CN218102756U - 转子组件和具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种转子组件和具有其的电机，所述转子组件包括：一种电机的转子组件，其特征在于，包括转子铁芯和多个永磁体，所述转子铁芯具有轴孔和多个安装槽，多个所述安装槽在所述轴孔的周向排布，所述安装槽用于安装所述永磁体，其中，所述转子铁芯还具有多个用于引导磁力线的第一引导孔，至少两个所述第一引导孔位于所述安装槽的长度方向的两端，所述安装槽的宽度为h，所述第一引导孔在所述安装槽的宽度方向上的尺寸为H，所述H大于所述h。根据本实用新型实施例的转子组件具有改善磁体磁力线分布、使磁密分布更趋近于正弦、便于提高转子铁芯的转动效率等优点。

Description

转子组件和具有其的电机

技术领域

本实用新型涉及电机领域，具体而言，涉及一种转子组件和具有所述转子组件的电机。

背景技术

相关技术中的永磁同步电动机由外侧定子、内侧转子和连接转、定子的端盖、机壳等结构部件构成，永磁同步电机空载时的气隙磁场是由永磁体产生，空载气隙磁密的波形与电机永磁磁极结构形式密切相关，由于永磁体本身的磁路特点,永磁同步电机空载时的气隙磁场波形远非正弦分布，而是接近梯形分布，气隙磁密谐波含量较多，电机的损耗较大。

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，本实用新型提出一种转子组件，该转子组件具有改善磁体磁力线分布、使磁密分布更趋近于正弦、便于提高转子铁芯的转动效率等优点。

本实用新型还提出一种具有所述转子组件的电机。

根据本实用新型第一方面实施例的转子组件，包括：转子铁芯和多个永磁体，所述转子铁芯具有轴孔和多个安装槽，多个所述安装槽在所述轴孔的周向排布，所述安装槽用于安装所述永磁体，其中，所述转子铁芯还具有多个用于引导磁力线的第一引导孔，至少两个所述第一引导孔位于所述安装槽的长度方向的两端，所述安装槽的宽度为h，所述第一引导孔在所述安装槽的宽度方向上的尺寸为H，所述H大于所述h。

根据本实用新型实施例的转子组件具有改善磁体磁力线分布、使磁密分布更趋近于正弦、便于提高转子铁芯的转动效率等优点。

另外，根据本实用新型上述实施例的转子组件还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，至少两个所述第一引导孔位于对应的所述永磁体的磁极中心线的两侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一引导孔的一部分超出所述安装槽的远离所述轴孔的一侧边沿。

在一些实施例中，所述第一引导孔的一侧边沿与所述安装槽的靠近所述轴孔的边沿平齐。

根据本实用新型的一些实施例，所述安装槽的远离所述轴孔的边沿两端与所述轴孔的中心连线的夹角为δ，位于所述安装槽两端的两个所述第一引导孔超出所述安装槽的最高点与所述轴孔的中心连线的夹角为β，所述β小于所述δ。

根据本实用新型的一些实施例，所述安装槽远离所述轴孔的一侧还具有多个用于引导磁力线的第二引导孔，多个所述第二引导孔间隔布置。

在一些实施例中，至少两个所述第二引导孔位于对应的所述永磁体的磁极中心线的两侧。

在一些示例中，多个所述第二引导孔分为多个引导孔组，每个所述引导孔组包括两个位于所述磁极中心线两侧的所述第二引导孔，在多个所述引导孔组中，多个所述第二引导孔的中心线与所述磁极中心线的夹角相同或者不相同。

在一些实施例中，多个所述第二引导孔在所述安装槽的长度方向上间隔排布；和/或，所述第二引导孔的中心线沿靠近所述轴孔的方向朝远离所述磁极中心线的方向倾斜延伸。

在一些实施例中，至少两个所述第二引导孔的中心线的夹角为α，所述电机的极数为 2p，所述α和所述电机的极数满足条件：0.4×360°/2p≤α≤0.7×360°/2p。

根据本实用新型的一些实施例，每个所述安装槽包括多个槽段，多个所述槽段在所述安装槽的长度方向排布。

根据本实用新型的第二方面实施例的电机，所述电机包括根据本实用新型的第一方面的实施例所述的转子组件。

根据本实用新型实施例的电机，通过利用根据本实用新型的第一方面的实施例所述的转子组件，具有改善磁体磁力线分布、使磁密分布更趋近于正弦、便于提高转子铁芯的转动效率等优点。

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是根据本实用新型实施例的电机的结构示意图。

图2是根据本实用新型实施例的转子组件的部分结构放大图。

附图标记：电机1、转子组件10、磁极中心线A

转子铁芯100、轴孔110、安装槽120、槽段121、第一引导孔130、引导孔组140、第二引导孔141、

永磁体200。

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。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的转子组件10。

申请人发现，永磁同步电机空载时的气隙磁场是由永磁体产生，空载气隙磁密的波形与电机永磁磁极结构形式密切相关，由于永磁体本身的磁路特点,永磁同步电机空载时的气隙磁场波形远非正弦分布，而是接近梯形分布，气隙磁密谐波含量较多，电机的损耗较大。基于此，如图1-图2所示，根据本实用新型实施例的转子组件10包括转子铁芯100和多个永磁体200。

转子铁芯100具有轴孔110和多个安装槽120，可通过轴孔110将转子铁芯100安装在指定转轴上，多个安装槽120在轴孔110的周向排布，安装槽120用于安装永磁体200，以将多个永磁体200固定在转子铁芯100上，永磁体200可在转子铁芯100上产生磁场。

在一些实施例中，如图1所示，轴孔110位于转子铁芯100的中部，轴孔110可用于安装转轴，便于在转子铁芯100转动时带动转轴进行转动，以通过轴孔110内的转轴向外输出动力。

其中，转子铁芯100还具有多个用于引导磁力线的第一引导孔130，至少两个第一引导孔130位于安装槽120的长度方向的两端，安装槽120的宽度为h，第一引导孔130在安装槽120的宽度方向上的尺寸为H，H大于h，以阻止磁力线在转子铁芯100内闭合，充分改善永磁体200产生的磁力线的分布，这样设置能够有效削弱磁密谐波，使磁密分布趋于正弦。

在一些实施例中，永磁体200设置在安装槽110内，电机1还包括定子组件，定子组件包括定子和线圈匝链，由于越靠近永磁体200的区域，永磁体200产生的磁场越密集，将两个第一引导孔130设置在安装槽120的长度方向的两端，两个第一引导孔130可阻止磁力线在转子铁芯100内闭合，促使磁力线进入定子与线圈匝链，进而便于减少磁通漏磁，进而提高永磁体200的利用率，提高电机的输出功率。

当转子组件10应用于电机1时，转子组件10通过改善永磁体200产生的磁力线的分布，使磁密分布趋于正弦，便于降低电机1空载时电机1齿槽定位力矩和负载转矩波动，进而改善电机1效率、降低电机1转动时产生的振动、噪音。

通过在安装槽120的长度方向的两端设置第一引导孔130，使第一引导孔130在安装槽 120的宽度方向上的尺寸大于安装槽120的宽度，第一引导孔130在安装槽120的宽度方向上的尺寸越大，磁力线绕开第一引导孔130在转子铁芯内100闭合的难度越大，从而能够避免气隙磁密大幅降低，导致电机1输出转矩大幅降低，进而便于提高永磁体200的利用率，提高电机1的输出效率。

因此，根据本实用新型实施例的转子组件10具有改善磁体磁力线分布、使磁密分布更趋近于正弦、便于提高转子铁芯100的转动效率等优点。

下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的转子组件10。

如图1-图2所示，根据本实用新型实施例的转子组件10包括转子铁芯100和多个永磁体200。

在本实用新型的一些实施例中，至少两个第一引导孔130位于对应的永磁体200的磁极中心线A的两侧,以在不削弱磁极的情况下改善磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦，进而提高永磁体200的利用率，提高转子铁芯100的转动效率。

在一些实施例中，由于越靠近磁极的区域气隙磁密越密集，将两个第一引导孔130设置在磁极中心线A的两侧，以尽量增大第一引导孔130与磁极的距离，便于减少磁通漏磁。

在一些实施例中，如图1所示，转子铁芯100上设置有四个安装槽120，这四个安装槽 120设置在轴孔110周向上的不同方向，永磁体200安装在安装槽120内，这样设置便于将永磁体200有序地布置在转子铁芯100上，使永磁体200能够在转子铁芯100所在的区域处产生均匀的磁场，以提高转子铁芯100的转动效率。

转子铁芯100上设置有八个第一引导孔130，每个安装槽120长度方向上的两侧各设有一个第一引导孔130，每个安装槽120两侧的两个第一引导孔130能够改善安装槽120内的永磁体200的磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦，进而提高永磁体200的利用率，提高转子铁芯100的转动效率。

在本实用新型的一些实施例中，第一引导孔130的一部分超出安装槽120的远离轴孔 110的一侧边沿，以尽量优化永磁体200的磁极两侧气隙磁场的分布，防止磁力线在转子铁芯100内闭合，促使磁力线进入电机1的定子与线圈匝链，使气隙波形趋于正弦。

如图2所示，安装槽120靠近轴孔110的边沿为第一侧边沿，远离轴孔110的边沿为第二侧边沿，第一引导孔130的远离轴孔110的部分超出第二侧边沿，以使第一引导孔130能够尽可能地改善安装槽120内的永磁体200的磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦。

在本实用新型的一些可选实施例中，第一引导孔130的一侧边沿与安装槽120的靠近轴孔110的边沿平齐，以减少磁极漏磁。

具体地，如图2所示，安装槽120靠近轴孔110的边沿为第一侧边沿，远离轴孔110的边沿为第二侧边沿，第一引导孔130的靠近轴孔110的一侧边沿与安装槽120的第一侧边沿平齐，以减少磁极漏磁，提高转子铁芯100的转动效率。

在本实用新型的一些实施例中，安装槽120的远离轴孔110的边沿两端与轴孔110的中心连线的夹角为δ，位于安装槽120两端的两个第一引导孔130超出安装槽120的最高点与轴孔110的中心连线的夹角为β，β小于δ，进一步防止磁力线在转子铁芯100内闭合，促使磁力线进入电机1的定子与线圈匝链，以在不削弱磁极的情况下改善磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦。

当这样的转子组件10应用于电机1时，能够增强电机1气隙磁密，便于降低电机1空载时电机1齿槽定位力矩和负载转矩波动，进而改善电机1效率、降低电机1转动时产生的振动、噪音。

在一些实施例中，如图2所示，安装槽120的长度方向上的两侧各设有一个第一引导孔130，安装槽120上边沿两端与轴孔110中心线的夹角为δ，这两个第一引导孔130 上端点与轴孔110的中心连线的夹角为β，β小于δ，以在不削弱磁极的情况下改善磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦。

在本实用新型的一些实施例中，安装槽120远离轴孔110的一侧还具有多个用于引导磁力线的第二引导孔141，多个第二引导孔141间隔布置，以有效削弱磁密谐波，使磁密分布趋于正弦，同时能够在改善磁力线的同时减少磁极漏磁，便于提高转子铁芯100的转动效率。

在本实用新型的一些可选实施例中，至少两个第二引导孔141位于对应的永磁体200 的磁极中心线A的两侧，以在不削弱磁极的情况下改善磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦，进而提高永磁体200的利用率，提高转子铁芯100的转动效率。

在本实用新型的一些可选实施例中，多个第二引导孔141分为多个引导孔组140，每个引导孔组140包括两个位于磁极中心线A两侧的第二引导孔141，在多个引导孔组140中，多个第二引导孔141的中心线与磁极中心线A的夹角相同或者不相同，以充分改善磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦，进而提高永磁体200的利用率，提高转子铁芯100 的转动效率。

具体地，如图2所示，在本实施例中，每个安装槽120远离轴孔110的一侧具有四个第二引导孔141，四个第二引导孔141沿安装槽120的长度方向间隔布置，其中靠近安装槽120 中部的两个第二引导孔141为一个引导孔组140，靠近安装槽120长度方向上的两端的两个第二引导孔141为一个引导孔组140，每个引导孔组140中的两个第二引导孔141沿靠近轴孔110的方向朝远离彼此的方向延伸，并且靠近安装槽120中部的第二引导孔141与磁极中心线A之间的夹角大于靠近安装槽120两端的第二引导孔141与磁极中心线A之间的夹角。

当然，安装槽120中部的两个第二引导孔141与磁极中心线A之间的夹角也可以小于或者等于靠近安装槽120两端的两个第二引导孔141与磁极中心线A之间的夹角。在本实用新型的一些可选实施例中，多个第二引导孔141在安装槽120的长度方向上间隔排布，以改善磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦，进而提高永磁体200的利用率，提高转子铁芯100的转动效率。

如图1所示，在一些实施例中，每个安装槽120远离轴孔110的一侧设有多个第二引导孔141，多个第二引导孔141沿安装槽120的长度方向间隔排布，靠近磁极中心线A的第二引导孔141的尺寸大于远离磁极中心线A的第二引导孔141的尺寸，以充分利用多个第二引导孔141，对永磁体200产生在不同区域的不同程度的气隙磁场的分布进行改善，使气隙波形趋于正弦。

在本实用新型的一些可选实施例中，第二引导孔141的中心线沿靠近轴孔110的方向朝远离磁极中心线A的方向倾斜延伸，以使第二引导孔141能够充分改善磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦。

如图2所示，在一些实施例中，两个第二引导孔141沿靠近轴孔110的方向朝远离磁极中心线A的方向延伸磁极中心线A，由于越靠近磁极中心线A的气隙磁场越密集，这样设置便于减小磁通漏磁，提高转子铁芯100的转动效率。同时能够均匀的改善磁极两侧气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦。

在本实用新型的一些可选实施例中，至少两个第二引导孔141的中心线的夹角为α，电机1的极数为2p，α和电机1的极数2p满足条件：0.4×360°/2p≤α≤0.7×360°/2p，以进一步改善磁极气隙磁场的分布，使气隙波形趋于正弦。

当这样的转子组件10应用于电机1时，能够大幅削弱电机1的齿槽定位力矩，有效削弱电枢反应谐波对电机1基波磁场的影响，降低电机1的输出力矩波动值，从而降低电机1产生的噪音、振动。

在本实用新型的一些实施例中，每个安装槽120包括多个槽段121，多个槽段121在安装槽120的长度方向排布，以在每个安装槽120内安装一个永磁体200，有利于保证转子铁芯100的结构强度，防止转子铁芯100产生形变而断裂。

如图2所示，在本实施例中，安装槽120包括五个槽段121,每个槽段121内可安装一个永磁体20，也就是说，每个安装槽120内可安装五个永磁体，以将多个永磁体20稳定的固定在转子铁芯100上。其中，相邻的两个槽段121之间设有隔筋，一方面能够将相邻的两个槽段121隔开，另一方面便于增大转子铁芯100的结构强度。

下面描述根据本实用新型实施例的电机1。根据本实用新型实施例的电机1包括根据本实用新型上述实施例的转子组件10。

根据本实用新型实施例的电机1，通过利用根据本实用新型上述实施例的转子组件 10，具有改善磁体磁力线分布、使磁密分布更趋近于正弦、便于提高转子铁芯100的转动效率等优点。

电机1通过采用上述转子组件10，能够在不增大漏磁的情况下，既有效的削弱磁密谐波，使磁密分布更趋近于正弦，以大幅降低电机1空载齿槽定位力矩和负载转矩波动，又不会使主气隙磁密大幅降低，避免电机1输出转矩大幅降低，进而提高永磁体200的利用率，同时可以有效降低转子组件10高速旋转时磁桥应力，增强转子铁芯100的结构强度，防止转子铁芯100产生形变而断裂。

在一些实施例中，电机1可以外转子电机，即转子组件10套设在定子组件的外侧。当然，电机1也可以为内转子电机，即定子组件套设在转子组件10的外侧。

根据本实用新型实施例的电机1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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

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“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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 (12)

1.一种电机的转子组件，其特征在于，包括转子铁芯和多个永磁体，所述转子铁芯具有轴孔和多个安装槽，多个所述安装槽在所述轴孔的周向排布，所述安装槽用于安装所述永磁体，

其中，所述转子铁芯还具有多个用于引导磁力线的第一引导孔，至少两个所述第一引导孔位于所述安装槽的长度方向的两端，所述安装槽的宽度为h，所述第一引导孔在所述安装槽的宽度方向上的尺寸为H，所述H大于所述h。

2.根据权利要求1所述的电机的转子组件，其特征在于，至少两个所述第一引导孔位于对应的所述永磁体的磁极中心线的两侧。

3.根据权利要求1所述的电机的转子组件，其特征在于，所述第一引导孔的一部分超出所述安装槽的远离所述轴孔的一侧边沿。

4.根据权利要求3所述的电机的转子组件，其特征在于，所述第一引导孔的一侧边沿与所述安装槽的靠近所述轴孔的边沿平齐。

5.根据权利要求1所述的电机的转子组件，其特征在于，所述安装槽的远离所述轴孔的边沿两端与所述轴孔的中心连线的夹角为δ，位于所述安装槽两端的两个所述第一引导孔超出所述安装槽的最高点与所述轴孔的中心连线的夹角为β，所述β小于所述δ。

6.根据权利要求1所述的电机的转子组件，其特征在于，所述安装槽远离所述轴孔的一侧还具有多个用于引导磁力线的第二引导孔，多个所述第二引导孔间隔布置。

7.根据权利要求6所述的电机的转子组件，其特征在于，至少两个所述第二引导孔位于对应的所述永磁体的磁极中心线的两侧。

8.根据权利要求7所述的电机的转子组件，其特征在于，多个所述第二引导孔分为多个引导孔组，每个所述引导孔组包括两个位于所述磁极中心线两侧的所述第二引导孔，在多个所述引导孔组中，多个所述第二引导孔的中心线与所述磁极中心线的夹角相同或者不相同。

9.根据权利要求7所述的电机的转子组件，其特征在于，

多个所述第二引导孔在所述安装槽的长度方向上间隔排布；和/或，

所述第二引导孔的中心线沿靠近所述轴孔的方向朝远离所述磁极中心线的方向倾斜延伸。

10.根据权利要求6所述的电机的转子组件，其特征在于，至少两个所述第二引导孔的中心线的夹角为α，所述电机的极数为2p，所述α和所述电机的极数满足条件：0.4×360°/2p≤α≤0.7×360°/2p。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的电机的转子组件，其特征在于，每个所述安装槽包括多个槽段，多个所述槽段在所述安装槽的长度方向排布。

12.一种电机，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的转子组件。

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