一种转子组件、电机及具有电机的设备的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种转子组件、电机及具有电机的设备。


背景技术：

2.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。传统的切向式永磁同步电机转子中的永磁体都是安装在磁铁槽内，其永磁体材料利用率和反电势都较低，电机的性能较差。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种转子组件、电机及具有电机的设备，旨在解决现有的提升现有的永磁同步电机的电机性能的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型提出一种转子组件，包括：
5.多个分块铁芯，多个所述分块铁芯沿周向间隔排布，相邻的两个所述分块铁芯之间限定出磁铁槽；以及，
6.多个永磁体，多个所述永磁体分别对应设于各所述磁铁槽内；
7.所述磁铁槽的径向内侧形成有内槽口，所述永磁体的径向内侧端部向内突出于所述磁铁槽的内槽口设置；
8.转轴，设于多个所述分块铁芯和多个所述永磁体的内侧；以及，
9.绝缘体，连接多个所述分块铁芯、多个所述永磁体与所述转轴，且所述绝缘体与所述转轴、多个所述分块铁芯以及多个所述永磁体一体注塑成型。
10.可选地，所述磁铁槽包括槽内渐缩段以及槽外渐缩段，在径向朝内的方向上，所述槽内渐缩段的宽度逐渐减小设置，在径向朝外的方向上，所述槽外渐缩段的宽度逐渐减小设置；
11.所述永磁体包括配合内段以及配合外段，在径向朝内的方向上，所述配合内段的宽度逐渐减小设置，在径向朝外的方向上，所述配合外段的宽度逐渐减小设置。
12.可选地，所述配合外段的最小宽度为l1，所述配合内段的最小宽度为l2，其中，0.5≤l2/l1≤2。
13.可选地，所述磁铁槽包括在径向位于所述槽内渐缩段以及所述槽外渐缩段之间的槽中段；
14.所述永磁体还包括在径向位于所述配合内段和所述配合外段之间的配合中段，所述配合中段配合安装于所述槽中段内。
15.可选地，所述槽中段的槽宽呈等宽设置，对应的，所述配合中段的宽度呈等宽设置，其中：
16.所述配合中段的长度为l3，所述永磁体的总长度为l4，其中，l4/l3≤5；和/或，
17.所述配合外段的最小宽度与所述配合内段的最小宽度中的较大的一个的宽度为l5，所述配合中段的宽度为l6，其中，l6/l5≤2。
18.可选地，沿径向上，所述磁铁槽的槽壁面平滑延伸设置。
19.可选地，所述磁铁槽的槽壁面包括多个相互连接的平面。
20.可选地，所述分块铁芯厚度方向上的两个相对的端面分别设有能够相互配合的扣接部和配合部，以使得其中一个所述分块铁芯能够与另一个相邻的所述分块铁芯相互叠设固定
21.为实现上述目的，本实用新型还提出一种电机，包括：
22.定子组件，所述定子组件包括主体，所述主体形成有安装通道；以及，
23.转子组件，如上文所述转子组件，且间隔所述主体安装于所述安装通道，其中，所述转子组件包括：
24.多个分块铁芯，多个所述分块铁芯沿周向间隔排布，相邻的两个所述分块铁芯之间限定出磁铁槽；以及，
25.多个永磁体，多个所述永磁体分别对应设于各所述磁铁槽内；
26.所述磁铁槽的径向内侧形成有内槽口，所述永磁体的径向内侧端部向内突出于所述磁铁槽的内槽口设置。
27.为实现上述目的，本实用新型还提出具有电机的设备，包括电机，所述电机，包括：
28.定子组件，所述定子组件包括主体，所述主体形成有安装通道；以及，
29.转子组件，如上文所述转子组件，且间隔所述主体安装于所述安装通道，其中，所述转子组件包括：
30.多个分块铁芯，多个所述分块铁芯沿周向间隔排布，相邻的两个所述分块铁芯之间限定出磁铁槽；以及，
31.多个永磁体，多个所述永磁体分别对应设于各所述磁铁槽内；
32.所述磁铁槽的径向内侧形成有内槽口，所述永磁体的径向内侧端部向内突出于所述磁铁槽的内槽口设置。
33.本实用新型提供的技术方案中，所述永磁体的径向内侧端部向内突出于所述磁铁槽的内槽口设置，提高永磁体材料利用率，进一步提高电机磁性能，提高反电势进而提高电机效率。
附图说明
34.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。
35.图1为本实用新型提供的转子组件一实施例的结构示意图；
36.图2为图1中的分块铁芯在转子组件中排布示意图；
37.图3为图1中的分块铁芯一实施例的结构示意图；
38.图4为图1中的永磁体一实施例的结构示意图；
39.图5为本实用新型提供的转子组件另一实施例的结构示意图；
40.图6为包含图1中的转子组件与定子组件组装的一实施例的结构示意图。
41.附图标号说明：
[0042][0043][0044]
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
[0045]
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。
[0046]
需要说明，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(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。
[0047]
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，全文中出现的“和/或”的含义，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。
[0048]
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。传统的切向式永磁同步电机转子中的永磁体都是安装在磁铁槽内，其永磁体材料利用率和反电势都较低，电机的性能较差。
[0049]
为了解决上述问题，本实用新型提供一种转子组件40、电机100及具有电机100的设备，图1至图5为本实用新型提供的分块铁芯10的具体实施例。
[0050]
请参阅图1至图5，所述转子组件40包括多个分块铁芯10和多个永磁体20，多个所述分块铁芯10沿周向间隔排布，相邻的两个所述分块铁芯10之间限定出磁铁槽17，多个所述永磁体20分别对应设于各所述磁铁槽17内；所述磁铁槽17的径向内侧形成有内槽口171，
所述永磁体20的径向内侧端部向内突出于所述磁铁槽17的内槽口171设置，转轴设于多个所述分块铁芯和多个所述永磁体的内侧；绝缘体连接多个所述分块铁芯、多个所述永磁体与所述转轴，且所述绝缘体与所述转轴、多个所述分块铁芯以及多个所述永磁体一体注塑成型。
[0051]
具体地，在本技术中，所述绝缘体60一体注塑成型，使得加工工艺简单，且使得转轴与所述分块铁芯10连接牢固。
[0052]
为了使得所述转轴50与所述绝缘体60连接牢固，在所述转轴50上设有多个棱条或者滚花结构，所述绝缘体60与所述转轴50和所述分块铁芯10一体注塑成型，使得加工工艺简单，在所述棱条或者所述滚花结构得到作用下，增加了所述转轴50活动的摩擦阻力，从而避免所述转轴50相对所述绝缘体60活动，使得所述转轴50与所述绝缘体60之间连接牢固。
[0053]
需要说明的是，在本技术中，所述绝缘体60的制成材质包括聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯或橡胶，当然，在其他实施例中，所述绝缘体60的材质可以根据需要进行选定，本技术对此不作限定。
[0054]
本实用新型提供的技术方案中，所述永磁体20的径向内侧端部向内突出于所述磁铁槽17的内槽口171设置，提高永磁体20材料利用率，进一步提高电机100磁性能，提高反电势进而提高电机100效率。
[0055]
进一步地，多个所述磁铁槽17及多个所述永磁体20围绕转子铁芯结构的中心呈中心对称式排布，如此，最大限度的提升了所述永磁体20的用量，且提升了磁负荷，使得电机100功率密度得到提升。由于磁负荷提升可降低电机100铜损，从而提高了电机100效率，保证转子结构具有足够的机械强度。
[0056]
需要说明的是，通过设计合理的永磁体20用量及厚度，保证了所述转子结构的永磁体20不带磁阻力后，可饱和充磁，满足转子制造的制造性要求，同时电机100永磁体20抗退磁可靠性提高。
[0057]
需要说明的是，所述永磁体20具有沿径向设置的外侧端部和内侧端部，所述磁铁槽17也具有径向上的内槽口171和外槽口，所述永磁体20的外侧端部可以是设置所述磁铁槽17内，可以是设置在所述磁铁槽17外，在此不做限定，当所述永磁体20的外侧端部设置在所述磁铁槽17外时，可以有效的减少转子组件40的磁铁槽17口漏磁的现象，当然，所述外侧端部不能突出太多，不然会与定子组件30之间发生干涉。
[0058]
进一步的，所述磁铁槽17包括槽内渐缩段172以及槽外渐缩段173，在径向朝内的方向上，所述槽内渐缩段172的宽度逐渐减小设置，在径向朝外的方向上，所述槽外渐缩段173的宽度逐渐减小设置；所述永磁体20包括配合内段201以及配合外段202，在径向朝内的方向上，所述配合内段201的宽度逐渐减小设置，在径向朝外的方向上，所述配合外段202的宽度逐渐减小设置。
[0059]
为了提高磁能积，沿所述转子结构的径向上，所述磁铁槽17的槽宽由中间向两端逐渐减小，对应的，所述永磁体20的宽度由中间向两端逐渐减小，如此设置，提高磁能积，最大限度的提升了永磁体20的用量，提升了磁负荷，使得电机100功率密度得到提升。
[0060]
并且，通过设置宽度逐渐减小的槽内渐缩段172和槽外渐缩段173，可以在径向上对永磁体20进行限位，在永磁体20将要发生径向上的位移时，所述分块铁芯10会与所述永磁体20之间发生干涉，从而阻挠其在径向上的串动。
[0061]
具体地，为了形成配合内段201和配合外段202，在所述永磁体20两端的四个角均沿第一切削线进行切削，如此，可改变电机100磁路结构并且结合电机100齿槽效应，有效抑制电机100漏磁，减小转矩脉动。
[0062]
为了避免安装所述永磁体20时导致所述永磁体20的角部损坏，所述永磁体20的两端的四个角呈圆角设置，由于圆角设置可降低碰伤的风险，在一定的程度上避免工人安装过程中误伤，效果好。
[0063]
所述永磁体20对应在所述配合外段202和所述配合内段201处的侧端面可以为平面，也可以为曲面，在此不做限定，所述永磁体20对应在所述配合外段202和所述配合内段201处的侧端面呈平面设置，从而与所述分块铁芯10的块侧端面之间平面贴接。
[0064]
与此同时，假使所述永磁体20的形状过于不规则，会带来加工上的难度，因此，所述磁铁槽17包括在径向位于所述槽内渐缩段172以及所述槽外渐缩段173之间的槽中段223；所述永磁体20还包括在径向位于所述配合内段201和所述配合外段202之间的配合中段203，所述配合中段203配合安装于所述槽中段223内。
[0065]
所述配合外段202的最小宽度为l1，所述配合内段201的最小宽度为l2，其中，0.5≤l2/l1≤2，当l2/l1小于0.5时，或者大于2时，永磁体20两个端部长度差异过大，加工困难，现实中很难将其加工成型。
[0066]
与此同时，所述配合中段203的长度占比不能太小，太小，永磁体20利用率低，异型永磁体20就失去了效果，改善效果不明显，因此，所述配合中段203的长度为l3，所述永磁体20的总长度为l4，其中，l4/l3≤5；和/或，
[0067]
与此同时，受到永磁体20安装控件的限制，所述配合中段203的宽度不能比所述配合外段202和所述配合内段201的宽度太太多，所述配合外段202的最小宽度与配合外段202的最小宽度中的较大的一个的宽度为l5，所述配合中段203的宽度为l6，其中，l6/l5≤2。
[0068]
需要说明的是l4/l3≤5和l6/l5≤2三个方案，可以是择一设置，也可以是两者都设置，在此不做限定。
[0069]
传统的切向式永磁同步电机100转子有隔磁桥，会导致电机100的漏磁增大，效率降低，分块式转子可有效减小漏磁，且搭配异型永磁体20也可保证转子与永磁体20之间的结合力，但是，现有的分块式转子设置有磁铁槽17口，磁铁槽17口出设置有槽肩，用于固定永磁体20，但是槽肩的设置会减小磁铁槽17的宽度，从而导致该部分极间漏磁较大。
[0070]
因此，所述磁铁槽17的沿径向上槽壁面平滑延伸设置，如此设置，本实用新型提供的技术方案中，通过将所述磁铁槽17的沿径向上槽壁面平滑延伸设置，从而取消了现有的槽肩的设计，增大了分块铁芯10之间的磁铁槽17口的宽度，从而减小了永磁体20和气隙之间的磁导，以减小磁铁槽17口的极间漏磁的现象的发生。
[0071]
所述磁铁槽17的槽壁面的形状不受限制，可以是平面，也可以是曲面，可以是一个面，也可以是多个面的组合，在此不做限定，当然，可以通过将多个平面间设置沿所述转子组件40的径向设置一定的倾斜角度，并且将所述永磁体20的侧端面形状与多个所述平面之间相适配，从而多个所述平面对磁铁槽17的内安装的永磁体20起到沿所述转子组件40的径向定位的作用，防止所述永磁体20的沿所述转子组件40的径向串动。
[0072]
所述磁铁槽17的槽壁面对应在所述槽内渐缩段172和/或所述槽外渐缩段173处设置为平面，从而进一步的的提升分块铁芯10与永磁体20之间贴合度，以减小电机100转矩脉
动。另外，所述永磁体20为稀土钕铁硼磁铁，由于稀土钕铁硼磁铁的磁性较高，从而可保证电机100的运行稳定性和运行效率，当然，在其他实施例中，所述永磁体20的材质可以根据需要进行选定。另外，所述永磁体20的形状可以为对称多边形结构也可为非规则结构，具体地，本技术对此不作限定。
[0073]
需要说明的是，所述转子组件40可以是由一层所述分块铁芯10组成的，也可以是由多层所述分块铁芯10组成的，考虑到所述转子组件40是由多层所述分块铁芯10组成的，为了方便多层所述转子铁芯之间的连接，因此，对多层所述转子铁芯之间多采用可拆卸连接的方式进行连接，具体的，可以是插接、拼接、螺接等等，在此不做限定，为了实现多层所述分块铁芯10之间的简单连接，多层所述分块铁芯10之间采用扣接的方式进行连接，所述分块铁芯10厚度方向上的两个相对的端面分别设有能够相互配合的扣接部14和配合部15，以使得其中一个所述分块铁芯10能够与另一个相邻的所述分块铁芯10相互叠设固定，如此设置，将多个所述分块铁芯10沿其厚度方向叠设，再通过所述分块铁芯10厚度方向上的两个相对的端面上的扣接部14和配合部15之间配合，即可将叠设的多层所述转子铁芯之间进行连接。
[0074]
需要强调的是，所述扣接部14和所述配合部15的形式不受限制，可以是卡凸和卡凹的组合，还可以是卡扣和卡槽的形式，只要能够实现多层所述转子铁芯之间的扣接即可。
[0075]
进一步的，为了提升扣接的稳定性，所述扣接部14和所述配合部15对应设置为连接结构组，所述连接结构组设置多个，从而通过设置多个连接结构组，每相邻叠设的两个所述分块铁芯10之间通过分块铁芯10之间进行扣接，提升扣接的稳定性。
[0076]
与此同时，为了实现轴向叠设的多个所述分块铁芯10之间的定位，所述分块铁芯10贯设有通孔16，如此设置，当多个轴向叠设的所述分块铁芯10的通孔16相对应时，即可确定多个所述分块铁芯10沿轴向上位置，从而实现定位。
[0077]
请参阅图1和图6，为实现上述目的，本实用新型还提出一种电机100，包括定子组件30以及转子组件40，其中，所述所述定子组件30包括主体，所述主体形成有安装通道，所述转子组件40间隔所述主体安装于所述安装通道。
[0078]
该转子组件40的具体结构参照上述实施例，由于转子组件40采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0079]
为实现上述目的，本实用新型还提出一种设备，包括电机100，该电机100的具体结构参照上述实施例，由于本具有电机的设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0080]
以上所述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。