CN219287232U - 转子结构以及具有其的电机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种转子结构以及具有其的电机，转子结构，包括：转子铁芯，转子铁芯上开设有磁钢槽；磁钢槽的数量设置为至少两个，至少两个的磁钢槽围绕转子铁芯的周向依次布置；每个磁钢槽内均设置有永磁体；相邻两个磁钢槽之间设置有导向槽，导向槽内设置有导向软磁体；在相邻两个永磁体中，导向软磁体能够引导其中一个永磁体的磁力线到达另一个永磁体，以形成闭合磁力线；转子铁芯由无导向软磁体制成。根据本申请的转子结构以及具有其的电机，能够改善磁场畸变。

Description

转子结构以及具有其的电机

技术领域

本申请为电机技术领域，具体涉及一种转子结构以及具有其的电机。

背景技术

目前，在传统的永磁同步电机中，不可避免地存在着漏磁，且转子中磁场分布存在畸变，当转子轭的厚度较大时，这种情况尤其严重；畸变的转子磁场引起磁场的不平衡，对电机的性能有一定的影响。

因此，如何提供一种能够改善磁场畸变的转子结构以及具有其的电机成为本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种转子结构以及具有其的电机，能够改善磁场畸变。

为了解决上述问题，本申请提供一种转子结构，包括：转子铁芯，转子铁芯上开设有磁钢槽；磁钢槽的数量设置为至少两个，至少两个的磁钢槽围绕转子铁芯的周向依次布置；每个磁钢槽内均设置有永磁体；相邻两个磁钢槽之间设置有导向槽，导向槽内设置有导向软磁体；在相邻两个永磁体中，导向软磁体能够引导其中一个永磁体的磁力线到达另一个永磁体，以形成闭合磁力线；转子铁芯由无导向软磁体制成。

进一步地，导向槽的内周侧设置有隔磁结构。

进一步地，在转子铁芯的横截面上，隔磁结构的形状为圆形，圆形的圆心位于相邻两个磁钢槽的对称线上。

进一步地，转子铁芯上开设有通孔，通孔形成隔磁结构；转子结构还包括紧固件，紧固件能够贯穿通孔，以固定转子铁芯。

进一步地，在转子铁芯的横截面上，导向软磁体的形状为梯形，梯形的两个腰分别与相邻两个磁钢槽的延伸方向相平行。

进一步地，当转子铁芯上开设有通孔时，通孔的中心轴线与转子铁芯的中心轴线之间的距离为k；当在转子铁芯的横截面上，导向软磁体的形状为梯形时，梯形的上底长为a；梯形的下底长为b；梯形的腰长为c；转子结构的极数为P；转子铁芯的外径为r2；永磁体的宽度为hm；磁钢槽内单个永磁体的长度为bm；转子结构的极数为P；P指的是极数,相邻两个磁钢构成的形如“V”型的结构称之为一极，比如图示中电机的极数为8极。

其中，

和/或，通孔的横截面半径为r3；转子铁芯具有轴孔；轴孔的半径为r1；其中，r3＝1/8*(r1-r2)；和/或，通孔与轴孔之间的最小距离为2r3。

进一步地，梯形的腰与对应的磁钢槽之间具有间隙，间隙宽度为d；其中，d＝0.5hm。

进一步地，梯形的腰长为c；磁钢槽内单个永磁体的长度为bm；其中c＝0.54bm。

进一步地，磁钢槽为v形磁钢槽，v形磁钢槽的夹角的一半为angle；梯形的上底长为a；

进一步地，梯形的下底长为b；

根据本申请的再一方面，提供了一种电机，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。

本申请提供的转子结构以及具有其的电机。本申请能够改善磁场畸变。

附图说明

图1为本申请实施例中的电机的结构示意图；

图2为本申请实施例中的磁力线示意图；

图3为本申请实施例中的转子铁芯的结构示意图；

图4为本申请实施例中的转子铁芯的结构示意图；

图5为现有技术中的磁力线示意图。

1、转子铁芯；11、轴孔；12、隔磁结构；2、磁钢槽；3、永磁体；31、第一永磁体；32、第二永磁体；4、导向槽；41、导向软磁体；5、定子结构；51、定子轭部；52、定子齿部。

具体实施方式

结合参见图1-4所示，一种转子结构，包括：转子铁芯1，转子铁芯1上开设有磁钢槽2；磁钢槽2的数量设置为至少两个，至少两个的磁钢槽2围绕转子铁芯1的周向依次布置；每个磁钢槽2内均设置有永磁体3；相邻两个磁钢槽2之间设置有导向槽4，导向槽4内设置有导向软磁体41；在相邻两个永磁体3中，导向软磁体41能够引导其中一个永磁体3的磁力线到达另一个永磁体3，以形成闭合磁力线；转子铁芯1由无导向软磁体制成。导向软磁体41由取向硅钢片制成，转子铁芯1由无取向硅钢片制成；本申请的取向硅钢片能够引导其中一个永磁体3的磁力线到达另一个永磁体3，以形成闭合磁力线，其能够影响并梳理相邻磁极下的磁场的分布，改善磁场畸变，同时降低磁场的畸变程度，改善磁场的不平衡情况。本申请改善磁场畸变的效果可以通过比较图2和图5得知，图2为改善之后的效果。

如图5所示，为一种普通的采用“V”型永磁体3的永磁同步电机，该电机为48槽8极，槽数指的是2定子齿间的槽的个数，极数指的是“V”型永磁体3的个数；图三为整个电机的1/4模型，在该模型中，由第二永磁体32产生的磁通的磁路路径分为多种，包括A1、A2、A3、A5，其中A1路径最短，而A2、A3则路径较长，且A2、A3引起磁场的不平衡，A5属于漏磁路，为了保证电机的高性能，应该极力避免A2、A3、A5这三种磁路的磁场的占比。“V”型永磁体3包括第一永磁体31和第二永磁体32。

而采用本申请的技术方案，如图2所示，硅钢片能够引导其中一个永磁体3的磁力线到达另一个永磁体3，以形成闭合磁力线，有效的避免了A2、A3和A5的磁路，使得第二永磁体32产生的磁路路径均从硅钢片经过，缩短了磁路路径，改善磁场畸变，同时降低磁场的畸变程度，改善磁场的不平衡情况。

本申请还公开了一些实施例，导向槽4的内周侧设置有隔磁结构12。因为隔磁结构12处磁导率低，对磁场有阻挡作用，在通孔上方的磁场则优先从取向软磁体的内部通过，能够改善磁场畸变，同时降低磁场的畸变程度，改善磁场的不平衡情况。

本申请还公开了一些实施例，在转子铁芯1的横截面上，隔磁结构12的形状为圆形，圆形的圆心位于相邻两个磁钢槽2的对称线上。

本申请还公开了一些实施例，转子铁芯1上开设有通孔，通孔形成隔磁结构12；转子结构还包括紧固件，紧固件能够贯穿通孔，以固定转子铁芯1。

通孔一方面能够配合紧固件发挥着固定转子铁芯1的作用，另一方面孔中充满空气，其磁导率与永磁体3相近，远小于导向软磁体41。在电机实际运行中，通孔处的空气磁导率低，对磁场有阻挡作用，在通孔上方的磁场则优先从导向软磁体41的内部通过，因此实际的磁场分布如附图2所示，在相邻磁极中，永磁体3磁通的路径为永磁体3--转子冲片--导向软磁体41--转子冲片--相邻磁极永磁体3，之后通过定子和转子之间的气隙等形成回路，此时A2、A3对应的磁场的含量对应减少，磁场的畸变程度降低，有利于改善转子磁场中不平衡的情况。

本申请还公开了一些实施例，在转子铁芯1的横截面上，导向软磁体41的形状为梯形，梯形的两个腰分别与相邻两个磁钢槽2的延伸方向相平行。该“梯形”的上底和下底可以为直线型，也可以为弧形。只要保证梯形两个腰分别与相邻两个磁钢槽2的延伸方向相平行即可，这样可以有效的起到引导其中一个永磁体3的磁力线到达另一个永磁体3，以形成闭合磁力线的作用。h为“梯形”硅钢片的腰长，其尺寸为h＝0.54bm，“梯形”硅钢片的腰与相邻永磁体3的宽度对应的边平行。

当转子铁芯(1)上开设有通孔时，通孔的中心轴线与转子铁芯(1)的中心轴线之间的距离为k；当在转子铁芯(1)的横截面上，导向软磁体(41)的形状为梯形时，梯形的上底长为a；梯形的下底长为b；梯形的腰长为c；转子结构的极数为P；转子铁芯(1)的外径为r2；永磁体(3)的宽度为hm；磁钢槽(2)内单个永磁体(3)的长度为bm；转子结构的极数为P；

其中，

和/或，通孔的横截面半径为r3；转子铁芯(1)具有轴孔(11)；轴孔(11)的半径为r1；其中，r3＝1/8*(r1-r2)；和/或，通孔与轴孔(11)之间的最小距离为2r3。

通孔的圆心位于相邻磁极的相邻永磁体3的对称线上，其半径r3＝1/8*(r1-r2)，其圆心与转子内圆在径向方向上的距离为2r3。可以使得其隔磁效果更好，且能够保证转子铁芯1的刚度。通孔和“梯形”的取向硅钢片，通孔和“梯形”硅钢片都关于相邻“V”型永磁体3的对称线左右对称。

本申请还公开了一些实施例，永磁体3的宽度为hm；梯形的腰与对应的磁钢槽2之间具有间隙，间隙宽度为d；其中，d＝0.5hm。导向软磁体41的下底有一处凹槽，通过与转子冲片上对应的凸台吻合固定，两种硅钢片拼接在一起。

本申请还公开了一些实施例，梯形的腰长为c；磁钢槽2内单个永磁体3的长度为bm；其中c＝0.54bm。

本申请还公开了一些实施例，磁钢槽2为v形磁钢槽2，v形磁钢槽2的夹角的一半为；梯形的上底长为a；

可以解决传统的采用“V”型永磁体3的永磁同步电机中的磁场畸变严重的问题，改善磁场不平衡情况。

且需要考虑到转子冲片与“梯形”的导向软磁体41之间有微小的气隙(即导向槽4槽壁与导向软磁体41之间的距离)，其一般为0.1mm。通过上述公式可以增加“梯形”硅钢片的腰与相邻永磁体3宽度对应的边之间的夹角的角度，以促使磁通更加顺利地通过“梯形”的导向软磁体41。

本申请还公开了一些实施例，梯形的下底长为b；

该公式可以使得“梯形”的导向软磁体41的位置的确定通过永磁体3来间接确定：在永磁体3的位置确定之后，在垂直于永磁体3的充磁方向上的方向上，以靠近轴孔11一侧为起点，取0.54bm长度，确定一点为基准，“梯形”永磁体3的上底与腰的交点与该点在永磁体3的充磁方向上的距离为0.5hm。

本申请还提供了一种根据本申请的再一方面，提供了一种电机，包括转子结构，转子结构为上述的转子结构。电机为永磁同步电机；电机还包括定子结构5，定子结构5还包括定子轭部51和定子齿部52。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。以上仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种转子结构，其特征在于，包括：转子铁芯(1)，所述转子铁芯(1)上开设有磁钢槽(2)；所述磁钢槽(2)的数量设置为至少两个，至少两个的所述磁钢槽(2)围绕所述转子铁芯(1)的周向依次布置；每个所述磁钢槽(2)内均设置有永磁体(3)；相邻两个磁钢槽(2)之间设置有导向槽(4)，所述导向槽(4)内设置有导向软磁体(41)；在相邻两个所述永磁体(3)中，所述导向软磁体(41)能够引导其中一个所述永磁体(3)的磁力线到达另一个所述永磁体(3)，以形成闭合磁力线；所述转子铁芯(1)由无导向软磁体制成。

2.根据权利要求1中所述的转子结构，其特征在于，所述导向槽(4)的内周侧设置有隔磁结构(12)。

3.根据权利要求2中所述的转子结构，其特征在于，在所述转子铁芯(1)的横截面上，所述隔磁结构(12)的形状为圆形，所述圆形的圆心位于相邻两个所述磁钢槽(2)的对称线上。

4.根据权利要求2中所述的转子结构，其特征在于，所述转子铁芯(1)上开设有通孔，所述通孔形成所述隔磁结构(12)；所述转子结构还包括紧固件，所述紧固件能够贯穿所述通孔，以固定所述转子铁芯(1)。

5.根据权利要求1中所述的转子结构，其特征在于，在所述转子铁芯(1)的横截面上，所述导向软磁体(41)的形状为梯形，所述梯形的两个腰分别与相邻两个所述磁钢槽(2)的延伸方向相平行。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的转子结构，其特征在于，当所述转子铁芯(1)上开设有通孔时，所述通孔的中心轴线与所述转子铁芯(1)的中心轴线之间的距离为k；当在所述转子铁芯(1)的横截面上，所述导向软磁体(41)的形状为梯形时，所述梯形的上底长为a；所述梯形的下底长为b；所述梯形的腰长为c；所述转子结构的极数为P；所述转子铁芯(1)的外径为r2；所述永磁体(3)的宽度为hm；所述磁钢槽(2)内单个永磁体(3)的长度为bm；所述转子结构的极数为P；

其中，

和/或，所述通孔的横截面半径为r3；所述转子铁芯(1)具有轴孔(11)；所述轴孔(11)的半径为r1；其中，r3＝1/8*(r1-r2)；和/或，所述通孔与所述轴孔(11)之间的最小距离为2r3。

7.根据权利要求6中所述的转子结构，其特征在于，所述梯形的腰与对应的所述磁钢槽(2)之间具有间隙，所述间隙宽度为d；其中，d＝0.5hm。

8.根据权利要求6中所述的转子结构，其特征在于，c＝0.54bm。

9.根据权利要求6中所述的转子结构，其特征在于，所述磁钢槽(2)为v形磁钢槽(2)，所述v形磁钢槽(2)的夹角的一半为angle；

10.根据权利要求9中所述的转子结构，其特征在于，

11.一种电机，其特征在于，所述电机包括转子结构，所述转子结构为权利要求1-10中任一项所述的转子结构。

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