CN219760731U - 电机转子结构及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机转子结构，包括转子铁芯，所述转子铁芯由转子段组成，转子段上圆周均布有磁瓦槽，磁瓦槽靠近转子段轴心处为向转子段轴心处收缩的两条限位边，所述两条限位边与向转子段外围延伸的两条凸起边连接，所述两条凸起边之间设有向转子段外围凸起的限位凸起。这种设计结构采用限位凸起，使得永磁体能够稳定地放置于磁瓦槽内，限制其在旋转时的位移，从而保持电机的稳定性。另外，限位凸起仅略微增加了磁阻，但能够帮助实现电机转速的精确控制，减少运行时产生的振动和噪声。此外，限位和凸起边缘之间的间隙有助于预防电机因过度发热而发生损坏，并确保电机长时间稳定运行。

Description

电机转子结构及电机

技术领域

本实用新型涉及电机零件技术领域，特别涉及一种电机转子结构及使用该电机转子结构的电机。

背景技术

近年来，随着电力电子技术、计算机技术和自动控制技术的发展，使得伺服控制系统在许多高科技领域得到越来越广泛的应用，而交流伺服电机作为伺服控制系统的动力部件有控制精度高、矩频特性好、具有过载能力以及加速性能好等优点，而电机中存在着齿槽转矩的问题，齿槽转矩是永磁电机绕组不通电时永磁体和定子铁心之间相互作用产生的转矩，是由永磁体与电枢齿之间相互作用力的切向分量引起的，齿槽转矩会使电机产生振动和噪声，出现转速波动，使电机不能平稳运行，影响电机的性能。

现有申请号为CN217720984U的中国实用新型，该实用新型公开了一种多种材料磁瓦整合使用装置，包括装配在定子铁芯上的磁钢，所述铁芯的中心部位开设有轴孔；所述铁芯的外圈上开设有呈圆周分布的若干个磁瓦槽，磁瓦槽从外至内开设，磁瓦槽与磁瓦槽之间的间隔体为磁瓦夹，并且所述磁瓦槽中装配有多种组合的不同长度规格的磁钢。

上述中的现有技术方案，通过组合式的磁钢结构来控制电机的性能与成本的平衡性，但依然使用的是相对较为常规的磁瓦槽结构，而通过改变磁瓦槽的结构，可以在改变磁钢的基础上，进一步精细化的调整、提高电机的性能。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提出了一种通过结构设计有效保证提高转子动平衡、提高其磁路特性以及散热能力的电机转子结构及电机。

为了到达上述目的，本实用新型设计的电机转子结构，包括转子铁芯，所述转子铁芯由转子段组成，转子段上圆周均布有磁瓦槽，磁瓦槽靠近转子段轴心处为向转子段轴心处收缩的两条限位边，所述两条限位边与向转子段外围延伸的两条凸起边连接，所述两条凸起边之间设有向转子段外围凸起的限位凸起。这种设计结构采用限位凸起，使得永磁体能够稳定地放置于磁瓦槽内，限制其在旋转时的位移，从而保持电机的稳定性。另外，限位凸起仅略微增加了磁阻，但能够帮助实现电机转速的精确控制，减少运行时产生的振动和噪声。此外，限位和凸起边缘之间的间隙有助于预防电机因过度发热而发生损坏，并确保电机长时间稳定运行。

为了进一步的改善转子铁芯的性能，所述转子铁芯由多段转子段组成，相邻转子段上的磁瓦槽为错开设置。通过相对错开设置的磁瓦槽设计，实现控制多段转子段之间的磁路变化，从而有针对性的减小电机的噪声和振动，提高了电机的工作稳定性和寿命。

更进一步的方案是多段转子段为两段。这种结构相对于铁芯原有生产工艺变化较小，对于生产成本增加微小，但性能提高较多。

为了能进一步减少齿槽转矩，所述相邻转子段上的磁瓦槽错开角度为0.5°-7°。相邻转子段上错开设置的磁瓦槽能减少电机运作时的噪声和振动，能使电机的磁场更为稳定，进而提高电机运转的稳定性。

为了能进一步从转子结构上改变电磁特性，所述转子段外侧壁上圆周均布有转子斜槽，所述转子斜槽的轴线与转子段的轴线平行。转子斜槽的设置影响电机的磁阻和电感，从而满足不同的应用需求，以提升电机的效率。

为了能更进一步降低齿槽转矩，在所述转子段端面上，磁瓦槽上远离转子段端面圆心的一边的中点和转子段端面圆心的连线为AA线段，在同一转子段端面上的转子斜槽的中点与转子段端面圆心的连线为BB线段，所述AA线段与BB线段呈夹角关系，所述夹角为0°-1°。这种结构的优点是磁瓦槽和转子斜槽为错开设置，通过磁瓦槽和转子斜槽的位置关系的设计，降低电机在运作过程中的噪声和振动，这样便能使电机运转更为平稳，提升了电机的电气性能。需要特殊的说明的是，转子段转子斜槽和磁瓦槽之间错开设置，则势必可以产生两段转子段上的转子斜槽与和磁瓦槽之间的对应角度关系的变化，这种变化，也能进一步改变转子铁芯的性能，使之符合特殊场景的工作状态。

值得一提的是，所述磁瓦槽中装配有多种组合的不同长度规格的磁钢。从而进一步的通过磁钢的组合结构改变定子铁芯的性能。

同时本实用新型提供了一种电机，该电机包括上述的电机转子结构。

本实用新型所设计的电机转子结构及电机，提供了一种全新的磁瓦槽结构，通过在磁瓦槽上设置的限位突起限制固定磁钢，同时该限位突起将磁瓦槽底部的磁芯底部孔一分为二，使得其排布更为细密，改善磁通路径和磁场分布，且不失散热效果。使用该种电机转子结构的电机，能避免运转中因速度过快而出现较大的振动和噪音，还能适应各种精确化转速控制的场景，并且相邻两段错开设置的磁瓦槽和同一转子段端面上错开设置的转子斜槽和磁瓦槽能进一步降低振动和噪音，综上所述，本实用新型具有噪声和振动较低且能对转速进行精确控制的特点。

附图说明

图1是本实用新型示意图；

图2是本实用新型正视图；

图3是本实用新型A线段与B线段错开角度示意图；

图4是本实用新型剖视图。

其中：转子铁芯1、转子段2、磁瓦槽3、转子斜槽4、限位边5、凸起边6、限位凸起7、磁钢8、A线段9、B线段10。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例描述的电机转子结构，包括转子铁芯1，所述转子铁芯1由转子段2组成，转子段2上圆周均布有磁瓦槽3，磁瓦槽3靠近转子段2轴心处为向转子段2轴心处收缩的两条限位边5，所述两条限位边5与向转子段2外围延伸的两条凸起边6连接，所述两条凸起边6之间设有向转子段2外围凸起的限位凸起7。

如图2所示，所述转子铁芯1由多段转子段2组成，相邻转子段2上的磁瓦槽3为错开0.5°-7°设置，即两段转子段以轴心为基准错位0.5-7°。针对较为常见的性能要求，一般由两段转子段2组成一个定子铁芯2。但此处不作为对转子段2的数量限制。同时对于错开的角度也不做具体的限制，可根据实际电机性能的需要具体设置。

如图1所示，所述转子段2外侧壁上圆周均布有转子斜槽4，所述转子斜槽4的轴线与转子段2的轴线平行。

如图3所示，在所述转子段2面上，磁瓦槽3上远离转子段2端面圆心的一边的中点和转子段2端面圆心的连线为AA线段9，在同一转子段2端面上的转子斜槽4底边的中点与转子段2端面圆心的连线为BB线段10，所述AA线段9与BB线段10呈夹角关系，所述夹角为0°-1°，即同一转子段2上的磁钢槽3和转子斜槽4之间以轴心为基准错位0-1°。

在某些实施例中，从转子铁芯1的一个端面观察，两个转子段2之间的磁瓦槽3错开1°，即第二段转子段2的磁瓦槽3相较于第一段转子段2的磁瓦槽3顺时针偏离1°。而第一段转子段2上的转子斜槽4与该段转子段2的磁瓦槽3顺时针偏离0.5°，第二段转子段2上的转子斜槽3相较于该段转子段2的磁瓦槽3逆时针偏离0.5°，则从转子铁芯1的侧面观察，其两端转子段2上两段由转子斜槽4形成的轮廓线，能首尾相接组成一条未见偏移的线条。

在某些实施例中，从转子铁芯1的一个端面观察，两个转子段2之间的磁瓦槽3错开7°，即第二段转子段2的磁瓦槽3相较于第一段转子段2的磁瓦槽3顺时针偏离7°。而第一段转子段2上的转子斜槽4与该段转子段2的磁瓦槽3顺时针偏离1°，第二段转子段2上的转子斜槽3相较于该段转子段2的磁瓦槽3顺时针偏离1°，则从转子铁芯1的侧面观察，其两端转子段2上两段由转子斜槽4形成的轮廓线，实际相对的偏离了9°，并能与磁瓦槽3组合成阶梯状的螺旋排布。

上述两种磁瓦槽3和转子斜槽4以及配合两段转子段2的组合结构，能对应性能设计需要组合成多种的形式，从而实现各种符合要求的转子铁芯结构。

在某些实施例中，所述磁钢8包括有两个不同材料的磁瓦，所述两个不同的材料选择为铝镍钴材料和铁氧体材料组合或铝镍钴材料和钕铁硼材料组合中的一种组合。

在某些实施例中，所述磁钢8包括有三个不同材料的磁瓦，三个不同材料选择为铝镍钴材料、钕铁硼材料和铁氧体材料组合、或铝镍钴材料、钐钴材料和铁氧体材料组合、或铝镍钴材料、钕铁硼材料和钐钴材料组合、或钐钴材料、钕铁硼材料和铁氧体材料组合中的一种组合。

实施例2

本实施例描述的电机，该电机包括实施例1所示的电机转子结构，所述电机转子结构通过错开设置的磁瓦槽形成多个相互偏离的齿槽转矩，减少电机运转的产生的振动和噪声，具体实施方式可参考图1-3，在此不再赘述。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电机转子结构，包括转子铁芯(1)，所述转子铁芯(1)由转子段(2)组成，转子段(2)上圆周均布有磁瓦槽(3)，其特征在于，磁瓦槽(3)靠近转子段(2)轴心处为向转子段(2)轴心处收缩的两条限位边(5)，所述两条限位边(5)与向转子段(2)外围延伸的两条凸起边(6)连接，所述两条凸起边(6)之间设有向转子段(2)外围凸起的限位凸起(7)。

2.根据权利要求1所述的电机转子结构，其特征是所述转子铁芯(1)由多段转子段(2)组成，相邻转子段(2)上的磁瓦槽(3)为错开设置。

3.根据权利要求2所述的电机转子结构，其特征是所述多段转子段(2)为两段。

4.根据权利要求2所述的电机转子结构，其特征是所述相邻转子段(2)上的磁瓦槽(3)错开角度为0.5°-7°。

5.根据权利要求2-4任意一条所述的电机转子结构，其特征是所述转子段(2)外侧壁上圆周均布有转子斜槽(4)，所述转子斜槽(4)的轴线与转子段(2)的轴线平行。

6.根据权利要求2-4任意一条所述的电机转子结构，其特征是在所述转子段(2)端面上，磁瓦槽(3)上远离转子段(2)端面圆心的一边的中点和转子段(2)端面圆心的连线为AA线段(9)，在同一转子段(2)端面上的转子斜槽(4)底边的中点与转子段(2)端面圆心的连线为BB线段(10)，所述AA线段(9)与BB线段(10)呈夹角关系，所述夹角为0°-1°。

7.根据权利要求1-4任意一条所述的电机转子结构，其特征是所述磁瓦槽(3)中装配有多种组合的不同长度规格的磁钢(8)。

8.根据权利要求5所述的电机转子结构，其特征是所述磁瓦槽(3)中装配有多种组合的不同长度规格的磁钢(8)。

9.根据权利要求6所述的电机转子结构，其特征是所述磁瓦槽(3)中装配有多种组合的不同长度规格的磁钢(8)。

10.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一条所述的电机转子结构。