CN220067015U - 电机转子和电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电机转子和电机，其中，电机转子包括转子铁芯，转子铁芯在垂直于转子铁芯的中心轴线的横向截面内间隔设有多组磁障结构，各组磁障结构沿转子铁芯的径向由内到外依次设置有第一磁钢槽、第二磁钢槽以及第三磁钢槽，第一磁钢槽内设置第一铁氧永磁体和第一稀土永磁体，第一铁氧永磁体的横截面形状为圆弧形，第一稀土永磁体的横截面形状为矩形，第二磁钢槽内设置第二铁氧永磁体，第二铁氧永磁体的横截面形状为圆弧形，第三磁钢槽内设置第二稀土永磁体。本实用新型在保证电机转子的高性能的同时，降低电机转子的生产成本。

Description

电机转子和电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，特别涉及一种电机转子和电机。

背景技术

在工业领域中，随着自动化进程的加速和产业升级，电机作为动力系统的动力输出部件，对电机的性能和生产成本的要求也逐渐增高。

相关技术中电机大致分为内置式稀土永磁电机与铁氧体电机两种，其中，内置式稀土永磁电机的永磁体全部采用的是稀土永磁体，故具有转矩密度大、电机体积小、效率较高以及较高的功率因数等优点，但这种类型的电机生产成本过高；而铁氧体电机的永磁体大多采用的是铁氧永磁体，虽然相比较内置式稀土永磁电机而言，生产成本能有一定程度的降低，但是其存在转矩密度较低、电机体积较大以及功率因数较低等缺点，满足不了电机性能日渐提高的需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种电机转子，旨在保证电机转子的高性能的同时，降低电机转子的生产成本。

为实现上述目的，本实用新型提出的电机转子，包括：

转子铁芯，所述转子铁芯在垂直于转子铁芯的中心轴线的横向截面内间隔设有多组磁障结构，各组所述磁障结构沿转子铁芯的径向由内到外依次设置有：

第一磁钢槽，所述第一磁钢槽内设置第一铁氧永磁体和第一稀土永磁体，所述第一铁氧永磁体的横截面形状为圆弧形，所述第一稀土永磁体的横截面形状为矩形；

第二磁钢槽，所述第二磁钢槽内设置第二铁氧永磁体，所述第二铁氧永磁体的横截面形状为圆弧形；

第三磁钢槽，所述第三磁钢槽内设置第二稀土永磁体。

可选地，所述第一稀土永磁体的数量为至少两个，所述第一铁氧永磁体位于所述第一磁钢槽的中部，至少两所述第一稀土永磁体分别设于所述第一铁氧永磁体相对的两端。

可选地，定义所述第一铁氧永磁体延伸方向上的长度值与所述第一稀土永磁体延伸方向上的长度值之比为Y，满足条件：1.3≤Y≤2.0。

可选地，所述第一铁氧永磁体包括分体设置的两铁氧块，每一所述铁氧块的横截面形状均为圆弧状，在所述转子铁芯的周向上，两所述铁氧块之间形成有隔磁桥。

可选地，在所述转子铁芯的周向上，所述第一稀土永磁体与所述第一铁氧永磁体之间具有间隙；

和/或，在所述转子铁芯的周向上，所述第一稀土永磁体远离所述第一铁氧永磁体的一侧与所述第一磁钢槽的槽壁之间具有间隙。

可选地，于所述第一铁氧永磁体的中心朝向端部的方向上，所述第一铁氧永磁体垂直于延伸方向上的宽度呈逐渐减小的趋势。

可选地，定义所述第一铁氧永磁体的中心处垂直于延伸方向上的宽度值与所述第一铁氧永磁体的端部处垂直于延伸方向上的宽度值之比为X，满足条件：1.2≤X≤1.8。

可选地，于所述第二铁氧永磁体的中心朝向端部的方向上，所述第二铁氧永磁体各个位置处垂直于延伸方向上的宽度相等。

可选地，所述第一铁氧永磁体垂直于延伸方向上的宽度大于所述第二铁氧永磁体的垂直于延伸方向上的宽度。

可选地，所述第二稀土永磁体包括分体设置的两子稀土永磁体，两所述子稀土永磁体之间呈夹角设置，每一所述子稀土永磁体的横截面形状为方形。

可选地，在所述转子铁芯的周向上，两所述子稀土永磁体之间具有间隙；

且/或，所述第一稀土永磁体垂直于延伸方向上的宽度等于所述子稀土永磁体垂直于延伸方向上的宽度，所述第一稀土永磁体的长度等于所述子稀土永磁体的长度；

且/或，所述子稀土永磁体垂直于延伸方向上的宽度小于所述第二铁氧永磁体垂直于延伸方向上的宽度。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种电机，所述电机包括：

定子；和

电机转子，所述电机转子为如上所述的电机转子，所述转子铁芯转动穿设于所述定子的内部。

本实用新型技术方案通过在转子铁芯内分别设置有第一铁氧永磁体、第一稀土永磁体、第二铁氧永磁体以及第二稀土永磁体，使得转子铁芯能够充分利用第一稀土永磁体和第二稀土永磁体的高永磁性能与第一铁氧永磁体和第二铁氧永磁体的低成本优点，从而使得电机在能够保证其转矩密度大、体积小、以及具有较高的功率因数等高性能特点的同时，能够降低电机转子的生产成本，进而降低电机的生产成本；此外，本实用新型在将第一铁氧永磁体的横截面形状设置为圆弧形，且将第二铁氧永磁体的横截面形状设置为圆弧形的情况下，由于圆弧状的两者的充磁方式均为平行充磁，避免充磁方向与磁力线方向之间存在夹角，从而能够提高电机转子的聚磁效果，使得电机的转矩密度更大，以提高电机的性能。

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为本实用新型电机一实施例的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大图；

图3为图1中B处的局部放大图。

附图标号说明：

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，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)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，在本实用新型中涉及“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，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。

本实用新型提出一种电机转子100。

参照图1，在本实用新型实施例中，该电机转子100包括：

转子铁芯10，转子铁芯10在垂直于转子铁芯10的中心轴线的横向截面内间隔设有多组磁障结构，各组磁障结构沿转子铁芯10的径向由内到外依次设置有：

第一磁钢槽11，第一磁钢槽11内设置第一铁氧永磁体111和第一稀土永磁体113，第一铁氧永磁体111的横截面形状为圆弧形，第一稀土永磁体113的横截面形状为矩形；

第二磁钢槽13，第二磁钢槽13内设置第二铁氧永磁体131，第二铁氧永磁体131的横截面形状为圆弧形；

第三磁钢槽15，第三磁钢槽15内设置第二稀土永磁体151。

在本实施例中，转子铁芯10可由多个转子冲片(图中未示出)叠压形成，并且每一转子冲片沿其周向间隔形成有多组磁障结构，从而当多个转子冲片叠压形成转子铁芯10后，转子铁芯10沿其周向便具有多组磁障结构。具体地，转子铁芯10沿其周向间隔可设有二、四、六或者八组等磁障结构，在此不作具体限定。可以理解的，第一磁钢槽11内设置有第一铁氧永磁体111和第一稀土永磁体113，其中第一稀土永磁体113内的稀土材质可以为钕铁硼或者铈铁硼，而第一铁氧永磁体111的材质为铁氧体。第二磁钢槽13内设置有第二铁氧永磁体131，其中第二铁氧永磁体131的材质为铁氧体。具体地，由于第一磁钢槽11内包括有第一铁氧永磁体111和第一稀土永磁体113，因此所需嵌设的面积相比较第二磁钢槽13更大。第三磁钢槽15内设置有第二稀土永磁体151，第二稀土永磁体151内的稀土材质可以为钕铁硼或者铈铁硼。其中，自内向外的多个第一磁钢槽11、第二磁钢槽13以及第三磁钢槽15的面积会逐渐减小，故将体积较大的第一铁氧永磁体111设置于面积较大的第一磁钢槽11内，将体积较小的第二稀土永磁体151设置于面积较小的第三磁钢槽15内，从而能够合理化利用转子的空间。

本实用新型技术方案通过在转子铁芯10内分别设置有第一铁氧永磁体111、第一稀土永磁体113、第二铁氧永磁体131以及第二稀土永磁体151，使得转子铁芯10能够充分利用第一稀土永磁体113和第二稀土永磁体151的高永磁性能与第一铁氧永磁体111和第二铁氧永磁体131的低成本优点，从而使得电机在能够保证其转矩密度大、体积小、以及具有较高的功率因数等高性能特点的同时，能够降低电机转子100的生产成本，进而降低电机的生产成本；此外，本实用新型在将第一铁氧永磁体111的横截面形状设置为圆弧形，且将第二铁氧永磁体131的横截面形状设置为圆弧形的情况下，由于圆弧状的两者的充磁方式均为平行充磁，避免充磁方向与磁力线方向之间存在夹角，从而能够提高电机转子100的聚磁效果，使得电机的转矩密度更大，以提高电机的性能。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，第一稀土永磁体113的数量为至少两个，第一铁氧永磁体111位于第一磁钢槽11的中部，至少两第一稀土永磁体113分别设于第一铁氧永磁体111相对的两端。

由于第一磁钢槽11的中部的安装空间大于其两端的安装空间，因此当第一铁氧永磁体111位于第一磁钢槽11的中部时，能够使第一磁钢槽11内的第一铁氧永磁体111的用量最大，并且位于第一铁氧永磁体111相对的两端的第一稀土永磁体113用量可以减小，从而在保证电机的性能的同时，降低生产成本，并且也能够避免第一铁氧永磁体111被第一稀土永磁体113退磁，保证电机转子100的耐用性。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，定义第一铁氧永磁体111延伸方向上的长度值与第一稀土永磁体113延伸方向上的长度值之比为Y，满足条件：1.3≤Y≤2.0。

本实施例中，当Y大于2时，会导致第一稀土永磁体113的用料过少，从而导致电机转子100的性能降低，进而导致电机的性能减低；而当Y小于1.3时，会导致第一稀土永磁体113的用料过多，从而导致电机转子100的生产成本过高。可以理解的，当1.3≤Y≤2.0时，能够保证第一铁氧永磁体111的生产成本适中，同时能够避免第一铁氧永磁体111被第一稀土永磁体113和第二稀土永磁体151退磁；具体地，Y可以为1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或者2.0，在此不作具体限定。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，第一铁氧永磁体111包括分体设置的两铁氧块1111，每一铁氧块1111的横截面形状均为圆弧状，在转子铁芯10的周向上，两铁氧块1111之间形成有隔磁桥1111a。

本实施例中，为了避免长期使用下第一铁氧永磁体111对第一磁钢槽11相对的两槽壁造成损坏，故本申请通过将第一铁氧永磁体111进行分块，分为两个铁氧块1111，并且在设置有隔磁桥1111a的情况下，使得每一铁氧块1111除了对第一磁钢槽11的一槽壁发生接触，还能对第一磁钢槽11靠近隔磁桥1111a的另一槽壁发生接触，从而可以避免铁氧块1111对第一磁钢槽11造成损坏，进而保证了转子铁芯10的强度。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，在转子铁芯10的周向上，第一稀土永磁体113与第一铁氧永磁体111之间具有间隙113a；

和/或，在转子铁芯10的周向上，第一稀土永磁体113远离第一铁氧永磁体111的一侧与第一磁钢槽11的槽壁之间具有间隙113a。

本实施例中，为了减小漏磁，当第一稀土永磁体113与第一铁氧永磁体111处于第一磁钢槽11内时，第一稀土永磁体113与第一铁氧永磁体111之间具有间隙113a，且无需第一稀土永磁体113与第一铁氧永磁体111之间不设置有隔磁桥1111a，且第一稀土永磁体113远离第一铁氧永磁体111的一侧与第一磁钢槽11的槽壁之间具有间隙113a，如此可以保证电机转子100的聚磁效果。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，于第一铁氧永磁体111的中心朝向端部的方向上，第一铁氧永磁体111垂直于延伸方向上的宽度呈逐渐减小的趋势。

本实施例中，由于第一铁氧永磁体111的磁通会集中于第一铁氧永磁体111的中心，因此，本申请通过设置第一铁氧永磁体111垂直于延伸方向上的宽度呈逐渐减小的趋势，使得第一铁氧永磁体111的中心处宽度最大，以此提高聚磁效果，并且当宽度呈逐渐减小时，能够减少第一铁氧永磁体111用量，并且能够减小第一铁氧永磁体111的两端对于转子铁芯10的空间占用。

参照图1至图2，在本实用新型一实施例中，定义第一铁氧永磁体111的中心处垂直于延伸方向上的宽度值与第一铁氧永磁体111的端部处垂直于延伸方向上的宽度值之比为X，满足条件：1.2≤X≤1.8。

本实施例中，当第一铁氧永磁体111的宽度确定时，X小于1.2时，会导致第一铁氧永磁体111的用料过多，从而导致第一铁氧永磁体111的成本增加；而当X大于1.8时，会导致第一铁氧永磁体111的宽度过小，从而存在被第一稀土永磁体113和第二稀土永磁体151退磁的风险。具体地，X可以为1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7或者1.8，在此不作具体限定。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，于第二铁氧永磁体131的中心朝向端部的方向上，第二铁氧永磁体131各个位置处垂直于延伸方向上的宽度相等。

本实施例中，为了避免位于第一磁钢槽11两端的第一稀土永磁体113将第二铁氧永磁体131退磁，本申请通过使得第二铁氧永磁体131各个位置处垂直于延伸方向上的宽度相等，从而使得第二铁氧永磁体131两端能够保持一定的宽度，避免被第一稀土永磁体113退磁，从而保证电机转子100的耐用性，进而保证电机的耐用性。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，第一铁氧永磁体111垂直于延伸方向上的宽度大于第二铁氧永磁体131的垂直于延伸方向上的宽度。

本实施例中，由于自内向外的第二磁钢槽13相比较第一磁钢槽11，其面积会逐渐减小，并且第一铁氧永磁体111设置于外层，第二铁氧永磁体131设置于内层，因此将第一铁氧永磁体111垂直于延伸方向上的宽度设置为大于第二铁氧永磁体131的垂直于延伸方向上的宽度，能够合理化利用转子铁芯10的安装空间。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，第二稀土永磁体151包括分体设置的两子稀土永磁体1511，两子稀土永磁体1511之间呈夹角设置，每一子稀土永磁体1511的横截面形状为方形。

本实施例中，可以理解的，子稀土永磁体1511的稀土材质可以为钕铁硼或者铈铁硼。第二稀土永磁体15171在生产过程中，相比较生产横截面形状为圆弧形的子稀土永磁体1511，横截面形状为方形的子稀土永磁体1511在材料用量上会更为节省，而在生产工艺上制造也更为简单。因此，本申请将第二稀土永磁体151进行分块，分为两个两子稀土永磁体1511，且每一两子稀土永磁体1511的横截面形状为方形，以降低对电机转子100的生产成本和加工难度，更适用于车间生产。并且方形的子稀土永磁体1511，也即为一字形的子稀土永磁体1511，如此可以在第三磁钢槽15放入更多的子稀土永磁体1511，以提高聚磁效果。

参照图1至图3，在本实用新型一实施例中，在转子铁芯10的周向上，两子稀土永磁体1511之间具有空隙；

且/或，第一稀土永磁体113垂直于延伸方向上的宽度等于子稀土永磁体1511垂直于延伸方向上的宽度，第一稀土永磁体113的长度等于子稀土永磁体1511的长度；

且/或，子稀土永磁体1511垂直于延伸方向上的宽度小于第二铁氧永磁体131垂直于延伸方向上的宽度。

本实施例中，为了减小漏磁，当两子稀土永磁体1511处于第三磁钢槽15内时，只将第三磁钢槽15的中部进行挖空，从而两子稀土永磁体1511之间具有间隙113a，且无需两子稀土永磁体1511之间不设置有隔磁桥1111a，如此可以保证电机转子100的聚磁效果。

为了便于车间生产，故使得第一稀土永磁体113的宽度和长度均与子稀土永磁体1511的宽度和长度相等，并且两者横截面形状相同，如此，车间在进行组装时，可以选用同款稀土永磁体作为第一稀土永磁体113和子稀土永磁体1511，便于车间进行工作。

由于自内向外，第三磁钢槽15的面积会小于第一磁钢槽11的面积，因此将子稀土永磁体1511垂直于延伸方向上的宽度设置为小于第二铁氧永磁体131垂直于延伸方向上的宽度，从而能够合理化利用转子铁芯10的安装空间。

参照图1，此外，本实用新型还提出一种电机，该电机包括：

定子；和

电机转子100，电机转子100为如上所述的电机转子100，转子铁芯10转动穿设于定子的内部。

需要说明的是，电机转子100的详细结构可参照上述电机转子100的实施例，此处不再赘述；由于在本实用新型的电机中使用了上述电机转子100，因此，本实用新型的电机转子100的实施例包括上述电机转子100全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

Claims (12)

1.一种电机转子，其特征在于，包括：

转子铁芯，所述转子铁芯在垂直于转子铁芯的中心轴线的横向截面内间隔设有多组磁障结构，各组所述磁障结构沿转子铁芯的径向由内到外依次设置有：

第一磁钢槽，所述第一磁钢槽内设置第一铁氧永磁体和第一稀土永磁体，所述第一铁氧永磁体的横截面形状为圆弧形，所述第一稀土永磁体的横截面形状为矩形；

第二磁钢槽，所述第二磁钢槽内设置第二铁氧永磁体，所述第二铁氧永磁体的横截面形状为圆弧形；

第三磁钢槽，所述第三磁钢槽内设置第二稀土永磁体。

2.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一稀土永磁体的数量为至少两个，所述第一铁氧永磁体位于所述第一磁钢槽的中部，至少两所述第一稀土永磁体分别设于所述第一铁氧永磁体相对的两端。

3.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，定义所述第一铁氧永磁体延伸方向上的长度值与所述第一稀土永磁体延伸方向上的长度值之比为Y，满足条件：1.3≤Y≤2.0。

4.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一铁氧永磁体包括分体设置的两铁氧块，每一所述铁氧块的横截面形状均为圆弧状，在所述转子铁芯的周向上，两所述铁氧块之间形成有隔磁桥。

5.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，在所述转子铁芯的周向上，所述第一稀土永磁体与所述第一铁氧永磁体之间具有间隙；

和/或，在所述转子铁芯的周向上，所述第一稀土永磁体远离所述第一铁氧永磁体的一侧与所述第一磁钢槽的槽壁之间具有间隙。

6.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，于所述第一铁氧永磁体的中心朝向端部的方向上，所述第一铁氧永磁体垂直于延伸方向上的宽度呈逐渐减小的趋势。

7.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，定义所述第一铁氧永磁体的中心处垂直于延伸方向上的宽度值与所述第一铁氧永磁体的端部处垂直于延伸方向上的宽度值之比为X，满足条件：1.2≤X≤1.8。

8.如权利要求1至7任一项所述的电机转子，其特征在于，于所述第二铁氧永磁体的中心朝向端部的方向上，所述第二铁氧永磁体各个位置处垂直于延伸方向上的宽度相等。

9.如权利要求1至7中任一项所述的电机转子，其特征在于，所述第一铁氧永磁体垂直于延伸方向上的宽度大于所述第二铁氧永磁体的垂直于延伸方向上的宽度。

10.如权利要求1至7中任一项所述的电机转子，其特征在于，所述第二稀土永磁体包括分体设置的两子稀土永磁体，两所述子稀土永磁体之间呈夹角设置，每一所述子稀土永磁体的横截面形状为方形。

11.如权利要求10所述的电机转子，其特征在于，在所述转子铁芯的周向上，两所述子稀土永磁体之间具有间隙；

且/或，所述第一稀土永磁体垂直于延伸方向上的宽度等于所述子稀土永磁体垂直于延伸方向上的宽度，所述第一稀土永磁体的长度等于所述子稀土永磁体的长度；

且/或，所述子稀土永磁体垂直于延伸方向上的宽度小于所述第二铁氧永磁体垂直于延伸方向上的宽度。

12.一种电机，其特征在于，包括：

定子；和

电机转子，所述电机转子为如权利要求1至11中任一项所述的电机转子，所述转子铁芯转动穿设于所述定子的内部。