CN220172941U - 电机转子结构及电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机技术领域，公开了一种电机转子结构及电机。电机包括电机转子结构，电机转子结构包括转轴组件、多个转子铁芯和多个磁钢，转轴组件的周面上沿周向间隔设置多个限位凸起。多个转子铁芯沿转轴组件的周向间隔设置，转子铁芯沿径向的内端设置有限位槽，限位槽沿径向的内端的宽度小于外端的宽度，限位凸起与限位槽形状匹配且卡接配合，每个磁钢夹设于相邻两个转子铁芯之间，转轴组件至少沿径向的外端由非导磁材料制成，磁钢沿径向的内端与转轴组件的周面相抵。本实用新型的电机转子结构，各部件连接结构简单，且转矩密度高。本实用新型的电机，通过设置上述的电机转子结构，转矩密度高。

Description

电机转子结构及电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种电机转子结构及电机。

背景技术

永磁同步电机在生产和生活中应用非常广泛。提升永磁同步电机的转矩和功率密度能够在其容量不变的前提下降低体积和重量，进而减少耗材、降低成本，因此提升转矩和功率密度是永磁同步电机重要的发展方向。

如图1所示，永磁同步电机包括转子组件1′和定子组件，定子组件包括定子铁芯2′，定子铁芯2′呈环形，转子组件1′设置在定子铁芯2′内且能相对于定子铁芯2′转动。转子组件1′包括转子铁芯11′和多个磁钢12′，转子铁芯11′上设置有多个磁钢槽111′，每个磁钢12′对应安装在一个磁钢槽111′内。磁钢12′可产生磁力线，其中磁钢12′沿径向的外端(即靠近定子铁芯2′的一端)的磁力线为主磁通3′，磁钢12′沿径向的内端的磁力线则为漏磁通4′，提高主磁通3′传导、降低漏磁通4′传导是提高电机转矩密度的关键之一。现有技术中，为降低漏磁通4′的传导，在转子铁芯11′对应磁钢12′沿径向的内端处开设通孔112′，由于空气的磁导率较低，因此可以降低漏磁通4′的传导。但是，开设通孔112′后转子铁芯11′上会形成磁桥113′，此外，为了实现对磁钢12′的径向限位，转子铁芯11′上还会形成止挡部114′，磁桥113′和止挡部114′的存在仍会产生一定的漏磁，不利于电机转矩密度的提升。

因此，亟待需要一种电机转子结构来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提出一种电机转子结构，其各部件连接结构简单，且转矩密度高。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电机，通过设置上述的电机转子结构，转矩密度高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电机转子结构，包括：

转轴组件，其周面上沿周向间隔设置多个限位凸起；

多个转子铁芯，沿所述转轴组件的周向间隔设置，所述转子铁芯沿径向的内端设置有限位槽，所述限位槽沿径向的内端的宽度小于外端的宽度，所述限位凸起与所述限位槽形状匹配且卡接配合；

多个磁钢，每个所述磁钢夹设于相邻两个所述转子铁芯之间；

所述转轴组件至少沿径向的外端由非导磁材料制成，所述磁钢沿径向的内端与所述转轴组件的周面相抵。

作为一个可选的方案，所述限位槽的横截面为燕尾型。

作为一个可选的方案，所述转子铁芯沿径向的尺寸为H，所述限位槽沿径向的深度为H1，H1与H的比值为4％～73％。

作为一个可选的方案，所述限位槽的最大宽度为B1，所述转子铁芯对应于所述限位槽的最大宽度处的宽度为B，B1与B的比值为57％～71％。

作为一个可选的方案，所述限位槽的横截面为T型。

作为一个可选的方案，所述转子铁芯沿径向的尺寸为H，所述限位槽沿径向的深度为H2，H2与H的比值为24.6％～67.9％。

作为一个可选的方案，所述限位槽沿径向的最外端的宽度为B2，所述转子铁芯对应于所述最外端处的宽度为B，B2与B的比值为39％～64％。

作为一个可选的方案，所述转轴组件一体成型且由非导磁材料制成；或

所述转轴组件包括外圈和转轴本体，所述外圈套设在所述转轴本体上，所述限位凸起构造于所述外圈上，所述外圈由非导磁材料制成。

作为一个可选的方案，所述转子铁芯由多片硅钢片冲压叠压成型；和/或

所述转子铁芯沿径向的外端构造有承托部，所述磁钢沿径向的外端与对应的所述转子铁芯的所述承托部相抵。

电机，包括定子组件和所述的电机转子结构，所述定子组件呈环形，所述电机转子结构设置在所述定子组件内。

本实用新型有益效果为：

本实用新型的电机转子结构，转轴组件通过多个限位凸起分别与各个转子铁芯内端的限位槽卡接配合，由于限位槽沿径向的内端的宽度小于外端的宽度，故可以实现转子铁芯和转轴组件的径向限位，相邻的两个转子铁芯可以对磁钢进行夹设固定，一方面，整个电机转子结构的各个部件的连接结构简单，不必额外填充其他材料来固定转子铁芯与转轴组件，制造工艺简单；另一方面，保证了各个转子铁芯的安装位置精度，进而保证磁钢的安装位置精度，避免磁钢位置精度偏差而带入谐波，进而降低损耗和振动噪声。由于转轴组件至少沿径向的外端(即靠近磁钢的一端)由非导磁材料制成，且磁钢与转轴组件的周面相抵，从而使得磁钢的内端周围形成弱导磁区域，进而大大减少漏磁通的传导，提高了电机的转矩密度。

本实用新型的电机，通过设置上述的电机转子结构，转矩密度高。

附图说明

图1是现有技术提供的电机的俯视图；

图2是本实用新型实施例一提供的电机转子结构的俯视图；

图3是图2中的A处放大图；

图4是本实用新型实施例二提供的电机转子结构的俯视图；

图5是图4中的B处放大图。

图中：

1′、转子组件；11′、转子铁芯；111′、磁钢槽；112′、通孔；113′、磁桥；114′、止挡部；12′、磁钢；2′、定子铁芯；3′、主磁通；4′、漏磁通；

1、转轴组件；11、外圈；111、限位凸起；12、转轴本体；

2、转子铁芯；21、限位槽；22、承托部；

3、磁钢。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供了一种电机转子结构及电机，其中，电机可以是永磁同步电机。电机包括定子组件和电机转子结构，定子组件包括定子铁芯且大致呈环形，电机转子结构设置在定子铁芯围设的空间内。定子组件和转子结构的具体工作原理为现有技术，在此不再赘述。

现有技术中，电机转子结构的结构设置不合理，导致漏磁通较大，进而使电机的转矩密度较低。

对此，本实施例提供了一种电机转子结构，需要说明的是，本实施例中，定义转子结构沿径向靠近圆心的一端为内端，远离圆心的一端为外端。如图2所示，电机转子结构包括转轴组件1、多个转子铁芯2和多个磁钢3。其中转轴组件1的周面上沿周向间隔设置多个限位凸起111，多个转子铁芯2沿转轴组件1的周向间隔设置，转子铁芯2沿径向的内端设置有限位槽21，限位槽21沿径向的内端的宽度小于外端的宽度，限位凸起111与限位槽21形状匹配且卡接配合。每个磁钢3安装于相邻两个转子铁芯2之间。转轴组件1至少沿径向的外端由非导磁材料制成，磁钢3沿径向的内端与转轴组件1的周面相抵。

本实施例的电机转子结构，转轴组件1通过多个限位凸起111分别与各个转子铁芯2内端的限位槽21的卡接配合，由于限位槽21沿径向的内端的宽度小于外端的宽度，故可以实现转子铁芯2和转轴组件1的径向限位，相邻的两个转子铁芯2可以对磁钢3进行夹设固定，一方面，整个电机转子结构的各个部件的连接结构简单，不必额外填充其他材料来固定转子铁芯2与转轴组件1，制造工艺简单；另一方面，保证了各个转子铁芯2的安装位置精度，进而保证磁钢3的安装位置精度，避免磁钢3位置精度偏差而带入谐波，进而降低损耗和振动噪声。由于转轴组件1至少沿径向的外端(即靠近磁钢3的一端)由非导磁材料制成，且磁钢3与转轴组件1的周面相抵，再加上磁钢3两侧的限位凸起11，从而使得磁钢3的内端周围形成弱导磁区域，进而大大减少漏磁通的传导，提高了电机的转矩密度。

优选地，如图2所示，转子铁芯2沿径向的外端构造有承托部22，磁钢3沿径向的外端与对应的转子铁芯2的承托部22相抵。也就是说，两个转子铁芯2共同实现了对磁钢3沿周向的限位，转子铁芯2的承托部22和转轴组件1的周面共同实现了对磁钢3径向的限位，保证了磁钢3安装位置的精度。本实施例中，每个转子铁芯2外端的两侧均构造有承托部22，故在将转子铁芯2安装到转轴组件1上后，每个磁钢3的外端分别与相邻的两个转子铁芯2的承托部22抵接，提高了磁钢3安装的精度和可靠性。其他实施例中，转子铁芯2的外端也可以仅设置一个承托部22，在此不做限定。

本实施例中，转子铁芯2包括多片形状、大小完全一致的硅钢片，多片硅钢片沿转轴组件1的轴向堆叠后，通过冲压叠压成型转子铁芯2。相对于现有技术中的转子铁芯2而言，本实施例的转子铁芯2没有细长的磁桥和止挡部，故在冲压叠压的过程中不易产生变形。即转子铁芯2的结构特征降低了因装配不良使转子铁芯2变形的风险，提高转子结构一体性程度，保证磁钢3安装位置精度，进而降低损耗和振动噪声。

可选地，如图2所示，本实施例中，转轴组件1包括外圈11和转轴本体12，外圈11套设在转轴本体12上且相对位置固定，限位凸起111构造于外圈11上，外圈11由非导磁材料制成，从而保证了转轴组件1靠近磁钢3的一端由非导磁材料制成。可选地，非导磁材料具体可以是不锈钢等，在此不做限定。可以理解的是，其他实施例中，整个转轴组件1可以设置为一体成型，且整体由非导磁材料制成。

本实施例中，如图2和图3所示，限位槽21的横截面为燕尾型。且燕尾型的限位槽21宽度较小的一端靠近转子铁芯2沿径向的内端，宽度较大的一端靠近转子铁芯2沿径向的外端。

优选地，如图3所示，转子铁芯2沿径向的尺寸为H，限位槽21沿径向的深度为H1，H1与H的比值为4％～73％。在此数值范围内，能避免因H1过小而不能有效降低漏磁通传导，且避免因H1过大而降低主磁通的传导。经过试验可以得到，将限位槽21的深度H1设置在上述范围内，相较于现有技术的转子铁芯2而言，转矩提升范围可达5.5％-9.6％。

优选地，如图3所示，限位槽21的最大宽度为B1，转子铁芯2对应于限位槽21的最大宽度处的宽度为B，B1与B的比值为57％～71％。在此数值范围内，能避免因B1过小而不能有效降低漏磁通传导，且避免因B1过大而导致转子铁芯2强度降低。经过试验可以得到，将限位槽21的最大宽度B1设置在上述范围内，相较于现有技术的转子铁芯2而言，转矩提升范围可达2.4％-9.2％。

实施例二

本实施例提供了一种电机转子结构，本实施例中的电机转子结构与实施例一中电机转子结构的大致结构相同，相同之处在此不再赘述，不同之处在于限位槽21的形状和大小，具体如下：

本实施例中，如图4和图5所示，限位槽21的横截面为T型，且T型限位槽21宽度较小的一端靠近转子铁芯2沿径向的内端，宽度较大的一端靠近转子铁芯2沿径向的外端。

优选地，如图5所示，转子铁芯2沿径向的尺寸为H，限位槽21沿径向的深度为H2，H2与H的比值为24.6％～67.9％。在此数值范围内，能避免因H2过小而不能有效降低漏磁通传导，且避免因H2过大而降低主磁通的传导。经过试验可以得到，将限位槽21的深度H2设置在上述范围内，相较于现有技术的转子铁芯2而言，转矩提升范围可达3.8％-9.9％。

优选地，如图5所示，限位槽21沿径向的最外端的宽度为B2，转子铁芯2对应于最外端处的宽度为B，B2与B的比值为39％～64％。在此数值范围内，能避免因B2过小而不能有效降低漏磁通传导，且避免因B2过大而导致转子铁芯2强度降低。经过试验可以得到，将限位槽21的最大宽度B2设置在上述范围内，相较于现有技术的转子铁芯2而言，转矩提升范围可达5.1％-9.2％。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于本领域的普通技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.电机转子结构，其特征在于，包括：

转轴组件(1)，其周面上沿周向间隔设置多个限位凸起(111)；

多个转子铁芯(2)，沿所述转轴组件(1)的周向间隔设置，所述转子铁芯(2)沿径向的内端设置有限位槽(21)，所述限位槽(21)沿径向的内端的宽度小于外端的宽度，所述限位凸起(111)与所述限位槽(21)形状匹配且卡接配合；

多个磁钢(3)，每个所述磁钢(3)安装于相邻两个所述转子铁芯(2)之间；

所述转轴组件(1)至少沿径向的外端由非导磁材料制成，所述磁钢(3)沿径向的内端与所述转轴组件(1)的周面相抵。

2.如权利要求1所述的电机转子结构，其特征在于，所述限位槽(21)的横截面为燕尾型。

3.如权利要求2所述的电机转子结构，其特征在于，所述转子铁芯(2)沿径向的尺寸为H，所述限位槽(21)沿径向的深度为H1，H1与H的比值为4％～73％。

4.如权利要求2所述的电机转子结构，其特征在于，所述限位槽(21)的最大宽度为B1，所述转子铁芯(2)对应于所述限位槽(21)的最大宽度处的宽度为B，B1与B的比值为57％～71％。

5.如权利要求1所述的电机转子结构，其特征在于，所述限位槽(21)的横截面为T型。

6.如权利要求5所述的电机转子结构，其特征在于，所述转子铁芯(2)沿径向的尺寸为H，所述限位槽(21)沿径向的深度为H2，H2与H的比值为24.6％～67.9％。

7.如权利要求5所述的电机转子结构，其特征在于，所述限位槽(21)沿径向的最外端的宽度为B2，所述转子铁芯(2)对应于所述最外端处的宽度为B，B2与B的比值为39％～64％。

8.如权利要求1-7任一项所述的电机转子结构，其特征在于，所述转轴组件(1)一体成型且由非导磁材料制成；或

所述转轴组件(1)包括外圈(11)和转轴本体(12)，所述外圈(11)套设在所述转轴本体(12)上，所述限位凸起(111)构造于所述外圈(11)上，所述外圈(11)由非导磁材料制成。

9.如权利要求1-7任一项所述的电机转子结构，其特征在于，所述转子铁芯(2)由多片硅钢片冲压叠压成型；和/或

所述转子铁芯(2)沿径向的外端构造有承托部(22)，所述磁钢(3)沿径向的外端与对应的所述转子铁芯(2)的所述承托部(22)相抵。

10.电机，其特征在于，包括定子组件和权利要求1-9任一项所述的电机转子结构，所述定子组件呈环形，所述电机转子结构设置在所述定子组件内。