CN218633491U - 电机及其转子、车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电机及其转子、车辆，转子包括：转子铁芯；多个磁障组，沿转子铁芯的周向设置于转子铁芯内，每个磁障组包括至少两层磁障，至少两层磁障包括沿径向设置的第一磁障和第二磁障，第一磁障包括第一永磁体和第一容置槽，第一容置槽设置于转子铁芯内，第一永磁体设置于第一容置槽内且靠近转子铁芯的外周表面，第一永磁体为稀土永磁体，第二磁障包括两个第二容置槽、第三永磁体和第三容置槽，第二容置槽设置于转子铁芯内，两个第二容置槽关于两者之间的径向中心线对称，且两个第二容置槽之间呈第一夹角，第三容置槽设置于转子铁芯内，且第三永磁体设置于第三容置槽内，第三永磁体沿径向位于第一永磁体的内侧，第三永磁体为铁氧体。

Description

电机及其转子、车辆

技术领域

本申请涉及电机技术领域，具体而言涉及一种电机及其转子、车辆。

背景技术

内置式永磁电机由于具有较高的效率而被广泛地应用于各种领域，例如应用于新能源电动汽车。在永磁电机中一般采用稀土永磁体或铁氧体永磁体。但由于铁氧体永磁体的磁通密度相比稀土永磁体较低，其通常用于小功率电机中，但铁氧体永磁体随时价格低，但单纯使用铁氧体的电机的性能较差，电机的使用寿命短，而稀土永磁体由于磁能积高，可靠性好被广泛应用于内置式永磁电机中，但由于稀土元素资源少，价格持续上涨，导致电机成本提高，竞争力下降。

因此，鉴于上述问题的存在，本申请提供一种新的电机及其转子、车辆。

实用新型内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一方面提供一种电机的转子，其特征在于，所述转子包括：

转子铁芯；

多个磁障组，沿所述转子铁芯的周向设置于所述转子铁芯内，每个所述磁障组包括至少两层磁障，所述至少两层磁障包括沿径向设置的第一磁障和第二磁障，其中，

所述第一磁障包括：第一永磁体和第一容置槽，其中，所述第一容置槽设置于所述转子铁芯内，所述第一永磁体设置于所述第一容置槽内且靠近所述转子铁芯的外周表面，所述第一永磁体为稀土永磁体，

所述第二磁障包括：两个第二容置槽、第三永磁体和第三容置槽，其中，所述第二容置槽设置于所述转子铁芯内，两个所述第二容置槽关于两者之间的径向中心线对称，且两个所述第二容置槽之间呈第一夹角，所述第一夹角开口朝向所述转子铁芯的外周表面，所述第三容置槽设置于所述转子铁芯内，且所述第三永磁体设置于所述第三容置槽内，所述第三永磁体沿径向位于所述第一永磁体的内侧，所述第三永磁体为铁氧体。

示例性地，所述第一永磁体沿所述径向中心线对称分布；所述第三永磁体沿所述径向中心线对称分布。

示例性地，所述第一永磁体的数量为两个，每个所述第一永磁体对应设置于一个所述第一容置槽内。

示例性地，两个所述第一永磁体之间呈第二夹角，所述第二夹角开口朝向所述转子铁芯的外周表面。

示例性地，所述第一永磁体在垂直于所述转子铁芯的轴向方向的截面上的截面形状为矩形或者扇环形。

示例性地，每个所述第二容置槽内设置有第二永磁体，所述第二永磁体为铁氧体或稀土永磁体。

示例性地，所述第一永磁体的厚度小于所述第二永磁体的厚度，所述第三永磁体的厚度大于所述第二永磁体的厚度。

示例性地，所述第二容置槽和所述第三容置槽之间设置有加强筋。

本申请再一方面提供一种电机，包括：

电机定子；以及前述的转子。

本申请再一方面提供一种车辆，包括前述的转子或前述的电机。

本申请的电机的转子包括多组磁障，每组磁障包括至少两层磁障，从而可以增加凸极率，进而可以增加电机的磁阻扭矩，并且本申请的每组磁障中的第一永磁体为稀土永磁体，而第三永磁体为铁氧体，更好利用稀土永磁磁密度高的特点，增强聚磁效应，提高永磁体利用率，提高磁负荷，增大永磁扭矩，从而提高电机的效率，并且减少了稀土永磁体的使用量，从而降低电机制造成本。

本申请的电机和车辆由于具有前述的转子，因此具有和前述转子相同的优点。

附图说明

图1示出了本申请一个实施例中的转子的一个极的剖视图；

图2示出了本申请一个实施例中的转子的主视图；

图3示出了本申请一个实施例中的转子的侧视图；

图4示出了本申请另一个实施例中的转子的一个极的剖视图；

图5示出了本申请再一个实施例中的转子的一个极的剖视图；

图6示出了本申请又一个实施例中的转子的一个极的剖视图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本申请更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本申请能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本申请的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本申请教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。

一些的电动机的转子包括：转子铁芯和多组永磁体，所述多组永磁体埋置于所述转子铁芯内，每一组永磁体包括沿所述转子铁芯的径向彼此间隔布置的多个永磁体层，所述多个永磁体层中的距所述转子铁芯的外圆周表面最近的永磁体层为铁氧体永磁体层，所述多个永磁体层中的其余永磁体层为稀土钕铁硼磁体层。然而该种转子在用于径向尺寸较小的新能源车用高转速永磁同步电机驱动电机时，转子强度差，不能满足新能源汽车驱动电机高转速的要求，且钕铁硼磁钢用量多，成本高。

鉴于上述问题的存在，本申请提出一种电机的转子，所述转子包括：转子铁芯；多个磁障组，沿所述转子铁芯的周向设置于所述转子铁芯内，每个所述磁障组包括至少两层磁障，所述至少两层磁障包括沿径向设置的第一磁障和第二磁障，其中，所述第一磁障包括：第一永磁体1和第一容置槽6，其中，所述第一容置槽6设置于所述转子铁芯内，所述第一永磁体1设置于所述第一容置槽6内且靠近所述转子铁芯的外周表面，所述第一永磁体1为稀土永磁体，所述第二磁障包括：两个第二容置槽7、第三永磁体3和第三容置槽8，其中，所述第二容置槽7设置于所述转子铁芯内，两个所述第二容置槽7关于两者之间的径向中心线5对称，且两个所述第二容置槽7之间呈第一夹角，所述第一夹角开口朝向所述转子铁芯的外周表面，所述第三容置槽8设置于所述转子铁芯内，且所述第三永磁体3设置于所述第三容置槽8内，所述第三永磁体3沿径向位于所述第一永磁体1的内侧，所述第三永磁体3为铁氧体。

本申请的电机的转子包括多组磁障，每组磁障包括至少两层磁障，从而可以增加凸极率，进而可以增加电机的磁阻扭矩，并且本申请的每组磁障中的第一永磁体1为稀土永磁体，而第三永磁体3为铁氧体，更好利用稀土永磁磁密度高的特点，增强聚磁效应，提高永磁体利用率，提高磁负荷，增大永磁扭矩，从而提高电机的效率，并且减少了稀土永磁体的使用量，从而降低电机制造成本。

下面参考附图1至附图6对本申请的电机的转子进行描述，图1示出了本申请一个实施例中的转子的一个极的剖视图；图2示出了本申请一个实施例中的转子的主视图；图3示出了本申请一个实施例中的转子的侧视图；图4示出了本申请另一个实施例中的转子的一个极的剖视图；图5示出了本申请再一个实施例中的转子的一个极的剖视图；图6示出了本申请又一个实施例中的转子的一个极的剖视图。

作为示例，如图1所示，电机的转子包括转子铁芯，可选地，如图3所示，转子铁芯可以是由多个子铁芯例如硅钢片4堆叠而成的结构。每个子铁芯例如硅钢片4是转子磁路的一部分。

进一步，如图1所示，电机的转子还包括多个磁障组，该多个磁障组沿所述转子铁芯的周向设置于所述转子铁芯内，例如沿着转子铁芯的周向方向均匀的排布，该多个磁障组的数量可以根据实际需要合理设定，例如其可以是大于或等于2的偶数个磁障组，每个磁障组作为转子的一个极，例如，如图2所示的转子包括8个磁障组。

在一个示例中，每个所述磁障组包括至少两层磁障，该至少两层磁障沿着径向依次设置，其包括的层数可以是2层磁障、3层磁障，或者更多层磁障，每层磁障由永磁体(也可称为磁钢)和容置槽(也可称为磁钢槽)组成，增加电机的凸极率，从而可以增加电机的磁阻扭矩，以使得降低稀土永磁体用量之后，扭矩密度不下降。

在具有本申请的转子的电机中，可导致在各永磁体中心与转子中心相连的d轴方向的电感Ld和在从该d轴方向转90°电角度的q轴方向的电感Lq的不同。因此，除了磁阻扭矩为：p*(Ld-Lq)*Id*Iq外，还产生了磁阻转矩，因此，总的电磁扭矩公式Tem＝p*(Ψf*Iq+(Ld-Lq)*Id*Iq)，其中，p表示极对数，Ψf表示磁负荷，Ld表示d轴方向的电感，Lq表示q轴方向的电感，Iq表示q轴电流，Id表示d轴电流，而凸极率的公式为ρ＝Lq/Ld，所以增加凸极率可以增加电机的磁阻扭矩。

例如如图1所示，所述至少两层磁障包括沿径向设置的第一磁障和第二磁障，其中，第二磁障中包括的永磁体的数量小于或等于第二磁障中包括的永磁体的数量。

在一个示例中，所述第一磁障包括第一永磁体1和第一容置槽6，所述第一容置槽6设置于所述转子铁芯内，例如该第一容置槽6在转子铁芯内沿着轴向延伸预定深度，所述第一永磁体1设置于所述第一容置槽6内且靠近所述转子铁芯的外周表面，所述第一永磁体1为稀土永磁体，例如钕铁硼永磁体。

可选地，如图1所示，第一永磁体1沿径向中心线5对称分布，第一永磁体1的数量可以是一个或者多个，例如如图1和图5所示，第一永磁体1的数量为1个，或者，第一永磁体1的数量还可以是两个，如图4和图6所示。

例如，如图4和图6所示，第一永磁体1的数量为两个，每个所述第一永磁体1对应设置于一个所述第一容置槽6内。可选地，两个所述第一永磁体1之间呈第二夹角，所述第二夹角开口朝向所述转子铁芯的外周表面，例如，如图4所示，两个所述第一永磁体1大体呈V型，如图6所示，两个所述第一永磁体1大体呈扇环形。可选地，第二夹角可以大于前述的第一夹角，或者，还可以是两者大体相等，或者，第二夹角可以小于前述的第一夹角。

在一个示例中，两个第一永磁体1可以相邻的端部还可以连接或者还可以是间隔设置。当两个第一永磁体1间隔设置时，在两个第一永磁体1之间设置有加强筋，以减小高速时转子的应力，保证转子在高转速运行时强度满足要求。

可选地，两个所述第一永磁体1沿径向中心线5对称分布。上述第一永磁体1的数量仅作为示例，对于其他适合的数量也可以适用于本申请。

可选地，第一永磁体1在垂直于所述转子铁芯的轴向方向的截面上的截面形状为矩形(如图1和图4所示)或者扇环形(如图5和图6所示)，或者还可以是其他适合的形状。

在一个示例中，所述第二磁障包括两个第二容置槽7、第三永磁体3和第三容置槽8，其中，所述第二容置槽7设置于所述转子铁芯内，两个所述第二容置槽7关于两者之间的径向中心线5对称，且两个所述第二容置槽7之间呈第一夹角，所述第一夹角开口朝向所述转子铁芯的外周表面，所述第三容置槽8设置于所述转子铁芯内，且所述第三永磁体3设置于所述第三容置槽8内，所述第三永磁体3沿径向位于所述第一永磁体1的内侧，所述第三永磁体3为铁氧体。可选地，所述第三永磁体3沿所述径向中心线5对称分布。

可选地，每个所述第二容置槽7内设置有第二永磁体2，所述第二永磁体2为铁氧体或稀土永磁体。由于第二永磁体2设置于第二容置槽7内，因此，两个第二永磁体2之间的夹角也为第一夹角。

第二永磁体2和第三永磁体3的形状可以根据实际需要合理选择，例如第二永磁体2为矩形或者扇环形，或者其他适合的形状，第三永磁体3为矩形或者扇环形，或者其他适合的形状。

在本申请的一个示例中，第一永磁体1和第二永磁体2为稀土永磁体，第三永磁体3为铁氧体，更好利用稀土永磁磁密高的特点，增强聚磁效应，提高永磁体利用率，提高磁负荷Ψf，从而增大永磁扭矩(p*Ψf*Iq)，并且，还可以通过降低稀土永磁体的用量，降低电机的制造成本，而使用铁氧体作为第三永磁体3，可以减少稀土永磁体用量，降低电机成本，且扭矩密度不下降。

在一个示例中，所述第一永磁体1的厚度d1小于所述第二永磁体2的厚度d2，其中，第一永磁体1的主要作用是聚磁，第二永磁体2的作用主要是提供主磁通，所以第一永磁体1的厚度较薄可以减少稀土永磁体的用量，降低电机的制造成本。

在一个示例中，所述第三永磁体3的厚度d3大于所述第二永磁体2的厚度d2，则第三永磁体3的厚度d3也会大于第一永磁体1的厚度d1，通过较多的使用铁氧体，少使用稀土永磁体，降低电机成本。

第一永磁体1和第二永磁体2均为稀土永磁体时，两者的牌号可以不同，根据不同位置永磁体的抗退磁能力不同，选择合适的稀土永磁体牌号，避免稀土永磁体的浪费，可以有效降低成本。在其他示例中，第一永磁体1和第二永磁体2的牌号可以相同。

在一个示例中，如图1所示，所述第二容置槽7和所述第三容置槽8之间设置有加强筋9，也即第二磁障中相邻的两个永磁体之间设置有加强筋9，通过设置加强筋9可以减小高速时转子的应力，提高转子的强度，从而可以使转子在高转速运行时强度满足要求，提高具有该转子的电机的可靠性。

本申请的电机的转子包括多组磁障，每组磁障包括至少两层磁障，从而可以增加凸极率，进而可以增加电机的磁阻扭矩，并且本申请的每组磁障中的第一永磁体1为稀土永磁体，而第三永磁体3为铁氧体，更好利用稀土永磁磁密度高的特点，增强聚磁效应，提高永磁体利用率，提高磁负荷，增大永磁扭矩，从而提高电机的效率，并且减少了稀土永磁体的使用量，从而降低电机制造成本。另外，本申请的相邻永磁体之间还可以设置有加强筋9，从而可以减小高速时转子的应力，提高转子的强度，从而可以使转子在高转速运行时强度满足要求，提高具有该转子的电机的可靠性。

进一步，本申请还提供一种电机，该电机包括电机定子和前述的转子，该电机可以是内置永磁体电机，例如，高转速永磁同步电机驱动电机。其中，定子可以具有空腔，转子可以设置于定子的空腔内，可以通过使用转子轴、转子轴承和端盖等将转子定位在定子的空腔内。

具体地电机的结构的一些细节可以是本领域技术人员已知的，在此不再赘述。

进一步，本申请还提供一种车辆，所述车辆包括：车体(未示出)。该车体可以包括用于容纳乘客的空间，以及用于安装车辆所需的各种部件和设备的安装空间。

本申请实施例中的车辆的安装空间内可以设置前述的转子或者设置包括前述转子的电机，以为车辆提供运行的动力。

车辆例如可以是新能源电动汽车等任意需要电机的车辆。

综上所述，本申请实施例中的电机和车辆由于具有前述的转子，因此具有和前述转子相同的优点。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本申请的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本申请的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本申请的范围之内。

Claims (10)

1.一种电机的转子，其特征在于，所述转子包括：

转子铁芯；

多个磁障组，沿所述转子铁芯的周向设置于所述转子铁芯内，每个所述磁障组包括至少两层磁障，所述至少两层磁障包括沿径向设置的第一磁障和第二磁障，其中，

所述第一磁障包括：第一永磁体和第一容置槽，其中，所述第一容置槽设置于所述转子铁芯内，所述第一永磁体设置于所述第一容置槽内且靠近所述转子铁芯的外周表面，所述第一永磁体为稀土永磁体，

所述第二磁障包括：两个第二容置槽、第三永磁体和第三容置槽，其中，所述第二容置槽设置于所述转子铁芯内，两个所述第二容置槽关于两者之间的径向中心线对称，且两个所述第二容置槽之间呈第一夹角，所述第一夹角开口朝向所述转子铁芯的外周表面，所述第三容置槽设置于所述转子铁芯内，且所述第三永磁体设置于所述第三容置槽内，所述第三永磁体沿径向位于所述第一永磁体的内侧，所述第三永磁体为铁氧体。

2.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第一永磁体沿所述径向中心线对称分布；所述第三永磁体沿所述径向中心线对称分布。

3.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第一永磁体的数量为两个，每个所述第一永磁体对应设置于一个所述第一容置槽内。

4.如权利要求3所述的转子，其特征在于，两个所述第一永磁体之间呈第二夹角，所述第二夹角开口朝向所述转子铁芯的外周表面。

5.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第一永磁体在垂直于所述转子铁芯的轴向方向的截面上的截面形状为矩形或者扇环形。

6.如权利要求1所述的转子，其特征在于，每个所述第二容置槽内设置有第二永磁体，所述第二永磁体为铁氧体或稀土永磁体。

7.如权利要求6所述的转子，其特征在于，所述第一永磁体的厚度小于所述第二永磁体的厚度，所述第三永磁体的厚度大于所述第二永磁体的厚度。

8.如权利要求1所述的转子，其特征在于，所述第二容置槽和所述第三容置槽之间设置有加强筋。

9.一种电机，其特征在于，包括：

电机定子；

权利要求1至8任一项所述的转子。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至8任一项所述的转子或权利要求9所述的电机。

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