CN106972653A - 电机及其外磁芯、内磁芯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电机，包括能相对转动的电机外磁芯(21)与电机内磁芯(53)。电机外磁芯(21)包括环状的轭部(22)以及从轭部(22)向内伸出的若干齿(23)，每个齿(23)具有齿身以及从齿身端部朝两侧伸出的极靴(24)。该若干齿的极靴(24)围成一个不连续的内环。电机内磁芯(53)被内环环绕。电机内磁芯(53)包括中心部(54)和环绕在中心部(54)外侧的若干极部(56)，每个极部(56)与中心部(54)之间存在的缝隙用于装入永磁体。相邻极部(56)之间被第一连接部(58)连接，中心部(54)与第一连接部(58)之间被第二连接部(59)连接。与现有技术相比，本发明优化了电机磁芯，提高了电机的输出功率。

Description

电机及其外磁芯、内磁芯
【技术领域】
本发明涉及电机领域，更具体地，涉及电机以及电机外磁芯、电机内磁芯。
【背景技术】
电机的定子和/或转子通常具有磁芯，磁芯由软磁材料构成，用于传导磁场、增强磁场。磁芯的构造与电机的功率特性有关。电机厂家一直都优化电机磁芯以获得更好得到性能参数，例如电机输出功率。
【发明内容】
本发明的一个目的是改善电机的输出功率。
为此，本发明提供了一种电机，包括能相对转动的电机外磁芯与电机内磁芯。所述电机外磁芯包括：环状的轭部；从所述轭部向内伸出的若干齿，每个齿具有齿身以及从齿身端部向齿身两侧伸出的极靴，所述若干齿的极靴围成一个不连续的内环；所述内环的直径ID与所述轭部的外径OD的比值0.45至0.65之间。所述电机内磁芯被所述内环环绕，包括：中心部；环绕所述中心部的若干极部，相邻极部之间隔开，每个极部与中心部之间存在缝隙用于装入永磁体；若干第一连接部，每个第一连接部连接在两个极部之间；以及若干第二连接部，每个第二连接部连接在对应的第一连接部与中心部之间。
作为本发明的一个优选方案，所述电机外磁芯作为电机定子，所述电机内磁芯作为电机转子。
作为本发明的一个优选方案，所述电机还包括第一端盖、第二端盖以及连接件，所述第一端盖和第二端盖分别安装到所述电机外磁芯的两端；所述第二端盖具有轴向的空心柱伸到所述电机外磁芯的齿之间形成的绕线槽内；所述连接件穿过所述空心柱的通孔并将所述第一端盖和第二端盖紧固到所述电机外磁芯的两端。
作为本发明的一个优选方案，电机的转轴安装有气流产生装置，所述气流产生装置在电机运行时形成气流，所述气流流过所述电机外磁芯与电机内磁芯之间的气隙。
作为本发明的一个优选方案，所述若干极部的外表面在同一个圆周面上，所述第一连接部的外表面在所述圆周面外。
作为本发明的一个优选方案，所述若干极部的外表面在同一个圆周面上，每个极部的圆心角θ对应的电角度在110度至150度之间。
作为本发明的一个优选方案，每个极部的圆心角θ对应的电角度在120度至135度之间。
作为本发明的一个优选方案，所述第一连接部的长度D是第二连接部的长度D的3至6倍。
作为本发明的一个优选方案，所述第一连接部的长度D是第二连接部的长度D的4至5倍。
作为本发明的一个优选方案，所述第一连接部和第二连接部都是带状，第二连接部连接到所述第一连接部的中部从而与所述第一连接部形成T形。
作为本发明的一个优选方案，所述内环的直径ID是所述轭部的外径OD的0.5至0.58倍。
作为本发明的一个优选方案，所述轭部的径向宽度W是所述齿身的周向宽度W的0.45至0.65倍。
本发明优选实施例的电机具有更高的输出功率，从而是电机具有更高的功率密度。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
【附图说明】
图1是本发明一个实施例提供的电机的示意图；
图2是图1所示电机的纵剖示意图；
图3是图1所示电机的横剖示意图；
图4是图1所示电机使用的电机内磁芯的示意图；
图5是图1所示电机的磁路分布示意图；
图6是图5所示磁路分布下，定子与转子之间的气隙的磁路密度曲线；
图7是图1所示电机使用的一个端盖的示意图。
【具体实施方式】
参考图1至图3，在一个优选实施例中，本发明提供的电机20包括定子和转子。定子包括电机外磁芯21、安装到电机外磁芯21两轴端的第一端盖31和第二端盖41。转子包括转轴51、固定到转轴51的电机内磁芯53等。第一端盖31和第二端盖41的中心分别设有轴承座33、43，转轴51的两端通过相应的轴承安装到轴承座33、43，从而使转子能够相对于定子转动。在一种替换的方案中，将电机外磁芯21作为转子，将电机内磁芯53作为定子。
电机外磁芯21包括环状的轭部22、从轭部22向内伸出的若干齿23。每个齿23具有齿身以及从齿身端部向齿身两侧伸出的极靴24。相邻齿23之间形成绕线槽。定子绕组25以集中式绕组的方式绕制到相应的齿身，并收容在相应的绕线槽。该若干齿23的极靴24围成一个不连续的内环；内环的直径ID与轭部22的外径OD的比值在0.45至0.65之间。更优选地，内环的直径ID是轭部22的外径OD的0.5至0.58倍。
参考图3和图4，电机内磁芯53被电机外磁芯21的内环环绕，包括中心部54、环绕中心部54外侧的若干极部56、若干第一连接部58以及若干第二连接部59。相邻极部56之间隔开，每个极部56与中心部54之间存在缝隙用于装入永磁体55。每个第一连接部58连接在两个极部56之间；每个第二连接部59连接在对应的第一连接部58与中心部54之间。第一连接部58和第二连接部59都是带状，第二连接部59连接到第一连接部58的中部从而与第一连接部58形成T形。
若干极部56的外表面在同一个圆周面上，第一连接部58的外表面在圆周面外。
本实施例中，永磁体55为片状，安装到每个极部56与中心部54之间的缝隙，每个极部56分别对应一块安装在缝隙中的永磁体55。每块永磁体55沿着电机内磁芯53的径向极化，从而在对应的极部56外周表面形成N极或S极，并使电机内磁芯53的各个极部56形成极***替的N极、S极。每个极部56的圆心角θ对应的电角度在110度至150度之间。对于电机内磁芯53具有4个磁极的电机，电角度等于机械角的两倍，即，圆心角θ的机械角在55度至75度之间。
优选地，每个极部56的圆心角θ对应的电角度在120度至135度之间。
本实施例中，第一连接部58的长度D1是第二连接部59的长度D2的3至6倍。优选地，第一连接部58的长度D1是第二连接部59的长度D2的4至5倍。
参考图5和图6，在每个极部56的圆心角θ对应的电角度为125度的情况下，磁泄漏较少。图6显示了电机外磁芯21与电机内磁芯53之间的气隙中，与一对磁极(即，360度电角度，本实施例中对应180度机械角度)对应的磁路密度分布。可以看到，大部分磁力线都经过定子齿，极少部分经过极靴漏掉。
参考图7，该电机的第二端盖41包括主体部42、形成于主体部42中心的轴承座43、成型于主体部42的若干空心柱46等。参考图7和图2，每个空心柱46伸入到电机外磁芯21的绕线槽内，可起到安装定位作用。并且，空心柱46具有通孔47，可通过螺杆等连接件穿过该通孔47以及第一端盖31的通孔34(见图2)，从而沿着轴向将第一端盖31、第二端盖41箍紧到电机外磁芯21的两个轴端。
此外，参考图2，转轴51的一端还安装有气流产生装置81，该气流产生装置具有若干叶片82。电机运行时，转轴51带动气流产生装置81转动，叶片82产生气流。该气流可沿着电机的轴向穿过电机。具体地，参考图7，第二端盖41具有若干进气口44，气流从进气口44进入电机内部后，可以沿着电机外磁芯21的绕线槽、电机外磁芯21与电机内磁芯53之间的缝隙等流到第一端盖31，并通过第一端盖31的出气口34(见图1)出来，从而能够帮助电机散热。
应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种电机，包括能相对转动的电机外磁芯(21)与电机内磁芯(53)，其特征在于：
所述电机外磁芯(21)包括：
环状的轭部(22)；
从所述轭部(22)向内伸出的若干齿(23)，每个齿(23)具有齿身以及从齿身端部向齿身两侧伸出的极靴(24)，所述若干齿(23)的极靴(24)围成一个不连续的内环；所述内环的直径(ID)与所述轭部(22)的外径(OD)的比值在0.45至0.65之间；
所述电机内磁芯(53)被所述内环环绕，包括：
中心部(54)；
环绕在所述中心部(54)外侧的若干极部(56)，相邻极部(56)之间隔开，每个极部(56)与中心部(54)之间存在缝隙用于装入永磁体；
若干第一连接部(58)，每个第一连接部(58)连接在两个极部(56)之间；以及
若干第二连接部(59)，每个第二连接部(59)连接在对应的第一连接部(58)与中心部(54)之间。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机外磁芯(21)作为电机定子，所述电机内磁芯(53)作为电机转子。
3.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机还包括第一端盖(31)、第二端盖(41)以及连接件，所述第一端盖(31)和第二端盖(41)分别安装到所述电机外磁芯(21)的两端；所述第二端盖(41)具有轴向的空心柱(46)伸到所述电机外磁芯(21)的齿(23)之间形成的绕线槽内；所述连接件穿过所述空心柱(46)的通孔(47)并将所述第一端盖(31)和第二端盖(41)紧固到所述电机外磁芯(21)的两端。
4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，电机的转轴(51)安装有气流产生装置(81)，所述气流产生装置(81)在电机运行时形成气流，所述气流流过所述电机外磁芯(21)与电机内磁芯(53)之间的气隙。
5.一种电机内磁芯，其特征在于，包括：
中心部(54)；
环绕所述中心部(54)的若干极部(56)，相邻极部(56)之间隔开，每个极部(56)与中心部(54)之间存在缝隙用于装入永磁体；
若干第一连接部(58)，每个第一连接部(58)连接在两个极部(56)之间；以及
若干第二连接部(59)，每个第二连接部(59)连接在对应的第一连接部(58)与中心部(54)之间。
6.如权利要求5所述的电机内磁芯，其特征在于，所述若干极部(56)的外表面在同一个圆周面上，所述第一连接部(58)的外表面在所述圆周面外。
7.如权利要求5所述的电机内磁芯，其特征在于，所述若干极部(56)的外表面在同一个圆周面上，每个极部(56)的圆心角(θ)对应的电角度在110度至150度之间。
8.如权利要求7所述的电机内磁芯，其特征在于，每个极部(56)的圆心角(θ)对应的电角度在120度至135度之间。
9.如权利要求5所述的电机内磁芯，其特征在于，所述第一连接部(58)的长度(D1)是第二连接部(59)的长度(D2)的3至6倍。
10.如权利要求9所述的电机内磁芯，其特征在于，所述第一连接部(58)的长度(D1)是第二连接部(59)的长度(D2)的4至5倍。
11.如权利要求5所述的电机内磁芯，其特征在于，所述第一连接部(58)和第二连接部(59)都是带状，第二连接部(59)连接到所述第一连接部(58)的中部从而与所述第一连接部(58)形成T形。
12.一种电机外磁芯，其特征在于，包括：
环状的轭部(22)；
从所述轭部(22)向内伸出的若干齿(23)，每个齿(23)具有齿身以及从齿身端部向齿身两侧伸出的极靴(24)，所述若干齿(23)的极靴(24)围成一个不连续的内环；所述内环的直径(ID)是所述轭部(22)的外径(OD)的0.45至0.65倍。
13.如权利要求12所述的电机外磁芯，其特征在于，所述内环的直径(ID)是所述轭部(22)的外径(OD)的0.5至0.58倍。
14.如权利要求12所述的电机外磁芯，其特征在于，所述轭部(22)的径向宽度(W2)是所述齿身的周向宽度(W1)的0.45至0.65倍。
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