永磁电机及其转子.pdf

本发明公开了一种永磁电机及其转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上具有多个沿径向延伸的安装槽；多个永磁体，所述多个永磁体分别一一对应地设在多个安装槽内，其中相邻永磁体的充磁方向相反；以及多个隔磁气隙，所述多个隔磁气隙在转子铁芯上沿转子铁芯的轴向延伸且沿周向分布，每个隔磁气隙位于相邻至少两个安装槽的内端处且与所述安装槽连通，其中每相邻两个隔磁气隙之间形成第一隔磁桥。根据本发明的转子，在实现了常规转轴材料使用的基础上，减少了漏磁通，增大了输出转矩，提高了输出性能；另外结构简单、机械强度高且简化了工艺、便于实际生产。

权利要求书1.  一种永磁电机的转子，其特征在于，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上具有多个沿径向延伸的安装槽；多个永磁体，所述永磁体分别一一对应地设在所述多个安装槽内，其中相邻永磁体的充磁方向相反；以及多个隔磁气隙，所述隔磁气隙在所述转子铁芯上沿所述转子铁芯的轴向延伸且沿周向分布，每个所述隔磁气隙位于相邻至少两个安装槽的内端处且与所述安装槽连通，其中每相邻两个隔磁气隙之间形成第一隔磁桥。2.  根据权利要求1所述的永磁电机的转子，其特征在于，所述隔磁气隙的数量为所述永磁体数量的偶数分之一。3.  根据权利要求1所述的永磁电机的转子，其特征在于，所述每个永磁体的外边缘和所述转子铁芯的外边缘之间形成第二隔磁桥，多个所述第二隔磁桥依次连续。4.  根据权利要求3所述的永磁电机的转子，其特征在于，所述转子铁芯的外周边缘位于每相邻两个所述第二隔磁桥之间的部分向外凸出形成为弧形。5.  根据权利要求1所述的永磁电机的转子，其特征在于，每个所述隔磁气隙均形成为弧形且所述多个隔磁气隙环绕形成一个环形。6.  根据权利要求1-5中任一项所述的永磁电机的转子，其特征在于，所述隔磁气隙位于相应的相邻两个永磁体之间具有凸出部分，所述凸出部分朝向外侧凸起。7.  根据权利要求6所述的永磁电机的转子，其特征在于，所述隔磁气隙的所述凸出部分向外呈弧形凸起或呈梯形凸起。8.  根据权利要求1-5中任一项所述的永磁电机的转子，其特征在于，所述隔磁气隙对应的转子铁芯的极面上设有圆孔气隙。9.  根据权利要求1-5中任一项所述的永磁电机的转子，其特征在于，所述永磁体包括：第一磁体，所述第一磁体为钕铁硼永磁体；和第二磁体，所述第二磁体设在所述第一磁体的内端，所述第二磁体为铁氧体永磁体。10.  一种永磁电机的转子，其特征在于，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上具有多个沿径向延伸的安装槽；多个永磁体，所述永磁体分别一一对应地设在所述安装槽内，其中相邻的两个永磁体的相同极性相向设置；以及多个隔磁气隙，所述隔磁气隙在所述转子铁芯上沿所述转子铁芯的轴向延伸且沿周 向分布，相邻两个所述永磁体的相向设置的相同磁极径向的延长线穿过所述隔磁气隙，且所述隔磁气隙与所述安装槽连通。11.  根据权利要求10所述的永磁电机的转子，其特征在于，所述隔磁气隙的位于相应的相邻两个永磁体之间的部分朝向所述永磁体之间形成凸出部分。12.  一种永磁电机，其特征在于，包括根据权利要求1-11中任一项所述的永磁电机的转子。

说明书永磁电机及其转子
技术领域
本发明涉及永磁电机领域，尤其是涉及一种永磁电机的转子和具有其的永磁电机。
背景技术
周向磁化埋入式永磁电机每极磁通由两块永磁体并联提供，有效地提高了定子和转子中间气隙的磁通密度，进而增加了电机的输出性能，一直以来为业界所青睐。然而，其靠近转轴侧的永磁体区域漏磁通丰富，永磁体的利用率较低。
在发明人已经了解的有关技术中，已有多种方式限制漏磁。例如采用不锈钢转轴或隔磁铜套，这两种方案虽然能够很好地限制漏磁，但很大程度上增加了工艺难度和生产成本，影响了永磁电机的应用。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出减少漏磁通的永磁电机的转子。
本发明的另一个目的在于提出一种具有上述转子的永磁电机。
根据本发明第一方面实施例的一种永磁电机的转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上具有偶数个沿径向延伸的安装槽；偶数个永磁体，所述偶数个永磁体分别一一对应地设在所述偶数个安装槽内，其中相邻永磁体的充磁方向相反；以及多个隔磁气隙，所述多个隔磁气隙在所述转子铁芯上沿所述转子铁芯的轴向延伸且沿周向分布，每个所述隔磁气隙位于相邻至少两个安装槽的内端处且与所述安装槽连通，其中每相邻两个隔磁气隙之间形成第一隔磁桥。
根据本发明实施例的永磁电机的转子，在实现了常规转轴材料使用的基础上，减少了漏磁通，增大了输出转矩，提高了输出性能；另外结构简单、机械强度高且简化了工艺、便于实际生产。
根据本发明的一个实施例，所述隔磁气隙的数量为所述永磁体数量的偶数分之一。由此制造工艺简单，输出转矩大，且输出性能高。
根据本发明的一个实施例，所述每个永磁体的外边缘和所述转子铁芯的外边缘之间形成第二隔磁桥，多个所述第二隔磁桥依次连续。由此可以提高转子的机械强度。
可选地，所述转子铁芯的外周边缘位于每相邻两个所述第二隔磁桥之间的部分向外凸出形成为弧形。
根据本发明的一个实施例，每个所述隔磁气隙均形成为弧形且所述多个隔磁气隙大致环绕形成一个环形。由此可以保证隔磁效果。
根据本发明的一个实施例，所述隔磁气隙的位于相应的相邻两个永磁体之间具有凸出部分，所述凸出部分朝向外侧凸起，由此可以进一步限制漏磁。
优选地，所述隔磁气隙的所述凸出部分向外呈弧形凸起或呈梯形凸起，由此转子铁芯加工简单、工艺方便。
根据本发明的一个实施例，每个所述隔磁气隙对应的转子铁芯的极面上设有圆孔气隙，以达到转子铁芯减重的效果，从而进一步地提高了转子的机械强度。
根据本发明的一个实施例，所述永磁体包括：第一磁体，所述第一磁体为钕铁硼永磁体；和第二磁体，所述第二磁体设在所述第一磁体的内端，所述第二磁体为铁氧体永磁体。由此，可以节省成本，而且也能得到较高的输出性能，另外，还可以方便转子的整体后充磁，即将永磁体放入转子铁芯的安装槽内后再进行充磁。
根据本发明实施例的永磁电机的转子，机械强度高且制造工艺简单，大大减少了漏磁通，输出性能高。
根据本发明另一方面实施例的一种永磁电机的转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯上具有多个沿径向延伸的安装槽；多个永磁体，所述永磁体分别一一对应地设在所述安装槽内，其中相邻的两个永磁体的相同极性相向设置；以及多个隔磁气隙，所述隔磁气隙在所述转子铁芯上沿所述转子铁芯的轴向延伸且沿周向分布，相邻两个所述永磁体的相向设置的相同磁极径向的延长线穿过所述隔磁气隙，且所述隔磁气隙与所述安装槽连通。可选地，所述隔磁气隙的位于相应的相邻两个永磁体之间的部分朝向所述永磁体之间凸起。
根据本发明第二方面实施例的一种永磁电机，包括根据本发明第一方面实施例所述的永磁电机的转子。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明一个实施例的永磁电机的转子的横截面图；
图2是根据本发明另一个实施例的永磁电机的转子的横截面图；
图3是每个永磁体对应一个隔磁气隙的转子和每个隔磁气隙对应多个永磁体的转子的内部磁力线的对比图；
图4是图3中所示两种转子在空载情况下气隙磁密的对比图；
图5是图3中所示两种转子在负载输出转矩的对比图；
图6是本发明再一个实施例的永磁电机的转子的横截面图。
附图标记：
转子100；
转子铁芯1；安装槽11；圆孔气隙12；永磁体2；隔磁桥3；
隔磁气隙4；第一隔磁桥5；凸出部分6；倒角7
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面参考图1-图6描述根据本发明第一方面实施例的永磁电机的转子100。值得一提的是，在本发明的描述中，术语“内”指的是在转子铁芯的横截面上朝向所述转子铁芯轴心的方向；相应地，术语“外”指的是在转子铁芯的横截面上远离所述转子铁 芯轴心的方向、即朝向转子铁芯外边缘的方向。
如图1所示，根据本发明实施例的永磁电机的转子100，包括：转子铁芯1、多个永磁体2和多个隔磁气隙4，转子铁芯1上具有多个沿径向延伸的安装槽11，多个永磁体2分别一一对应地设在多个安装槽11内，其中相邻永磁体2的充磁方向相反，每极磁通由两块永磁体并联提供，这样有效地提高了定子转子中间气隙的磁通密度，以增加电机的输出性能。多个隔磁气隙4在转子铁芯1上沿转子铁芯1的轴向延伸且沿周向分布，每个隔磁气隙4位于相邻至少两个安装槽11的内端处且与安装槽11连通，其中每相邻两个隔磁气隙4之间形成第一隔磁桥5。也就是说，第一隔磁桥5的数量少于永磁体2的个数。
发明人是考虑了如下情况，如果将第一隔磁桥5设置与永磁体2的个数相同，即每个永磁体2对应一个隔磁气隙4（如图3左图），这样，虽然可以实现常规转轴材料的使用、简化工艺也具有较好的输出性能，然而却有以下缺陷：即对隔磁桥的尺寸要求会较为严苛，宽度过大容易造成过多的漏磁，而过窄则不利于实际生产(容易造成冲片开裂)。为了方便模具制作和降低冲片废品率,隔磁桥的尺寸一般取1.0mm以上,由此造成了较多的漏磁通,影响输出性能。鉴于上述理由，发明人将每个隔磁气隙4对应多个永磁体2而非一个（如图3右图）。参考图3-图5，图3示出了每个永磁体2对应一个隔磁气隙4的转子和每个隔磁气隙4对应多个永磁体2的转子的内部磁力线的对比图，图4示出了上述两种转子的空载情况下气隙磁密的对比图（其中实线指的是每个隔磁气隙4对应多个永磁体2的转子-即图4中的第一种技术方案，虚线指的是每个永磁体2对应一个隔磁气隙4的转子-即图4中的第二种技术方案），图5是上述两种转子的负载输出转矩的对比图（其中带点的线指的是每个隔磁气隙4对应多个永磁体2的转子-即图5中的第一种技术方案，带三角形的线指的是每个永磁体2对应一个隔磁气隙4的转子-即图5中的第二种技术方案），由此可以看到，在实现了常规转轴材料使用的基础上，减少了漏磁通，增大了输出转矩，提高了输出性能；另外结构简单、机械强度高且简化了工艺、便于实际生产。
根据本发明的一些实施例，隔磁气隙4的数量为永磁体2数量的偶数分之一。可选地，隔磁气隙4的数量为永磁体2数量的1/2、1/4或1/6等。例如如图1所示，当永磁体2的数量为10个，即具有5极磁通，且隔磁气隙4的数量为5个。还例如，当永磁体2的数量为8个时，隔磁气隙4可以为永磁体2数量的1/4，即2个，此时每个隔磁气隙4对应4个永磁体2的内端，图未示出。同样地，当永磁体2的数量为12个时，隔磁气隙4可以为永磁体2数量的1/6，即2个，此时每个隔磁气隙4对应6个相邻永磁体2的内端，图未示出。
如图2所示，根据本发明的一些实施例，在每个永磁体2的外边缘和转子铁芯1的外边缘之间形成第二隔磁桥3，多个第二隔磁桥3依次连续。由此可以提高转子的机械强度。可选地，如图1-图2所示，转子铁芯1的外边缘位于每相邻两个第二隔磁桥3之间的部分13向外凸出形成为弧形。
如图1所示，优选地，每个隔磁气隙4均形成为弧形，由此多个隔磁气隙4可以大致环绕形成一个环形，以保证隔磁效果。
在一些实施例中，隔磁气隙4的位于相应的相邻两个永磁体2之间具有凸出部分6，该凸出部分6朝向外侧凸起，由此可以进一步限制漏磁。可选地，如图1所示，隔磁气隙4的该凸出部分6向外呈弧形凸起，由此转子铁芯加工简单、工艺方便。当然，本发明并不限于此，隔磁气隙4的该凸出部分6向外还可以呈梯形凸起。
根据本发明的一些优选实施例中，第一隔磁桥5对应的转子铁芯1的极面上，安装槽11和永磁体2的邻近第二隔磁桥3处分别设置彼此相对的倒角7，由此可以提高转子的机械强度，另外，还有利于磁钢充磁后在实际生产中的插入操作，由此便于极性的区分。如图2所示的示例中，第一隔磁桥5对应的是转子铁芯1的S极面，即倒角7是设在S极面上的。可选地，倒角7的角度范围为30-70度。优选地，倒角7的角度范围为45度，由此加工简单。
如图2所示，进一步地，每个隔磁气隙4对应的转子铁芯1的极面上还可以设有圆孔气隙12，以达到转子铁芯减重的效果，从而进一步地提高了转子的机械强度。如图2所示的示例中，每个隔磁气隙4对应的是转子铁芯1的N极面，即圆孔气隙12设在N极面上。
参考图1-图2，根据本发明的一些实施例中，永磁体2为钕铁棚永磁体2，由此磁性能较强，由此带来了高输出性能。当然，本发明并不限于此，由于钕铁硼材料较为昂贵，由此在本发明的另一些实施例中，如图6所示，永磁体2可以包括第一磁体21和第二磁体22，第一磁体21为钕铁硼永磁体2，第二磁体22设在第一磁体的内端，第二磁体22为铁氧体永磁体2。由此，可以节省成本，而且也能得到较高的输出性能，另外，还可以方便转子的整体后充磁，即将永磁体2放入转子铁芯1的安装槽11内后再进行充磁。
根据本发明实施例的永磁电机的转子100，机械强度高且制造工艺简单，大大减少了漏磁通，输出性能高。
根据本发明另一方面实施例的永磁电机的转子100，包括：转子铁芯1、多个永磁体2和多个隔磁气隙4，转子铁芯1上具有多个沿径向延伸的安装槽11，多个永磁体2分别一一对应地设在多个安装槽11内，其中相邻永磁体2的相同极性相向设置，每极 磁通由两块永磁体并联提供，这样有效地提高了定子转子中间气隙的磁通密度，以增加电机的输出性能。多个隔磁气隙4在转子铁芯1上沿转子铁芯1的轴向延伸且沿周向分布，相邻两个永磁体2的相向设置的相同磁极径向的延长线穿过隔磁气隙4，且隔磁气隙4与安装槽11连通。例如隔磁气隙4可以设在永磁体2的内端处（如上个实施例中所示），也可以设在永磁体2的外端处（图未示出）。可选地，隔磁气隙的位于相应的相邻两个永磁体之间具有凸出部分（图未示出），凸出部分可以朝向永磁体2之间凸起，以便进一步限制漏磁。
根据本实施例的转子100的其他特征与上述实施例中的转子100基本相同，在此不再详细描述。
根据本发明第二方面实施例的一种永磁电机，包括根据本发明第一方面实施例的永磁电机的转子100。根据本发明实施例的永磁电机的其他构成例如定子和控制组成等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。