CN219287237U - 一种少磁钢轴向磁场电机转子及一种轴向磁场电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种少磁钢轴向磁场电机的转子及一种轴向磁场电机，包括转子支架、背铁以及磁钢；所述转子支架与转轴连接；所述背铁设置在所述转子支架内，所述背铁的材质为软磁，所述背铁一体成型；所述背铁上沿着圆周方向间隔设置有多个磁钢凹槽，所述磁钢凹槽与所述磁钢适配，相邻的两个磁钢凹槽之间形成凸块，在与所述凸块相邻的两个所述磁钢以及背铁的作用下，所述凸块形成合成极，从而在轴向磁场电机的气隙中形成交替布置的磁场。相较于现有技术中需要组装每一个磁钢与每一个软磁体相比，本实用新型中在背铁上成型合成极的技术方案显著地提高了生产效率，同时降低了组装程度，提高了转子的整体稳定性。

Description

一种少磁钢轴向磁场电机转子及一种轴向磁场电机

技术领域

本实用新型涉及轴向磁场电机领域，更具体地说，涉及一种少磁钢轴向磁场电机转子及一种轴向磁场电机。

背景技术

轴向磁场电机内部的磁钢成本是轴向磁场电机的最大成本来源，磁钢是构成转子的部分。为了降低轴向磁场电机的成本，本领域技术人员设法降低磁钢用量。具体的操作是在两个磁钢中间安放一个软磁体，软磁体具有高磁导率，因此会如常规的转子在气隙中形成NS交替的磁场。在该操作中将两个磁钢之间的磁钢替换为了软磁体，而软磁体的成本比磁钢的成本低，因此降低了轴向磁场电机的成本。

但是，磁钢与软磁体为单个的个体，在制作转子时需要对每一个磁钢和每一个软磁体进行组装，并且按照磁钢—软磁体—磁钢的排布方式逐个组装，如此会降低轴向磁场电机的组装效率，并且由于所有的磁钢和软磁体均需要组装，从而造成转子的组装程度大，从而会降低转子的整体稳定性。

因此，如何在降低磁钢用量的基础上提高转子的整体稳定性，同时提高转子的组装效率，是本领域技术人员亟待解决的关键性问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提高转子的整体稳定性，同时提高转子的组装效率。为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种少磁钢轴向磁场电机的转子，包括转子支架、背铁以及磁钢；

所述转子支架与转轴连接；所述背铁设置在所述转子支架内，所述背铁的材质为软磁，所述背铁一体成型；所述背铁上沿着圆周方向间隔设置有多个磁钢凹槽，所述磁钢凹槽与所述磁钢适配，相邻的两个磁钢凹槽之间形成凸块，在与所述凸块相邻的两个所述磁钢以及所述背铁的作用下，所述凸块形成合成极，从而在轴向磁场电机的气隙中形成交替布置的磁场。

优选地，所述背铁的材质为硅钢片，所述背铁经卷绕以及开槽成型。

优选地，所述背铁的材质为软磁复合材料，所述背铁经模压成型。

优选地，在所述背铁的轴向上，所述磁钢凹槽具有槽底部，所述槽底部为轭部，所述轭部用于将所述磁钢凹槽内的所述磁钢的磁力线导向与所述磁钢相邻的所述合成极。

优选地，沿着所述背铁的周向，所述合成极的周向尺寸大于所述磁钢的周向尺寸。

优选地，所述转子支架包括盘体，所述盘体的中心处设置有轴孔，所述轴孔与所述转轴适配，所述背铁具有定位孔，在所述盘体上围绕所述轴孔形成有定位凸起，所述定位凸起与定位孔适配。

优选地，所述转子支架还包括凸缘，所述凸缘围绕所述盘体的外径侧圆周布置，且所述凸缘沿着所述盘体的轴向凸出，所述凸缘围成的圆环腔与所述背铁适配。

优选地，所述转子支架的材质为铝合金、或者为钢、或者为玻纤复合材料、或者为碳纤复合材料。

本实用新型还提供了一种轴向磁场电机，包括转子和定子，所述转子为上述任意一种转子。

优选地，所述轴向磁场电机为单转子单定子；或者所述轴向磁场电机为双转子单定子；或者所述轴向磁场电机为多定子多转子。

从上述技术方案可以看出：在本实用新型中，背铁一体化成型，合成极随着背铁的成型而成型。所有的合成极为一体结构，因此在组装转子时只需要将磁钢组装到对应的磁钢槽中即可。相较于现有技术中需要组装每一个磁钢与每一个软磁体相比，本实用新型中在背铁上成型合成极的技术方案显著地提高了生产效率，同时降低了组装程度，提高了转子的整体稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的方案，下面将对实施例中描述所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的少磁钢轴向磁场电机的转子的爆炸图；

图2为本实用新型具体实施例提供的背铁与磁钢组合后的示意图；

图3为本实用新型具体实施例提供的背铁的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例提供的转子支架的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例提供的少磁钢轴向磁场电机的转子的轴测图。

其中，1为磁钢、2为背铁、3为转子支架、21为合成极、22为磁钢凹槽、23为定位孔、24为轭部、31为盘体、32为凸缘、33为轴孔、34为定位凸起。

具体实施方式

本实用新型公开了一种少磁钢轴向磁场电机的转子，以提高转子的整体稳定性，同时提高转子的组装效率。本实用新型还公开了一种轴向磁场电机。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考附图1-附图5。

本实用新型公开了一种少磁钢轴向磁场电机的转子，该转子包括：转子支架3、背铁2以及磁钢1。其中，转子支架3用于支撑背铁2以及磁钢1。转子支架3与轴向磁场电机的转轴连接。背铁2设置在转子支架3内。背铁2的材质为软磁，软磁具有较高的磁导率。并且，本实用新型中的背铁2一体化成型。背铁2上沿着圆周方向间隔设置有多个磁钢凹槽22，该磁钢凹槽22与磁钢1适配。每一个磁钢凹槽22内设置有一个磁钢1，所有的磁钢1的磁极朝向相同。由于磁钢凹槽22沿着背铁2的轴向凹陷，因此在背铁2上相邻的两个磁钢凹槽22之间会形成凸块。在背铁2的圆周方向上，与凸块左右相邻的两个磁钢凹槽22内的磁钢1会形成磁力线，由于凸块的材质为软磁，具有较高的磁导率，因此凸块左右两侧的磁钢1的磁力线会被导向入凸块，就如同凸块的磁极朝向与左右两侧的磁钢1的磁极朝向相反一样，因此会在轴向磁场电机的气隙中形成NS交替的磁场。如附图2所示，如果磁钢1上表面的极性为S极，那么合成极21上表面的极性就为N极。在该过程中凸块充当了合成极21，该合成极21的磁极朝向与磁钢1的磁极朝向相反。

在本实用新型中，背铁2一体化成型，合成极21随着背铁2的成型而成型。所有的合成极21为一体结构，因此在组装转子时只需要将磁钢1组装到对应的磁钢凹槽22中即可。相较于现有技术中需要组装每一个磁钢1与每一个软磁体相比，本实用新型中在背铁2上成型合成极21的技术方案显著地提高了生产效率，同时由于降低了组装程度，因此提高了转子的整体稳定性。

另外，由于本实用新型利用合成极21代替了磁钢，因此减少了磁钢用量，从而降低了电机成本。

为了进一步减少磁钢用量，本实用新型一具体实施例限定沿着背铁2的周向上，合成极21的周向尺寸大于磁钢1的周向尺寸。优选地，合成极21的周向尺寸与磁钢1的周向尺寸的比值大于3:2。

背铁2的材质具体可以为软磁复合材料，软磁复合材料材质的背铁2可经模压一体成型。背铁2的材质还可以为硅钢片，硅钢片材质的背铁2经卷绕以及开槽成型，在开槽的过程中形成各个磁钢凹槽22，同时形成各个合成极21。

在本实用新型具体实施例中，在背铁2的轴向上，磁钢凹槽22并非为通槽，而是具有槽底部，该槽底部为轭部24。磁钢凹槽22内的磁钢1的磁力线在轭部24的导向作用下改变方向，并进入到与磁钢凹槽22相邻的合成极21中，如此能够促使磁钢1的磁力线形成NS交替的磁场，从而优化电机性能。

磁钢1可以采用特殊的胶粘接在磁钢凹槽22内。

本实用新型中的转子支架3包括盘体31，盘体31的中心处设置有轴孔33，该轴孔33与轴向磁场电机的转轴适配。背铁2的中心处设置有定位孔23，盘体31上围绕轴孔33形成有定位凸起34，该定位凸起34与背铁2的定位孔23适配，如此提高了背铁2与转子支架3的组装精度。

转子支架3除了包括盘体31外还包括凸缘32，凸缘32围绕盘体31的外径侧圆周布置，并且凸缘32沿着盘体31的轴向，且朝向具有背铁2的一侧凸出。凸缘32与定位凸起34围成的圆环腔与背铁2适配。如此，凸缘32对背铁2以及其上的磁钢1形成了阻挡作用，以抵御背铁2和磁钢1转动时形成的离心力，从而提高了转子的稳定性。

转子支架3的材质为高强度金属(铝合金或者钢)，或者为高强度非金属材料(玻纤复合材料、碳纤复合材料或者塑料)。

磁钢1的材质由钕铁硼、铝镍钴、钐钴、铁氧体构成。

本实用新型还公开了一种轴向磁场电机，该轴向磁场电机包括定子和转子，特别地，该转子为上述任意一种转子。上述转子具有上述效果，具有上述转子的轴向磁场电机同样具有上述效果，故本文不再赘述。

进一步地，轴向磁场电机可以为单定子单转子，还可以为双转子单定子，还可以为多定子多转子。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种少磁钢轴向磁场电机的转子，其特征在于，包括转子支架(3)、背铁(2)以及磁钢(1)；

所述转子支架(3)与转轴连接；所述背铁(2)设置在所述转子支架(3)内，所述背铁(2)的材质为软磁，所述背铁(2)一体成型；

所述背铁(2)上沿着圆周方向间隔设置有多个磁钢凹槽(22)，所述磁钢凹槽(22)内适配有所述磁钢(1)，所有的所述磁钢(1)的磁极朝向相同，相邻的两个磁钢凹槽(22)之间形成凸块，在与所述凸块相邻的两个所述磁钢(1)以及所述背铁(2)的作用下，所述凸块形成合成极(21)。

2.根据权利要求1所述的少磁钢轴向磁场电机的转子，其特征在于，所述背铁(2)的材质为硅钢片，所述背铁(2)经卷绕以及开槽成型。

3.根据权利要求1所述的少磁钢轴向磁场电机的转子，其特征在于，所述背铁(2)的材质为软磁复合材料，所述背铁(2)经模压成型。

4.根据权利要求1所述的少磁钢轴向磁场电机的转子，其特征在于，在所述背铁(2)的轴向上，所述磁钢凹槽(22)具有槽底部，所述槽底部为轭部(24)，所述轭部(24)用于将所述磁钢(1)的磁力线导向与所述磁钢(1)相邻的所述合成极(21)。

5.根据权利要求1所述的少磁钢轴向磁场电机的转子，其特征在于，沿着所述背铁(2)的周向，所述合成极(21)的周向尺寸大于所述磁钢(1)的周向尺寸。

6.根据权利要求1所述的少磁钢轴向磁场电机的转子，其特征在于，所述转子支架(3)包括盘体(31)，所述盘体(31)的中心处设置有轴孔(33)，所述轴孔(33)与所述转轴适配，所述背铁(2)具有定位孔(23)，在所述盘体(31)上围绕所述轴孔(33)形成有定位凸起(34)，所述定位凸起(34)与定位孔(23)适配。

7.根据权利要求6所述的少磁钢轴向磁场电机的转子，其特征在于，所述转子支架(3)还包括凸缘(32)，所述凸缘(32)围绕所述盘体(31)的外径侧圆周布置，且所述凸缘(32)沿着所述盘体(31)的轴向凸出，所述凸缘(32)围成的圆环腔与所述背铁(2)适配。

8.根据权利要求7所述的少磁钢轴向磁场电机的转子，其特征在于，所述转子支架(3)的材质为铝合金、或者为钢、或者为玻纤复合材料、或者为碳纤复合材料。

9.一种轴向磁场电机，包括转子和定子，其特征在于，所述转子为如权利要求1-8任意一项所述的少磁钢轴向磁场电机的转子。

10.根据权利要求9所述的轴向磁场电机，其特征在于，所述轴向磁场电机为单转子单定子；或者所述轴向磁场电机为双转子单定子；或者所述轴向磁场电机为多定子多转子。

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