CN219893039U - 转子铁芯、转子组件及电机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种转子铁芯、转子组件及电机,其中,转子铁芯包括多个绕转子铁芯的转动轴线布置的铁芯单元,各铁芯单元中的一者为第一铁芯单元,转动轴线的周向,第一铁芯单元与其它铁芯单元均断开;第一铁芯单元包括多个沿平行于转动轴线的方向层叠布置的叠片,各叠片中的一者为第一叠片,第一叠片包括面向转动轴线布置的第一侧边;第一叠片设有第一通孔,第一通孔贯穿第一侧边,该方案中,第一通孔的设置既不影响转子永磁磁场的分布,又可以抑制电枢磁场。抑制电枢磁场便可以抑制高频电磁径向力,进而抑制高频噪音。并且,上述抑制噪音的过程还不会对转子永磁磁场产生过多影响,从而不会过分削弱电机的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机的技术领域,特别涉及一种转子铁芯、转子组件及电机。
背景技术
永磁同步电机具有较高的功率密度和转矩密度,广泛使用在家用电器领域中。电机的性能及噪音问题是决定产品优劣的重要因素。对于电机而言,电枢磁场与转子永磁磁场相互作用会产生较高的电磁径向力,这使得电机转子在转动过程中会产生沿径向的振动,因此电机在较高的谐波电流作用下会带来高频噪音问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提出一种转子铁芯、转子组件及电机,能够缓解电机工作时产生的高频噪音。
为实现上述目的,本实用新型第一方面的实施例提出一种转子铁芯,包括多个绕所述转子铁芯的转动轴线布置的铁芯单元,各所述铁芯单元中的一者为第一铁芯单元,沿所述转动轴线的周向,所述第一铁芯单元与其它所述铁芯单元均断开;
所述第一铁芯单元包括多个沿平行于所述转动轴线的方向层叠布置的叠片,各所述叠片中的一者为第一叠片,所述第一叠片包括面向所述转动轴线布置的第一侧边;
所述第一叠片设有第一通孔,所述第一通孔贯穿所述第一侧边。
在一些实施例中,沿垂直于所述转动轴线的径向,所述第一叠片的最大尺寸L1以及所述第一通孔的最大尺寸L2满足:0.6≤L2/L1<1。
在一些实施例中,所述第一叠片包括背离所述转动轴线设置的第二侧边,所述第一通孔的内孔壁距离所述第二侧边的最小距离H1满足:H1≥0.5mm。
在一些实施例中,所述第一叠片关于第一平面对称布置,所述转动轴线位于所述第一平面内,所述第一通孔关于所述第一平面对称布置。
在一些实施例中,所述第一通孔包括第一孔段以及连通所述第一孔段的第二孔段,所述第一孔段位于所述第二孔段背离所述转动轴线的一侧,所述第二孔段贯穿所述第一侧边,以所述转动轴线为中心,所述第一孔段对应的圆心角α与所述第二孔段对应的圆心角β满足:0.05≤β/α≤1;
沿垂直于所述转动轴线的径向,所述第一叠片的最大尺寸L1以及所述第一孔段的最大尺寸L3满足:0.15≤L3/L1≤0.45;或者,沿垂直于所述转动轴线的径向,所述第一叠片的最大尺寸L1以及所述第二孔段的最大尺寸L4满足:0.2≤L4/L1≤0.7。
在一些实施例中,以所述转动轴线为中心,所述第一叠片对应的圆心角γ满足:0.2≤α/γ≤0.5。
在一些实施例中,所述第一侧边设有第一开口,所述第一通孔于所述第一开口处贯穿所述第一侧边,沿垂直于所述转动轴线的方向,所述第一开口的最小尺寸H2满足:H2≥0.5mm。
在一些实施例中,所述第一铁芯单元的各所述叠片形状结构均相同。
在一些实施例中,所述第一铁芯单元的所述叠片的数量为偶数N,至少有N/2个所述叠片的形状与所述第一叠片的形状相同。
在一些实施例中,所述第一铁芯单元的所述叠片的数量为奇数M,至少有(M-1)/2个所述叠片的形状与所述第一叠片的形状相同。
在一些实施例中,各所述铁芯单元均彼此断开,各所述铁芯单元的形状结构均相同,且各所述铁芯单元以所述转动轴线为中心轴呈圆型阵列布置。
在一些实施例中,各所述铁芯单元的另一者为第二铁芯单元,所述第二铁芯单元包括第二叠片,所述第二叠片包括沿所述转动轴线的周向相对布置的第三侧边以及第四侧边;
所述第三侧边靠近所述转动轴线的一端设有第二开口,所述第二叠片设有第二通孔,所述第二通孔于所述第二开口处贯穿所述第三侧边。
在一些实施例中,所述第二叠片包括面向所述转动轴线的第五侧边,沿垂直于所述转动轴线的径向,所述第一叠片的最大尺寸L5以及所述第二开口距离所述第五侧边的最大尺寸L6满足:0.02≤L6/L5≤0.35。
本实用新型第二方面的实施例还提供了一种转子组件,包括:
上述任一项所述的转子铁芯;
多个永磁体,每相邻两个所述铁芯单元之间限定出容纳空间,每个所述容纳空间内均分别设有至少一个所述永磁体;
转轴,设于所述转子铁芯的中部,且所述转轴的轴线与所述转动轴线重合;以及,
包覆层,包覆于所述转子铁芯外部,且所述包覆层填充所述转子铁芯与所述转轴之间的间隙,所述包覆层分别连接所述转轴与所述转子铁芯。
本实用新型第三方面的实施例还提供了一种电机,包括:
所述的转子组件;以及,
定子组件。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
在本实用新型的技术方案中,转子铁芯包括多个铁芯单元,各铁芯单元中的一者为第一铁芯单元,沿转动轴线的周向,第一铁芯单元与其它铁芯单元断开。第一铁芯单元的至少一个叠片(即第一叠片)上设置有第一通孔,且第一通孔贯穿第一叠片靠近转动轴线的侧边(即第一侧边)。由于转子的永磁磁场沿着电机的D轴分布,电枢磁场沿着电机D轴、Q轴分布,D轴与Q轴垂直,因此,当第一通孔贯穿第一叠片靠近转动轴线的第一侧边时,第一通孔能够基本朝向转动轴线的方向延伸,这使得第一通孔的设置既不影响转子永磁磁场的分布,又可以抑制电枢磁场。而高频径向力是由于转子永磁磁场和电枢磁场相互作用产生的,因此抑制电枢磁场便可以抑制高频电磁径向力,进而抑制高频噪音。并且,上述抑制噪音的过程还不会对转子永磁磁场产生过多影响,从而不会过分削弱电机的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,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,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型一实施例中转子铁芯与永磁体组合后的组件沿垂直于转动轴线的方向的进行剖切的剖视示意图;
图2为图1中A处的局部放大示意图;
图3为本实用新型第一实施例中转子铁芯沿平行于转动轴线的方向观察的侧视示意图;
图4为本实用新型第一实施例中第一叠片的第一侧视示意图;
图5为本实用新型第一实施例中第一叠片的第二侧视示意图;
图6为本实用新型第一实施例中第一叠片的第三侧视示意图;
图7为本实用新型第二实施例中第一叠片的侧视示意图;
图8为本实用新型第三实施例中第一叠片的侧视示意图;
图9为本实用新型第四实施例中第一叠片的侧视示意图;
图10为本实用新型第五实施例中第一叠片的侧视示意图;
图11为本实用新型第六实施例中第一叠片的侧视示意图;
图12为本实用新型第七实施例中第一叠片的侧视示意图;
图13为本实用新型第八实施例中第一叠片的侧视示意图;
图14为本实用新型第一实施例中第一铁芯单元的立体示意图;
图15为本实用新型第二实施例中第一铁芯单元的立体示意图;
图16为本实用新型第三实施例中第一铁芯单元的立体示意图;
图17为本实用新型第一实施例中第二叠片的第一侧视示意图;
图18为本实用新型第一实施例中第二叠片的第二侧视示意图;
图19为本实用新型第二实施例中转子铁芯沿平行于转动轴线的方向观察的侧视示意图;
图20为本实用新型第三实施例中转子铁芯沿平行于转动轴线的方向观察的侧视示意图;
图21为本实用新型第四实施例中转子铁芯沿平行于转动轴线的方向观察的侧视示意图。
附图标号说明:
10-转子铁芯;
100-铁芯单元;100a-第一铁芯单元;100b-第二铁芯单元;
110-叠片;110a-第一叠片;110b-第二叠片;
111a-第一侧边;112a-第二侧边;113a-第一开口;114a-第一通孔;
1141a-第一孔段;1142a-第二孔段;
111b-第三侧边;112b-第四侧边;113b-第五侧边;114b-第六侧边;
115b-第二开口;116b-第二通孔;
P1-第一平面;
200-永磁体;
300-容纳空间。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……),则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述,则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外,若全文中出现的“和/或”、“且/或”或者“及/或”,其含义包括三个并列的方案,以“A和/或B”为例,包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
永磁同步电机具有较高的功率密度和转矩密度,广泛使用在家用电器领域中。电机的性能及噪音问题是决定产品优劣的重要因素。对于电机而言,电枢磁场与转子永磁磁场相互作用会产生较高的电磁径向力,这使得电机转子在转动过程中会产生沿径向的振动,因此电机在较高的谐波电流作用下会带来高频噪音问题。
鉴于此,参见图1-图21,本申请一实施例提供了一种转子铁芯10,该转子铁芯10用于转子组件,转子组件用于电机。参见图1-图6,在本实施例中,转子铁芯10包括多个铁芯单元100,各铁芯单元100沿转动轴线的周向分布(具体可以为等间隔布置),每相邻两个铁芯单元100之间均限定出用于容纳永磁体200的容纳空间300,每个容纳空间300内可以至少布置一个永磁体200。转动轴线为转子铁芯10的中心轴,作为转子组件内的转子铁芯10,转子铁芯10的转动轴线与转子组件的转轴的轴线重合,当转子组件转动时,转子铁芯10绕转动轴线转动。
示例性地,参见图1-图3,本实施例中,转子铁芯10具有八个铁芯单元100,八个铁芯单元100共同限定出八个容纳空间300,使得具有该转子铁芯10的转子组件需要设置八个永磁体200,八个永磁体200一一对应设置于八个容纳空间300内。当各永磁体200对应设置于各容纳空间300内后,每个永磁体200两侧可以均紧密贴合两个铁芯单元100,每个铁芯单元100的两侧可以紧密贴合两个永磁体200,使得永磁体200可以定位两个相邻的铁芯单元100之间的相对位置,铁芯单元100也可以定位两个相邻的永磁体200之间的相对位置。在另一种实施例中,永磁体200与铁芯单元100之间还可以间隔设置,两者之间填充其他材料,从而使得各永磁体200之间的相对位置固定、以及使得各铁芯单元100之间的相对位置固定。在又一种实施例中,每个容纳空间300内还可以设置多个永磁体200。
需要说明的是,本申请中“容纳空间300”的边界范围以永磁体200的布置位置进行定义,换句话说,当永磁体200布置于两个铁芯单元100之间后,永磁体200的边界即为容纳空间300的边界。示例性地,当永磁体200布置于两个铁芯单元100之间后,永磁体200面向转动轴线的端面即为容纳空间300面向转动轴线的端面,永磁体200背离转动轴线的端面即为容纳空间300背离转动轴线的端面,永磁体200沿转子组件径向的最大尺寸即为容纳空间300沿转子组件径向的最大尺寸。
转子铁芯10中的各铁芯单元100之间可以彼此连接,也可以彼此断开。本实用新型实施例中的至少一个铁芯单元100与其他铁芯单元100之间彼此断开。示例性地,参见图1-图3,该实施例中,各铁芯单元100均彼此断开布置。参见图19-图21,该实施例中,一部分铁芯单元100彼此连接,另一部分铁芯单元100中的每个铁芯单元100均与其他各铁芯单元100之间断开。为了便于描述,以下称与其他铁芯单元100均彼此断开的其中一个铁芯单元100为第一铁芯单元100a。
第一铁芯单元100a包括多个沿平行于转动轴线的方向层叠布置的叠片110。同样地,其他铁芯单元100亦可以具有多个沿平行于转动轴线的方向层叠布置的叠片110,各铁芯单元100的叠片110的数量可以完全一致。为了便于描述,以下将第一铁芯单元100a中的其中一个叠片110命名为第一叠片110a。
参见图2-图4,本实施例中,第一叠片110a包括面向转动轴线布置的第一侧边111a,第一叠片110a设有第一通孔114a,第一通孔114a贯穿第一侧边111a。具体地,第一侧边111a设有第一开口113a,第一通孔114a于第一开口113a处贯穿第一侧边111a。该方案中,由于转子的永磁磁场沿着电机的D轴分布,电枢磁场沿着电机D轴、Q轴分布,D轴与Q轴垂直,因此,当第一通孔114a贯穿第一叠片110a靠近转动轴线的第一侧边111a时,第一通孔114a能够基本朝向转动轴线的方向延伸,这使得第一通孔114a的设置既不影响转子永磁磁场的分布,又可以抑制电枢磁场。而高频径向力是由于转子永磁磁场和电枢磁场相互作用产生的,因此抑制电枢磁场便可以抑制高频电磁径向力,进而抑制高频噪音。并且,上述抑制噪音的过程还不会对转子永磁磁场产生过多影响,从而不会过分削弱电机的性能。
参见图4-图6,在一些实施例中,沿垂直于转动轴线的径向,定义第一叠片110a的最大尺寸为L1,定义第一通孔114a的最大尺寸为L2。本申请人考虑到,第一通孔114a的最大尺寸L2与第一通孔114a抑制电枢磁场的效果有关,当第一通孔114a的最大尺寸L2较大时,第一通孔114a抑制电枢磁场的效果更佳。因此,为了提升第一通孔114a对于电枢磁场的抑制效果,本实施例中使第一叠片110a的最大尺寸L1与第一通孔114a的最大尺寸L2满足:0.6≤L2/L1<1。示例性地,L2/L1具体可以为0.6、0.7、0.8、0.9、0.92或0.95等。经过论证,当0.6≤L2/L1<1时,第一通孔114a对电枢磁场的抑制效果较佳,从而使得对噪音的抑制效果较佳。
当沿垂直于转动轴线的径向,第一通孔114a的长度尺寸较大时,使得第一叠片110a的整体性较弱,第一叠片110a的位于第一通孔114a两侧的两部分的一体性不高。当第一通孔114a的长度尺寸较小时,使得第一通孔114a对电枢磁场的抑制效果不佳。因此,故需要在满足第一叠片110a具有较高的整体性的同时增大第一通孔114a的长度尺寸。鉴于此,参见图3-图4,在一些实施例中,第一叠片110a包括背离转动轴线设置的第二侧边112a,第二侧边112a与第一侧边111a相对布置。第一通孔114a的内孔壁距离第二侧边112a的最小距离H1满足:H1≥0.5mm。示例性的,H1可以为0.5mm、0.6mm、1mm、1.5mm或2mm等。当H1≥0.5mm时,能够保证第一叠片110a具有一定的整体性,不会导致第一叠片110a的位于第一通孔114a两侧的部分相互分离。同时,还能够方便对第一通孔114a进行加工,对加工设备的加工精度要求降低,降低设备成本以及加工难度。
第一通孔114a的具体形状结构以及布置位置视实际需求而定,参见图7,在一些实施例中,第一通孔114a可以呈直孔状,第一通孔114a沿直线方向延伸,且沿垂直于前述直线方向,第一通孔114a基本等宽设置。参见图8,在一些实施例中,第一通孔114a沿倾斜方向布置,第一通孔114a的平行于第一叠片110a方向的轴线与转动轴线异面。参见图6-图7,在一些实施例中,第一通孔114a的平行于第一叠片110a方向的轴线与转动轴线交叉。参见图6-以及图7,在一些实施例中,第一叠片110a关于第一平面对称布置,转动轴线位于第一平面P1内,第一通孔114a关于第一平面P1对称布置。当第一通孔114a关于第一平面P1对称布置时,更便于第一叠片110a的设计以及加工制造,降低第一叠片110a的设计成本以及加工成本。
第一叠片110a上可以设置一个第一通孔114a以及一个第一开口113a,也可以设置多个第一通孔114a以及多个第一开口113a。参见图9,在一些实施例中,第一侧边111a设有多个第一开口113a,第一叠片110a设有多个第一通孔114a,各第一通孔114a一一对应与各第一开口113a连通。参见图6-图8,在一些实施例中,第一侧边111a设有一个第一开口113a,第一叠片110a设有一个第一通孔114a,第一通孔114a与第一开口113a连通。
参见图4-图6,在一些实施例中,第一通孔114a包括第一孔段1141a以及与第一孔段1141a连通的第二孔段1142a,第一孔段1141a位于第二孔段1142a背离转动轴线的一侧,第二孔段1142a与第一开口113a连通(即第二孔段1142a贯穿第一侧边111a)。并且,以转动轴线为中心,定义第一孔段1141a对应的圆心角为α,第二孔段1142a对应的圆心角为β。其中,第一孔段1141a对应的圆心角α与第二孔段1142a对应的圆心角β满足:0.05≤β/α≤1。示例性地,β/α可以为0.05、0.1、0.3、0.5、0.7、0.9或1等。沿垂直于转动轴线的径向,定义第一孔段1141a的最大尺寸为L3,定义第二孔段1142a的最大尺寸为L4。在一些实施例中,第一叠片110a的最大尺寸L1与第一孔段1141a的最大尺寸L3满足:0.15≤L3/L1≤0.45。示例性地,L3/L1可以为0.15、0.25、0.35或0.45等。在另一些实施例中,第一叠片110a的最大尺寸L1以及第二孔段1142a的最大尺寸L4满足:0.2≤L4/L1≤0.7。示例性地,L4/L1可以为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6或0.7等。上述方案中,第一通孔114a远离转动轴线的孔段(即第二孔段1142a)的周向宽度尺寸相对较大,第一通孔114a靠近转动轴线的孔段(即第一孔段1141a)的周向宽度尺寸相对较小,这能够契合第一叠片110a的实际尺寸,使得第一叠片110a沿径向的各处均能够有较高的强度以及刚度的同时,还能够不影响对于永磁磁场的磁饱和,且能够更好的抑制电枢磁场。
以下对“第一孔段1141a对应的圆心角α”进行如下定义,参见图3-图5,沿转动轴线的周向,第一孔段1141a具有相对的两端。作过转动轴线且与转动轴线垂直的两个直线,两个直线一一对应与上述两端相切,两个直线的夹角即为第一孔段1141a对应的圆心角α。同样地,“第二孔段1142a对应的圆心角β”的定义参见上文对圆心角α的定义,这里不做赘述。
参见图3-图5,在一些实施例中,以转动轴线为中心,第一叠片110a对应的圆心角γ满足:0.2≤α/γ≤0.5。示例性地,α/γ可以为0.2、0.3、0.4或0.5等。该方案中,能够合理利用第一叠片110a的空间,不影响对于永磁磁场的磁饱和,且能够更好的抑制电枢磁场。同样地,“第一叠片110a对应的圆心角γ”的定义参见前述圆心角α的定义,这里不做赘述。
参见图2以及图4,在一些实施例中,第一侧边111a设有第一开口113a,第一通孔114a于第一开口113a处贯穿第一侧边111a,沿垂直于转动轴线的方向,第一开口113a的最小尺寸H2满足:H2≥0.5mm。示例性地,H2可以为0.5mm、0.6mm、1mm、1.5mm或2mm等。该方案中,能够便于第一开口113a的加工,降低加工难度。
第一铁芯单元100a内的各叠片110的形状结构可以完全相同、也可以部分相同。参见图1、图3以及图14,在一些实施例中,第一铁芯单元100a的各叠片110形状结构相同。也即是说,第一铁芯单元100a内的所有叠片110的形状均与第一叠片110a的形状相同。该方案中,能够降低叠片110的加工难度以及提升叠片110的加工效率。并且,当第一铁芯单元100a内的所有叠片110的形状完全相同时,各第一通孔114a均沿平行于转动轴线的方向对齐、各第一开口113a均沿平行于转动轴线的方向对齐,使得第一铁芯单元100a整体上具有一个沿平行于转动轴线的方向贯穿的通槽,第一铁芯单元100a的整体性更强,各个叠片110之间不易产生错位,并且也更利于装配。
参见图15-图16,在另一些实施例中,第一铁芯单元100a内的各叠片110的结构不完全相同。具体地,第一铁芯单元100a的叠片110的数量为偶数N时,至少有N/个叠片110(包括第一叠片110a)的形状与第一叠片110a的形状相同。示例性地,当第一铁芯单元100a具有二十个叠片110时,至少有十个叠片110(包括第一叠片110a)的结构与第一叠片110a的形状相同。或者,第一铁芯单元100a的叠片110的数量为奇数M,至少有(M-1)2/个叠片110(包括第一叠片110a)的形状与第一叠片110a的形状相同。示例性地,当第一铁芯单元100a具有二十一个叠片110时,至少有十个叠片110(包括第一叠片110a)的结构与第一叠片110a的形状相同。
当部分叠片110与第一叠片110a的形状相同时,参见图15,在一些实施例中,与第一叠片110a形状相同的各叠片110可以彼此相邻层叠布置,与第一叠片110a形状不同的各叠片110可以彼此相邻层叠布置。参见图16,在另一些实施例中,可以每相邻两个与第一叠片110a形状相同的叠片110之间均设置有至少一个与第一叠片110a形状不同的叠片110,且与第一叠片110a形状相同的叠片110和与第一叠片110a形状不同的叠片110一一交替层叠布置。示例性地,在一些实施例中,与第一叠片110a形状不同的叠片110与第一叠片110a层叠布置,沿平行于转动轴线的方向,与第一叠片110a形状不同的叠片110覆盖第一通孔114a。与第一叠片110a形状不同的叠片110可以未设置第一通孔114a,与第一叠片110a形状不同的叠片110上也可以设有第一通孔114a,但是两者位置错开。在其他实施例中,与第一叠片110a形状相同的叠片110和与第一叠片110a形状不同的叠片110还可以有其他布置方式,这里不做赘述。
转子铁芯10中的多个铁芯单元100之间的结构可以完全相同、部分相同或完全不相同。参见图1-图3,在一些实施例中,各铁芯单元100的形状结构均相同,且各铁芯单元100以转动轴线为中心轴呈圆型阵列布置。该方案能够便于转子铁芯10的加工制造,降低转子铁芯10的加工成本。在其他实施例中,还可以仅部分铁芯单元100的形状与第一铁芯单元100a相同,其他铁芯单元100的形状与第一铁芯单元100a的形状不同。
第一叠片110a上除了设置第一通孔114a外,还可以设置其他通孔。具体地,参见图10-图13,第一叠片110a的背离转动轴线的端部还设置有四个通孔,第一叠片110a沿绕转动轴线的周向的两侧均分别设有两个前述通孔。参见图10,在一些实施例中,四个通孔均与第一叠片110a的侧边相隔离。参见图11,在一些实施例中,四个通孔均贯穿于第一叠片110a的第二侧边112a。参见图12,在一些实施例中,四个通孔对应贯穿于第一叠片110a的沿绕转动轴线的周向布置的两个相对的侧边(第一侧边111a与第二侧边112a之间的侧边)。参见图13,在一些实施例中,四个通孔均既贯穿于第一叠片110a的第二侧边112a、又对应贯穿于第一叠片110a的沿绕转动轴线的周向布置的两个相对的侧边。
参见图17-图21,在一些实施例中,各铁芯单元100的另一者为第二铁芯单元100b,第二铁芯单元100b与其他铁芯单元100断开。第二铁芯单元100b包括第二叠片110b。第二叠片110b包括沿转动轴线的周向相对布置的第三侧边111b以及第四侧边112b。第三侧边111b靠近转动轴线的一端设有第二开口115b,第二叠片110b设有第二通孔116b,第二通孔116b于第二开口115b处贯穿第三侧边111b。该方案中,同样地,由于第二通孔116b的第二开口115b位于第三侧边111b靠近转动轴线的端部位置,使得第二通孔116b亦可以抑制电枢磁场,又不会对转子磁场产生过多的影响,从而抑制了转子组件的高频噪音的同时,亦不会对转子的性能产生过多的影响。
参见图17-图18,在一些实施例中,第二叠片110b包括面向转动轴线的第五侧边113b,沿垂直于转动轴线的径向,第二叠片110b的最大尺寸L5以及第二开口115b距离第五侧边113b的最大尺寸L6满足:0.02≤L6/L5≤0.35。示例性地,L6/L5可以为0.02、0.05、0.1、0.2、0.3或0.35等。当0.02≤L6/L5≤0.35时,能够减小第一通孔114a对转子磁场的影响,从而降低对转子组件的性能的影响。
同样地,第二铁芯单元100b内的各叠片110的形状结构可以完全相同、也可以部分相同。在一些实施例中,第二铁芯单元100b的各叠片110形状结构相同。也即是说,第二铁芯单元100b内的所有叠片110的形状均与第二叠片110b的形状相同。该方案中,能够降低第二铁芯单元100b的加工难度以及提升第二铁芯单元100b的加工效率。并且,当第二铁芯单元100b内的所有叠片110的形状完全相同时,各第二通孔116b均沿平行于转动轴线的方向对齐、各第二开口115b均沿平行于转动轴线的方向对齐,使得第二铁芯单元100b整体上具有一个沿平行于转动轴线的方向贯穿的通槽,第二铁芯单元100b的整体性更强,各个叠片110之间不易产生错位,并且也更利于装配。
在另一些实施例中,第二铁芯单元100b内的各叠片110的结构不完全相同。具体地,第二铁芯单元100b的叠片110的数量为偶数N时,至少有N/个叠片110(包括第二叠片110b)的形状与第二叠片110b的形状相同。示例性地,当第二铁芯单元100b具有二十个叠片110时,至少有十个叠片110(包括第二叠片110b)的结构与第二叠片110b的形状相同。或者,第二铁芯单元100b的叠片110的数量为奇数M,至少有(M-1)2/个叠片110(包括第二叠片110b)的形状与第二叠片110b的形状相同。示例性地,当第二铁芯单元100b具有二十一个叠片110时,至少有十个叠片110(包括第二叠片110b)的结构与第二叠片110b的形状相同。
参见图17-图18,在一些实施例中,沿垂直于转动轴线的径向,第二叠片110b的最大尺寸L5以及第二通孔116b的最大尺寸L7满足:0.6≤L7/L5<1。示例性地,L7/L5具体可以为0.6、0.7、0.8、0.9、0.92或0.95等。经过论证,当0.6≤L7/L5<1时,第二通孔116b对电枢磁场的抑制效果较佳,从而使得对噪音的抑制效果较佳。
参见图17-图18,在一些实施例中,第二叠片110b包括背离转动轴线设置的第六侧边114b,第六侧边114b与第五侧边113b相对布置。第二通孔116b的内孔壁距离第六侧边114b的最小距离H3满足:H3≥0.5mm。示例性的,H3可以为0.5mm、0.6mm、1mm、1.5mm或2mm等。当H3≥0.5mm时,能够保证第二叠片110b具有一定的整体性,不会导致第二叠片110b的位于第二通孔116b两侧的部分相互分离。同时,还能够方便对第二通孔116b进行加工,对加工设备的加工精度要求降低,降低设备成本以及加工难度。
参见图17-图18,在一些实施例中,沿垂直于转动轴线的方向,第二开口115b的最小尺寸H4满足:H4≥0.5mm。示例性地,H4可以为0.5mm、0.6mm、1mm、1.5mm或2mm等。该方案中,能够便于第一开口113a的加工,降低加工难度。
在一些实施例中,转子铁芯10内的各铁芯单元100可以均彼此断开。进一步地,转子铁芯10内的各铁芯单元100的形状结构可以均相同,且各铁芯单元100以转动轴线为中心轴呈圆型阵列布置。参见图3,在一些实施例中,转子铁芯10内的各铁芯单元100的形状均与第一铁芯单元100a的形状相同。
在一些实施例中,转子铁芯10内的各铁芯单元100可以均彼此断开,且一部分转子铁芯10的形状与第一铁芯单元100a的形状相同,另一部分转子铁芯10的形状与第二铁芯单元100b的形状相同。
参见图19-图21,在一些实施例中,可以仅部分铁芯单元100彼此断开,另一部分铁芯单元100的靠近转动轴线的端部彼此连接。并且,进一步地,在一些实施例中,彼此断开的各铁芯单元100可以均与第一铁芯单元100a的形状相同。在另一些实施例中,彼此断开的各铁芯单元100可以均与第二铁芯单元100b的形状相同。在又一些实施例中,彼此断开的各铁芯单元100可以一部分与第一铁芯单元100a的形状相同,另一部分与第二铁芯单元100b的形状相同。进一步地,参见图20,与第一铁芯单元100a形状相同的铁芯单元100以及与第二铁芯单元100b形状相同的铁芯单元100可以彼此相邻布置,两者共同限定出用于容纳永磁体200的容纳空间300。参见图21,与第一铁芯单元100a形状相同的铁芯单元100以及与第二铁芯单元100b形状相同的铁芯单元100还可以分离布置,两者之间设有其它形状的铁芯单元100。
本实用新型第二方面的实施例还提供了一种转子组件,该转子组件包括上述任意实施例中的转子铁芯10,转子组件还包括多个永磁体200、转轴以及包覆层。每相邻两个铁芯单元100之间限定出容纳空间300,每个容纳空间300内均分别设有至少一个永磁体200。转轴设于转子铁芯10的中部,且转轴的轴线与转动轴线重合。在一些实施例中,各转子铁芯10均彼此断开布置时,包覆层包覆于转子铁芯10外部,且包覆层填充转子铁芯10与转轴之间的间隙,包覆层分别连接转轴与转子铁芯10。转轴可以与各铁芯单元100之间没有直接连接,而是通过包覆层间接连接。具体加工过程中,可以先定位转轴与转子铁芯10之间的相对位置,而后在两者的组合外进行注塑形成包覆层,使得包覆层包裹转子铁芯10的外壁面,且填充转轴与转子铁芯10之间的间隙,从而实现固定转轴与转子铁芯10的目的。包覆层还能够对转子铁芯10进行防护,提升转子铁芯的使用寿命。
本实用新型第三方面的实施例提供一种电机,该电机包括上述任意实施例中的转子组件以及定子组件。
以上仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的实用新型构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (13)
1.一种转子铁芯,其特征在于,包括多个绕所述转子铁芯的转动轴线布置的铁芯单元,各所述铁芯单元中的一者为第一铁芯单元,沿所述转动轴线的周向,所述第一铁芯单元与其它所述铁芯单元均断开;
所述第一铁芯单元包括多个沿平行于所述转动轴线的方向层叠布置的叠片,各所述叠片中的一者为第一叠片,所述第一叠片包括面向所述转动轴线布置的第一侧边;
所述第一叠片设有第一通孔,所述第一通孔贯穿所述第一侧边。
2.如权利要求1所述的转子铁芯,其特征在于,
沿垂直于所述转动轴线的径向,所述第一叠片的最大尺寸L1以及所述第一通孔的最大尺寸L2满足:0.6≤L2/L1<1。
3.如权利要求1所述的转子铁芯,其特征在于,
所述第一叠片包括背离所述转动轴线设置的第二侧边,所述第一通孔的内孔壁距离所述第二侧边的最小距离H1满足:H1≥0.5mm。
4.如权利要求1所述的转子铁芯,其特征在于,
所述第一叠片关于第一平面对称布置,所述转动轴线位于所述第一平面内,所述第一通孔关于所述第一平面对称布置。
5.如权利要求1所述的转子铁芯,其特征在于,
所述第一通孔包括第一孔段以及连通所述第一孔段的第二孔段,所述第一孔段位于所述第二孔段背离所述转动轴线的一侧,所述第二孔段贯穿所述第一侧边,以所述转动轴线为中心,所述第一孔段对应的圆心角α与所述第二孔段对应的圆心角β满足:0.05≤β/α≤1;
沿垂直于所述转动轴线的径向,所述第一叠片的最大尺寸L1以及所述第一孔段的最大尺寸L3满足:0.15≤L3/L1≤0.45;或者,沿垂直于所述转动轴线的径向,所述第一叠片的最大尺寸L1以及所述第二孔段的最大尺寸L4满足:0.2≤L4/L1≤0.7。
6.如权利要求5所述的转子铁芯,其特征在于,
以所述转动轴线为中心,所述第一叠片对应的圆心角γ满足:0.2≤α/γ≤0.5。
7.如权利要求1所述的转子铁芯,其特征在于,
所述第一侧边设有第一开口,所述第一通孔于所述第一开口处贯穿所述第一侧边,沿垂直于所述转动轴线的方向,所述第一开口的最小尺寸H2满足:H2≥0.5mm。
8.如权利要求1所述的转子铁芯,其特征在于,
所述第一铁芯单元的各所述叠片形状结构均相同;
或者,
所述第一铁芯单元的所述叠片的数量为偶数N,至少有N/2个所述叠片的形状与所述第一叠片的形状相同;
或者,
所述第一铁芯单元的所述叠片的数量为奇数M,至少有(M-1)/2个所述叠片的形状与所述第一叠片的形状相同。
9.如权利要求1所述的转子铁芯,其特征在于,
各所述铁芯单元均彼此断开,各所述铁芯单元的形状结构均相同,且各所述铁芯单元以所述转动轴线为中心轴呈圆型阵列布置。
10.如权利要求9所述的转子铁芯,其特征在于,
各所述铁芯单元的另一者为第二铁芯单元,所述第二铁芯单元包括第二叠片,所述第二叠片包括沿所述转动轴线的周向相对布置的第三侧边以及第四侧边;
所述第三侧边靠近所述转动轴线的一端设有第二开口,所述第二叠片设有第二通孔,所述第二通孔于所述第二开口处贯穿所述第三侧边。
11.如权利要求10所述的转子铁芯,其特征在于,
所述第二叠片包括面向所述转动轴线的第五侧边,沿垂直于所述转动轴线的径向,所述第二叠片的最大尺寸L5以及所述第二开口距离所述第五侧边的最大尺寸L6满足:0.02≤L6/L5≤0.35。
12.一种转子组件,其特征在于,包括:
权利要求1-11任一项所述的转子铁芯;
多个永磁体,每相邻两个所述铁芯单元之间限定出容纳空间,每个所述容纳空间内均分别设有至少一个所述永磁体;
转轴,设于所述转子铁芯的中部,且所述转轴的轴线与所述转动轴线重合;以及,
包覆层,包覆于所述转子铁芯外部,且所述包覆层填充所述转子铁芯与所述转轴之间的间隙,所述包覆层分别连接所述转轴与所述转子铁芯。
13.一种电机,其特征在于,包括:
权利要求12所述的转子组件;以及,
定子组件。
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