套10的轴向移动。

请参阅图10，其是本实用新型一个实施例的转子铁芯的剖视图，在一些可选的实施方式中，转子铁芯30上设置有第二限位槽35和限位块36，第二限位槽35和限位块36在转子轴套10的轴向上分别位于转子铁芯30的前方和后方，转子铁芯30的限位块36伸入相邻铁芯组的转子铁芯30的第二限位槽35内，通过转子铁芯30的限位块36和第二限位槽35的配合，使得不同铁芯组的转子铁芯30在转子轴套10的周向方向上不会相对偏移，提高了整体结构稳定性。

请参阅图11，其是本实用新型一个实施例的第二铁芯组、磁钢和转子轴套的结构示意图，在一些可选的实施方式中，多个铁芯组还可分为至少一个第一铁芯组和至少一个第二铁芯组；在第一铁芯组中，相邻转子铁芯30的支撑部31之间形成有阻隔空间312，阻隔空间312和磁钢安装空间311沿靠近转子轴套10的方向依序布置。由于阻隔空间312的存在，可以防止磁钢40的磁通在转子铁芯30之间流通而形成漏磁。

在第二铁芯组中，相邻转子铁芯30的支撑部31之间通过第二连接部37相互连接，磁钢安装空间311形成于相邻转子铁芯30的侧边、相邻转子铁芯30的支撑部31、第二连接部37与转子轴套10的外侧之间。由于第二连接部37连接两个相邻的支撑部31，可以避免同一铁芯组的转子铁芯30之间沿周向偏移；而且由于支撑部31之间通过第二连接部37相互固定，还能够使得铁芯组获得更大的抗离心力能力。由于第一铁芯组的铁芯与第二铁芯组的铁芯由限位块36和限位槽的配合而相互固定，使得第一铁芯组的转子铁芯30也不会沿周向偏移，使得转子组件整体结构稳定性高。第二铁芯组的所有转子铁芯30和所有第二连接部37可以一体成型。

由于支撑部31相互连接，会使得磁钢40的一部分磁通流经支撑部31而形成漏磁，减低电机功率密度，为了在提高结构稳定的基础上避免使得电机性能有明显降低，第一铁芯组和第二铁芯组的数量应根据实际需要来设计，在一些可选的实施方式中，第一铁芯组的数量大于第二铁芯组的数量。在本实施方式中，第二铁芯组位于转子轴套10的两端处，有利于提高结构稳定性的同时避免降低电机性能。

在一些可选的实施方式中，转子铁芯30上设置有若干减重孔38，可以降低转子组件的重量。

在一些可选的实施方式中，相邻铁芯组的转子铁芯30的减重孔38相互连通，在连接部和限位部34进入定位槽12时可以利用减重孔38进行定位，减重孔38相互对齐即实现定位；而且，减重孔38还可方便转子组件的动平衡校核；减重孔38而且也利于减小了电机噪音，使得电机更加静音化。

在一些可选的实施方式中，转子铁芯30远离转子轴套10的一端的端面在垂直于转子轴套10轴向上的截面上为样条曲线39，使得产生的电机气隙磁场变化较为平滑，电机气隙磁场正弦度更高，从而有效降低由气隙磁密高次谐波产生的电磁噪音，使得电机更加静音化，用户能获得更好地体验。当然，转子铁芯30远离转子轴套10的一端的端面在垂直于转子轴套10轴向上的截面的形状并不局限于此，本领域技术人员也可以根据本实用新型的教导选择其他合适的结构，例如采用弧线，或者是多个弧线和多个直线段连接组合后的线型。在本实施方式中，基体部32远离转子轴套10的一端的端面在垂直于转子轴套10轴向上的截面上为样条曲线39。

上述的转子组件可以应用在电机上，该电机包括：机壳、定子组件以及如上述的一种转子组件，定子组件和转子组件设置在机壳内。

上述的电机可以应用在汽车上，该汽车包括：本体、多个车轮以及如上述的一种电机，车轮设置在本体上，电机的转子组件的转轴20与车轮传动连接。当然，根据实际车轮的驱动方式，电机可以仅与其中部分车轮传动连接。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种转子组件，其特征在于，包括：转子轴套、转轴、多个铁芯组、多个磁钢和两个固定板；

所述转子轴套为非导磁金属制成的转子轴套，所述转子轴套的内部设置有一转轴孔，所述转子轴套的外侧设置有多个定位槽，所述多个定位槽以预设间距环绕所述转子轴套排列布置，所述定位槽沿所述转子轴套的轴向延伸；

所述转轴穿设于所述转轴孔内；

所述多个铁芯组沿所述转子轴套的轴向依序布置，所述铁芯组包括多个转子铁芯，所述多个转子铁芯环绕所述转子轴套布置，所述转子铁芯的一端嵌入所述定位槽内，所述转子铁芯的两侧设置有支撑部，相邻所述转子铁芯、相邻所述转子铁芯的支撑部与所述转子轴套的外侧围绕形成磁钢安装空间，其中，相邻所述铁芯组的转子铁芯一一对应连接，各个所述铁芯组的磁钢安装空间相互连通后形成多个磁钢安装槽，所述多个磁钢安装槽与所述多个定位槽环绕所述转子轴套间隔排列布置；

多个所述磁钢一一对应穿设于所述磁钢安装槽内；

所述两个固定板套设在所述转轴外侧，所述转子轴套位于所述两个固定板之间，所述两个固定板分别抵接所述磁钢的两端。

2.根据权利要求1所述的一种转子组件，其特征在于：所述转子铁芯包括基体部、第一连接部和若干限位部，所述基体部的两侧分别设置有所述支撑部，所述第一连接部设置在所述基体部的一端，所述第一连接部的至少一侧设置有所述限位部，所述磁钢安装空间形成于相邻所述转子铁芯的基体部、相邻所述转子铁芯的支撑部与所述转子轴套的外侧之间；

所述定位槽在所述转子轴套的端部具有开口，所述定位槽的内壁设置有若干第一限位槽，所述第一连接部和所述限位部从所述开口嵌入所述定位槽内，所述限位部伸入所述第一限位槽内。

3.根据权利要求1所述的一种转子组件，其特征在于：所述转子铁芯上设置有第二限位槽和限位块，所述第二限位槽和所述限位块在所述转子轴套的轴向上分别位于所述转子铁芯的前方和后方，所述转子铁芯的限位块伸入相邻所述铁芯组的转子铁芯的第二限位槽内。

4.根据权利要求3所述的一种转子组件，其特征在于：所述多个铁芯组分为至少一个第一铁芯组和至少一个第二铁芯组；

在所述第一铁芯组中，相邻所述转子铁芯的支撑部之间形成有阻隔空间，所述阻隔空间和所述磁钢安装空间沿靠近所述转子轴套的方向依序布置；

在所述第二铁芯组中，相邻所述转子铁芯的支撑部之间通过第二连接部相互连接，所述磁钢安装空间形成于相邻所述转子铁芯、相邻所述转子铁芯的支撑部、所述第二连接部与所述转子轴套的外侧之间。

5.根据权利要求4所述的一种转子组件，其特征在于：所述第一铁芯组的数量大于所述第二铁芯组的数量。

6.根据权利要求1至5任一项所述的一种转子组件，其特征在于：所述转子铁芯上设置有若干减重孔。

7.根据权利要求6所述的一种转子组件，其特征在于：相邻所述铁芯组的转子铁芯的减重孔相互连通。

8.根据权利要求1至5任一项所述的一种转子组件，其特征在于：所述转子铁芯远离所述转子轴套的一端的端面在垂直于所述转子轴套的轴向上的截面上为样条曲线。

9.一种电机，其特征在于，包括：机壳、定子组件以及如权利要求1至8任一项所述的一种转子组件，所述定子组件和所述转子组件设置在所述机壳内。

10.一种汽车，其特征在于，包括：本体、多个车轮以及如权利要求9所述的一种电机，所述车轮设置在所述本体上，所述电机的转子组件的转轴与所述车轮传动连接。

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