CN217282410U - 一种转子结构及包含该结构的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转子结构及包含该结构的电机，所述转子结构包括转轴、永磁体、紧固件以及磁钢套，在所述转轴上以及所述永磁体上开设所述紧固件孔，所述紧固件放置在所述紧固件孔中，通过紧固件将转轴与永磁体连接，而磁钢套放置在永磁体外。所述紧固件具有良好的导磁性，可以减少对电机磁场的影响。所述紧固件可以给永磁体提供切向的支撑，避免所述永磁体和所述转轴之间发生切向相对运动。所述磁钢套给永磁体提供了径向的支撑，避免所述永磁体在离心力作用下从所述转轴上脱落导致电机失效。具有结构稳定，方便加工，成本低廉的优点。

Description

一种转子结构及包含该结构的电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，特别涉及一种转子结构及包含该结构的电机。

背景技术

随着我国国民经济的迅速发展，生活中的机械种类越来越多，对电机的要求也愈发精益求精，其中转子是电机中较为关键的结构。

永磁电机转子的永磁体一般通过厌氧胶水和转轴进行粘接固定，一般在两极永磁体之间会设计隔磁桥，其可以有效的减少漏磁，且可以有效的防止永磁体和转轴在运动并提供扭矩时发生切向相对位移。但是目前该种电机还存在以下问题：

(一)隔磁桥的存在会大大减小电机的极弧系数，即极弧长度占极距的比例，导致永磁体用量减少，所以电机的功率密度会明显降低，尤其是在对永磁同步电机尺寸严格要求的场合，无法适用。

(二)在电机设计时，为了提高电机的功率密度，减小电机的体积，永磁体的极弧系数应为1，即极弧长度与极距相等，在某些小功率电机中，可以将永磁体设计成圆环状，并用厌氧胶水和转轴进行固定，但在高转速或大扭矩的电机中，由于胶水的结合力有限，电机在高离心力或者高剪切扭矩的情况下非常容易发生永磁体脱落，造成电机失效。

(三)上述隔磁桥的加工较为复杂，目前较为常见的加工方式有两种，一种是用模具将硅钢片冲制成冲片，再叠压制成铁心。另一种是直接在转轴上用慢丝线切割或铣刀加工制成，但是上述两种方法，都有很高的加工成本。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种转子结构及包含该结构的电机，以解决现有技术中的一个或多个问题。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种转子结构，包括转轴、永磁体、所述转轴的紧固件以及磁钢套，所述转轴包括第一轴体以及分别与第一轴体两侧连接的第二轴体，所述第一轴体连接至少两片所述永磁体。

进一步的，所述第一轴体上开设至少两个第一孔，和在每片所述永磁体上开设第二孔。

进一步的，所述第一孔开设在所述第一轴体外侧，沿着圆周方向均布或非均布；所述第二孔开设在所述永磁体上。

进一步的，所述永磁体具有可以与所述第一轴体抵接的弧面。

进一步的，所述紧固件通过所述第一孔和所述第二孔，固接所述转轴和所述永磁体。

进一步的，所述紧固件给所述永磁体提供了切向上的支撑力。

进一步的，所述磁钢套有一空心部分，通过所述空心部分将所述第一轴体与所述永磁体覆盖。

进一步的，所述磁钢套覆盖了所述转轴和所述永磁体，并提供了径向的支撑力，所述磁钢套与所述紧固件在切向和径向上，双向定位了所述永磁体。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(一)以紧固件取代了隔磁桥，使得转子的结构更加紧密，并且减小了对转子磁性的影响，提高了电机内部的空间利用率和电机的功率密度。

(二)紧固件具有足够的机械强度，用以在切向方向上支撑永磁体，防止永磁体相对转轴切向运动。

(三)磁钢套覆盖了永磁体和转轴，提供了径向的支撑力，并且磁钢套与紧固件在切向和径向上，双向定位了永磁体，保证其不会从转轴上脱落而导致电机失效。

附图说明

图1是本实用新型实施例一转子结构的剖视图。

图2是本实用新型实施例一转子结构中的永磁体、转轴以及磁钢套的装配结构示意图。

图3是本实用新型实施例一一种转子结构及包含该结构的电机中转轴的结构示意图。

图4是本实用新型实施例一一种转子结构及包含该结构的电机中永磁体的结构示意图。

图5是本实用新型实施例一一种转子结构及包含该结构的电机中紧固件的结构示意图。

图6是本实用新型实施例一一种转子结构及包含该结构的电机中磁钢套的结构示意图。

图7是本实用新型实施例一一种转子结构及包含该结构的电机中电磁力和切向力的方向示意图。

图8是本实用新型实施例二一种转子结构及包含该结构的电机中转轴结构示意图。

图9是本实用新型实施例一种转子结构以及包含该结构的电机的结构示意图。

附图中标记：11、第一轴体；12、第二轴体；111、第一孔；112、凸起；2、永磁体；21、第二孔；3、销钉；4、磁钢套；5、定子；6、外壳组件。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的咬合装置作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具有技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

下面是实施例一所述转子结构：

请参考图1、图2，本实用新型实施例一所述转子结构包括转轴，所述转轴的外侧连接至少两片永磁体2。

具体的，请继续参考图1和图2，所述转轴包括第一轴体11以及分别与所述第一轴体11两侧连接的第二轴体12，所述第一轴体11的外侧通过紧固件连接至少两片所述永磁体2。

优选的，本实用新型实施例一所述转子结构及包含该转子结构的电机中紧固件为销钉3，采用马氏体不锈钢材料制成，所述销钉3可以为图5所示的实心结构，直径优选为4.0mm，其具有良好的导磁性与机械强度。

进一步的，请参考图3和图4，为了实现永磁体2与所述第一轴体11的连接，所述第一轴体11上开设至少两个第一孔111，在每片所述永磁体2上开设第二孔21，所述第一孔111与所述第二孔21均可与所述销钉3相适配。进一步的，在所述永磁体2的内侧具有可与第一轴体11外侧贴合的弧面。

进一步的，在本实施例一所述的转子结构及包含该转子结构的电机中，开设于所述第一轴体11上的第一孔111的数量至少为两个，该第一孔111在第一轴体11的外侧沿着圆周方向分布。同样的，开设于所述永磁体2上的第二孔21的数量与所述第一孔111的数量相同，且每个所述第一孔111、第二孔21均为圆形孔，直径均优选为4.1mm。

请参考图2和图6，所述转子结构还包括磁钢套4，所述磁钢套4具有空心部分，所述磁钢套4通过该空心部分将第一轴体11以及设置在第一轴体11外侧的永磁体2覆盖。

将所述第一轴体11与所述永磁体2贴合放置，通过所述销钉3穿过永磁体2的第二孔21并与第一孔111连接。

进一步的，由于所述永磁体2不适用热套、冷压等加工方式，所以所述销钉3与所述第一孔111、第二孔21采用间隙配合，并且以厌氧胶水固定，这样做既可以保护永磁体2的完整性，也适用于自动化设备，可以快速化生产。进一步的，所述销钉3与所述第一孔111、第二孔21的连接方式可以不局限于本实用新型实施例一所述采用通过销钉3连接的方式，其也可以通过其他连接关系实现销钉3与第一孔111或第二孔21的拆卸连接或非拆卸连接，例如可以通过螺接、螺纹连接，其只要满足将所述转轴和所述永磁体2固接的目的即可。

相应的，本发明还提供一种电机，请参考图9，所述电机包括上述转子结构以及与所述转子结构连接的外壳组件6，所述外壳组件6与定子5连接。

本实用新型的具体工作过程如下：

请参考图7，当实施例一所述转子结构在永磁同步电机内启动运行时，电机绕组内通有电流，定子5产生的磁动势和所述永磁体2的磁动势相互作用，产生了切向的电磁力F1，电磁力会使所述永磁体2带动所述转轴同步转动，由于所述永磁体2始终保持趋于转动的状态，所述转轴始终保持趋于静止的状态，而所述永磁体2与所述转轴保持静止才能正常运行，所以在所述永磁体2和所述转轴之间在存在与电磁力大小相等，方向相反的切向支撑力F2，避免了所述永磁体2脱落导致电机失效的问题，使得电机可以正常运行；

同样的，转子运转时会产生离心力Fr1，由于所述永磁体2始终保持趋于脱落的状态，所述转轴始终保持趋于静止的状态，而所述永磁体2与所述转轴保持相对静止才能正常运行，所以在所述永磁体2和所述转轴之间在存在与离心力大小相等，方向相反的径向支撑力Fr2，而所述磁钢套4提供了所述径向支撑力Fr2，避免了所述永磁体2脱落导致电机失效的问题，使得电机可以正常运行。

实施例二：

请参考图8，实施例二与实施例一的大部分结构相同，不同处如下：

在第一轴体11上设置至少两个凸起112，所述凸起112优选为圆柱状，所述圆柱状的凸起112可与永磁体2的第二孔21连接。与实施例一相比，实施例二所述的转子结构的第一轴体11不再开设第一孔111，也不需要销钉3，进一步提高了空间利用率。

本实用新型实施例一和实施例二所述转子结构中，所述永磁体2上的第二孔21形状可以是除圆形之外的任意形状，所述销钉3与所述第一孔111或者所述圆柱状凸起112的形状跟随所述第二孔21，其只要满足所述永磁体2可以通过所述第二孔21连接到所述转轴并紧固即可。相应的，本发明实施例一和实施例二所述转子结构中第一孔111以及第二孔21与第一轴体11之间的布置方式不局限于均布，根据不同的使用需求也可以将所述第一孔111或圆柱状凸起112与第二孔21和永磁体2之间非均布布置。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种转子结构，包括转轴，其特征在于：所述转轴的外侧连接至少两片永磁体；在所述转轴的外侧开设至少两个第一孔；所述转子结构包括紧固件；在每片所述永磁体上开设第二孔，所述永磁体通过所述紧固件、所述第一孔及所述第二孔与所述转轴固接；

或者在所述转轴的外侧设置至少两个凸起；所述永磁体通过所述凸起及所述第二孔与所述转轴固接。

2.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于：所述转轴包括第一轴体以及分别与所述第一轴体两侧连接的第二轴体，所述第一轴体直径大于所述第二轴体的直径。

3.如权利要求2所述的转子结构，其特征在于：所述第一孔沿圆周方向开设于所述转轴的外侧。

4.如权利要求2所述的转子结构，其特征在于：所述紧固件与所述第一孔、第二孔间隙配合，在所述紧固件的外侧还覆盖有胶粘层。

5.如权利要求2所述的转子结构，其特征在于：所述永磁体的内侧具有可与所述第一轴体的外侧抵接的弧面。

6.如权利要求1所述的转子结构，其特征在于：所述转子结构还包括磁钢套，所述磁钢套具有空心部分，所述磁钢套通过所述空心部分将所述转轴的一部分以及永磁体覆盖。

7.一种电机，其特征在于：所述电机包括如权利要求1～6的任意一项所述的转子结构以及与所述转子结构配合的外壳组件，所述外壳组件与定子结构连接。

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