CN109256878A - 一种转子组件及一种永磁电机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转子组件及一种永磁电机，其中，转子组件包括设有轴孔和多个永磁体槽的转子铁芯，相邻的两个永磁体槽之间形成交替极，转子铁芯还设有沿轴孔的周向分布的第一空气槽，且第一空气槽设置在轴孔与永磁体槽之间。如此设置，第一空气槽的存在显著缩短了第二磁路的磁路长度，提高了磁力线的利用率，调整了相邻磁极上的磁力线分布，降低了转矩波动，并且限制了第三磁路的漏磁现象，第一空气槽的存在极大地提升了电机的输出转矩；从而解决了到达交替极的磁力线磁路过长导致电机的输出转矩下降、转矩波动较大，以及存在电机转轴漏磁现象导致电机的输出转矩下降的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电机设备技术领域，更具体地说，涉及一种转子组件及一种永磁电机。
背景技术
现有技术中的交替极永磁电机使用的永磁体数量仅为传统永磁电机永磁体数量的一半，因此，其对永磁体的利用更加充分，可以显著降低永磁体使用量，从而降低电机成本。
交替极永磁电机包括定子和转子组件，附图1为现有技术中转子组件横截面的结构示意图，其中转子组件包括转子铁芯，转子铁芯的中心设有用于安装电机转轴12的轴孔2，转子铁芯沿周向间隔设有多个永磁体槽，永磁体槽内设置有永磁体1，各个永磁体1面向转子铁芯外周缘的极性为同一极性，为N极或者S极，称为永磁极11，相邻的两个永磁体槽之间的材料被磁化为与永磁极11极性相反的交替极3。
从永磁极11发出的磁力线分为三部分，分别为图1中的第一磁路8、第二磁路9和第三磁路10。其中第一磁路8为最佳路线，从永磁极11发出的磁力线沿较短的磁路到达交替极3，进入气隙和定子。但是，由于在交替极3上缺少永磁体1的约束即对磁力线的引导作用，会存在较多的磁力线从第二磁路9和第三磁路10通过。第二磁路9中的磁力线虽然能到达交替极3，进入气隙和定子，但是从永磁极11发出到达交替极3会经过较长的磁路，其磁阻比第一磁路8的磁阻大，还未进入气隙之前已经产生了较多磁压降，这些磁力线产生电磁转矩的效率比较低，降低了永磁电机的输出转矩，并且导致交替极永磁电机上的磁力线分布不规则，转矩波动较大。第三磁路10中的磁力线则是到达电机转轴12而未到达交替极3，产生电机转轴12上的漏磁现象，如图2所示，与电机机壳(图2中未示出)形成磁回路，完全不产生电磁转矩，降低了永磁电机的输出转矩。
因此，如何解决到达交替极的磁力线磁路过长导致电机的输出转矩下降、转矩波动较大，以及存在电机转轴漏磁现象导致电机的输出转矩下降的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转子组件及一种永磁电机，解决了到达交替极的磁力线磁路过长导致电机的输出转矩下降、转矩波动较大，以及存在电机转轴漏磁现象导致电机的输出转矩下降的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明提供的一种转子组件，包括设有轴孔和多个永磁体槽的转子铁芯，相邻的两个所述永磁体槽之间形成交替极，所述转子铁芯还设有沿所述轴孔的周向分布的第一空气槽，且所述第一空气槽设置在所述轴孔与所述永磁体槽之间。
优选地，所述第一空气槽为一个，且所述第一空气槽的两端未贯通、以在所述第一空气槽的两端之间形成桥接部；或者，所述第一空气槽至少为两个，且相邻的两个所述第一空气槽未贯通、以在相邻的两个所述第一空气槽之间形成桥接部。
优选地，所述第一空气槽包括多段，每段所述第一空气槽的两端分别靠近于所述永磁体槽的中心和所述交替极的中心，且沿每段所述第一空气槽的两端至中部方向逐渐向所述轴孔靠近。
优选地，每段所述第一空气槽为弧形。
优选地，所述第一空气槽为多边形环状结构。
优选地，所述第一空气槽为圆环结构。
优选地，所述桥接部的两个侧边与所述转子铁芯的径向平行；或者，所述桥接部的两个侧边倾斜设置、且倾斜方向与所述转子铁芯的径向形成夹角。
优选地，所述永磁体槽的端部位置相对远离所述转子铁芯的中心的一侧设有第二空气槽。
优选地，所述永磁体槽的端部位置相对靠近所述转子铁芯的中心的一侧设有第三空气槽。
优选地，任意一个所述永磁体槽的端部位置的所述第二空气槽，沿该端部位置至该所述永磁体槽的中部方向宽度逐渐增大。
优选地，任意一个所述永磁体槽的端部位置的所述第三空气槽，沿该端部位置至该所述永磁体槽的中部方向宽度逐渐增大后再逐渐减小。
优选地，所述永磁体槽沿径向方向上的厚度为t1，所述第一空气槽沿径向方向上的厚度为t3，其中，0.7＜t1/t3＜1.1。
优选地，所述第一空气槽最靠近所述永磁体槽的位置到所述永磁体槽的径向距离为t2，所述第一空气槽沿径向方向上的厚度为t3，所述第一空气槽最靠近所述轴孔的位置到所述轴孔的径向距离为t4，其中，3t2≤2t3≤t4。
优选地，位于同一个所述永磁体槽的两端位置的两个所述第二空气槽之间的距离为w1，位于同一个所述交替极的两个所述第三空气槽之间的距离为w3，其中，0.9＜w1/w3＜1.1。
优选地，所述桥接部的宽度为w4，所述桥接部两侧的所述第一空气槽的外侧边向所述交替极的中心方向的延长线形成的最小夹角为a2，所述第一空气槽沿径向方向上的厚度为t3，其中，
优选地，所述第一空气槽的外侧边向所述永磁体槽的中心方向延伸形成的最小夹角为a1，所述桥接部两侧的所述第一空气槽的外侧边向所述交替极的中心方向的延长线形成的最小夹角为a2，所述桥接部最靠近所述转子铁芯的外周缘的位置到所述转子铁芯的外周缘的径向距离为w5，所述永磁体槽的端部位置相对远离所述转子铁芯的中心的一侧设有第二空气槽，位于同一个所述永磁体槽的两端位置的两个所述第二空气槽之间的距离为w1，所述转子组件的极对数为p，其中，
优选地，所述永磁体槽的宽度为w2，位于同一个所述永磁体槽的两端位置的两个所述第二空气槽之间的距离为w1，其中，0.7＜w1/w2＜0.9。
优选地，所述第二空气槽靠近所述永磁体槽的中心的一侧与所述永磁体槽形成的夹角为a3，其中，80°＜a3＜110°。
优选地，所述第二空气槽靠近所述永磁体槽的一侧到所述永磁体槽的距离为t5，所述第二空气槽靠近所述转子铁芯的外周缘的一侧到所述转子铁芯的外周缘的距离为t6，其中，1.1＜t6/t5＜2。
优选地，所述第一空气槽内填充有非导磁材料。
优选地，所述第二空气槽和/或所述第三空气槽内填充有非导磁材料。
优选地，相邻的两个所述永磁体槽之间为软磁材料。
本发明还提供了一种永磁电机，包括转子组件，所述转子组件为如上任一项所述的转子组件。
本发明提供的技术方案中，一种转子组件包括设有轴孔和多个永磁体槽的转子铁芯，相邻的两个永磁体槽之间形成交替极，转子铁芯还设有沿轴孔的周向分布的第一空气槽，且第一空气槽设置在轴孔与永磁体槽之间。如此设置，第一空气槽的存在显著缩短了如图1中所示的第二磁路的磁路长度，提高了磁力线的利用率，调整了相邻磁极上的磁力线分布，降低了转矩波动，并且限制了如图1中所示的第三磁路的漏磁现象，第一空气槽的存在极大地提升了电机的输出转矩；从而解决了到达交替极的磁力线磁路过长导致电机的输出转矩下降、转矩波动较大，以及存在电机转轴漏磁现象导致电机的输出转矩下降的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为现有技术中转子组件的结构示意图；
图2为现有技术中电机转轴上的漏磁磁路剖视图；
图3为本发明实施例中转子组件的结构示意图；
图4为图3中A处放大图；
图5为本发明实施例中多边形环状结构的第一空气槽示意图；
图6为本发明实施例中圆环结构的第一空气槽示意图；
图7为本发明实施例中倾斜设置的桥接部示意图；
图8为本发明实施例中永磁体端部的退磁磁矢量示意图；
图9为本发明实施例中漏磁率与桥接部处安全系数随t1/t3变化的曲线图；
图10为本发明实施例中退磁率随t6/t5变化的曲线图；
图11为采用现有技术中的转子组件的电机的电磁转矩曲线与采用本发明实施例中的转子组件的电机的电磁转矩曲线比较图；
图12为采用现有技术中的转子组件的电机的退磁率曲线与采用本发明实施例中的转子组件的电机的退磁率曲线比较图。
图1-图12中：
永磁体-1、轴孔-2、交替极-3、桥接部-4、第一空气槽-5、第二空气槽-6、第三空气槽-7、第一磁路-8、第二磁路-9、第三磁路-10、永磁极-11、电机转轴-12、退磁磁矢量-13、第一磁桥-14、第二磁桥-15。
具体实施方式
本具体实施方式提供了一种转子组件及一种永磁电机，解决了到达交替极的磁力线磁路过长导致电机的输出转矩下降、转矩波动较大，以及存在电机转轴漏磁现象导致电机的输出转矩下降的问题。
以下，结合附图对实施例作详细说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明的内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
请参考附图1-12，本实施例提供的转子组件，包括设有轴孔2和多个永磁体槽的转子铁芯，相邻的两个永磁体槽之间形成交替极3，转子铁芯还设有沿轴孔2的周向分布的第一空气槽5，且第一空气槽5设置在轴孔2与永磁体槽之间。如此设置，第一空气槽的存在显著缩短了如图1中所示的第二磁路的磁路长度，提高了磁力线的利用率，调整了相邻磁极上的磁力线分布，降低了转矩波动，并且限制了如图1中所示的第三磁路的漏磁现象，第一空气槽的存在极大地提升了电机的输出转矩；从而解决了到达交替极的磁力线磁路过长导致电机的输出转矩下降、转矩波动较大，以及存在电机转轴漏磁现象导致电机的输出转矩下降的问题。图11为现有技术和本发明的电磁转矩比较图，其中线Ⅳ为本发明的电磁转矩曲线，线Ⅴ为现有技术的电磁转矩曲线，从图11中可以看出，采用本发明的转子组件，其具有更大的电磁转矩，且转矩波动更小。
一些实施例中，第一空气槽5为一个，且第一空气槽5的两端未贯通，以在第一空气槽5的两端之间形成桥接部4，此时桥接部4为一个，能够使第一空气槽5更好地限制电机转轴12上的漏磁现象。或者，第一空气槽5至少为两个，且相邻的两个第一空气槽5未贯通，以在相邻的两个第一空气槽5之间形成桥接部4。如此设置，桥接部保证了转子铁芯的所有结构为一个整体，增强了转子铁芯的机械强度。
一些实施例中，第一空气槽5包括多段，如图3所示，每段第一空气槽5的两端分别靠近于永磁体槽的中心和交替极3的中心，且沿每段第一空气槽5的两端至中部方向逐渐向轴孔2靠近，每段第一空气槽5为弧形。或者，如图5所示，第一空气槽5为多边形环状结构。或者，如图6所示，第一空气槽5为圆环结构。这样设计，第一空气槽可平滑地引导磁力线，使交替极上的磁力线分布均匀，降低转矩波动。
一些实施例中，桥接部4的两个侧边与转子铁芯的径向平行。或者，如图7所示，桥接部4的两个侧边倾斜设置，且倾斜方向与转子铁芯的径向形成夹角，这样可以在保证转子铁芯机械强度的同时，进一步减少漏磁现象。
一些实施例中，永磁体槽的端部位置相对远离转子铁芯的中心的一侧设有第二空气槽6。任意一个永磁体槽的端部位置的第二空气槽6，沿该端部位置至该永磁体槽的中部方向宽度逐渐增大。需要说明的是，上述提到的“宽度”是指如图3所示的转子组件横截面的摆放状态时之所指，即图中第二空气槽的上下两端之间的距离为其宽度。第二空气槽6的设置，调整了永磁极11面向气隙的宽度，并且永磁体1端部是最容易退磁的地方，通过设置第二空气槽6将较为集中的退磁磁力线的一部分引导至交替极3，而交替极3上是没有永磁体1的，不存在退磁问题，提升了电机的抗退磁能力，此外，第二空气槽6还限制了永磁体1端部的漏磁现象。
一些实施例中，永磁体槽的端部位置相对靠近转子铁芯的中心的一侧设有第三空气槽7。任意一个永磁体槽的端部位置的第三空气槽7，沿该端部位置至该永磁体槽的中部方向宽度逐渐增大后再逐渐减小。需要说明的是，上述提到的“宽度”是指如图3所示的转子组件横截面的摆放状态时之所指，即图中第三空气槽的上下两端之间的距离为其宽度。第三空气槽7的设置，调整了交替极3面向气隙的宽度，并且进一步限制了永磁体1端部的漏磁现象，提升电机输出转矩的同时降低电机的转矩波动。
永磁体槽沿径向方向上的厚度为t1，第一空气槽5沿径向方向上的厚度为t3，0.7＜t1/t3＜1.1。需要说明的是，如图3中所示，永磁体槽相对靠近转子铁芯外周缘的一侧到其相对远离转子铁芯外周缘的一侧的径向距离即为其沿径向方向上的厚度t1；第一空气槽相对靠近转子铁芯外周缘的一侧到其相对远离转子铁芯外周缘的一侧的径向距离即为其沿径向方向上的厚度t3。t1/t3的比值直接影响了电机转轴12上的漏磁量，其比值越大，漏磁量越大。但是t1过大会引起永磁体1用量上升，电机成本增加，t3过大会导致电机机械强度下降。图9为t1/t3变化时漏磁率与桥接部4处安全系数的变化曲线，其中线Ⅰ为桥接部4处安全系数的变化曲线，线Ⅱ为漏磁率的变化曲线。从图9中可以看出，当t1/t3大于0.7时，桥接部4处安全系数大于2，满足使用要求，由于桥接部4是转子铁芯上安全系数最低的地方，此处安全系数满足使用要求则转子铁芯满足使用要求。因此，当满足0.7＜t1/t3＜1.1时，可在保证转子铁芯强度的前提下尽可能地减少漏磁。
如图3中所示，第一空气槽5最靠近永磁体槽的位置到永磁体槽的径向距离为t2，第一空气槽5沿径向方向上的厚度为t3，第一空气槽5最靠近轴孔2的位置到轴孔2的径向距离为t4，3t2≤2t3≤t4。其中，t2增加，第一空气槽5距离永磁体槽越远，对永磁极11发出的磁力线的引导作用减弱；t2减小，第一空气槽5越靠近永磁体槽，转子铁芯的机械强度减弱。t3增加，第一空气槽5的隔磁效果较好，限制了电机转轴12上的漏磁现象，并且可以有效引导永磁极11发出的磁力线进入交替极3；t3减小，第一空气槽5的隔磁效果不明显，不能限制磁力线的流向。t4增加，第一空气槽5距离电机转轴12较远，转子铁芯的机械强度增加；t4减小，转子铁芯的机械强度减小。因此，三者之间相互依赖，当满足3t2≤2t3≤t4时，能够获得较好的机械强度，同时第一空气槽5可以有效引导磁力线的流向，减少漏磁。
如图3中所示，位于同一个永磁体槽的两端位置的两个第二空气槽6之间的距离为w1，位于同一个交替极3的两个第三空气槽7之间的距离为w3，0.9＜w1/w3＜1.1。其中，w1过大会导致永磁极11与定子磁链耦合产生的转矩偏大，w3过大会导致交替极3与定子磁链匝链产生的转矩偏大，两者中任何一个偏大或偏小都会引起转矩波动的增加。因此，当满足0.9＜w1/w3＜1.1时，转矩波动较小。
如图3中所示，桥接部4的宽度为w4，桥接部4两侧的第一空气槽5的外侧边向交替极3的中心方向的延长线形成的最小夹角为a2，第一空气槽5沿径向方向上的厚度为t3，其中，w4过大时，桥接部4上的漏磁增加，电磁转矩下降，w4过小时，转子铁芯的机械强度降低；a2影响磁力线向交替极3延伸时的平滑性以及转子铁芯的机械强度；t3影响第一空气槽5对磁力线的调整效果以及转子铁芯的机械强度。因此，当w4、a2和t3满足上述条件时，能够增加转子铁芯的机械强度，使到达交替极3上磁力线的数量增加并且分布均匀，降低转矩波动，增大输出转矩。需要说明的是，上述提到的桥接部的“宽度”、第一空气槽的“外侧边”是指如图3所示的转子组件横截面的摆放状态时之所指，即图中桥接部的两个侧边之间的距离为桥接部的宽度，第一空气槽靠近转子铁芯外周缘的一侧为第一空气槽的外侧边。
如图3中所示，第一空气槽5的外侧边向永磁体槽的中心方向延伸形成的最小夹角为a1，桥接部4两侧的第一空气槽5的外侧边向交替极3的中心方向的延长线形成的最小夹角为a2，桥接部4最靠近转子铁芯的外周缘的位置到转子铁芯的外周缘的径向距离为w5，永磁体槽的端部位置相对远离转子铁芯的中心的一侧设有第二空气槽6，位于同一个永磁体槽的两端位置的两个第二空气槽6之间的距离为w1，转子组件的极对数为p，其中，w1影响永磁极11面向气隙的宽度，w5影响第一空气槽5对交替极3上磁力线的分布；a1表征永磁极11下第一空气槽5对磁力线的分流效果，a1大，则对磁力线的引导作用更明显，磁路更短，但是一些磁力线由于第一空气槽5的引导作用过强可能会发生局部聚集，永磁极11上留给磁力线的通过面积也越小，容易发生局部磁饱和；a2影响从相邻的永磁极11上被第一空气槽5引导至交替极3上的磁力线的混合效果。因此，当w1、w5、a1、a2和p满足上述条件时，由永磁极11发出的磁力线可以被平滑地引导至交替极3上，并且使交替极3上的磁力线与永磁极11上的磁力线分布更对称，减小转矩波动。
如图3中所示，永磁体槽的宽度为w2，位于同一个永磁体槽的两端位置的两个第二空气槽6之间的距离为w1，0.7＜w1/w2＜0.9。需要说明的是，上述提到的永磁体槽的“宽度”是指如图3所示的转子组件横截面的摆放状态时之所指，即图中永磁体槽的左右两端之间的距离为其宽度。w1/w2主要受第二空气槽6的大小影响，第二空气槽6一方面调整了永磁极11面向气隙的宽度，另一方面通过与永磁体槽形成窄的磁桥来限制永磁体1端部的漏磁现象，但是第二空气槽6同时也会使永磁体1端部的部分磁力线无法顺畅地进入气隙，影响电磁转矩的产生。当w1/w2＜0.7时，第二空气槽6已经严重影响了永磁体1端部的磁力线进入气隙，电磁转矩下降；当w1/w2＞0.9时，第二空气槽6太小，不能很好地调整永磁极11面向气隙的宽度，转矩波动增加，并且两端的漏磁也增加，电磁转矩下降；因此，优选地，在本实施例中，0.7＜w1/w2＜0.9。
如图4中所示，第二空气槽6靠近永磁体槽的中心的一侧与永磁体槽形成的夹角为a3，80°＜a3＜110°。当a3＜80°时，同一永磁体槽两端的第二空气槽6对永磁极11发出的磁力线具有聚合作用，第二空气槽6靠近转子铁芯外周缘的位置磁力线比较集中，易发生局部磁饱和，气隙中的磁力线分布不再遵循正弦分布，转矩波动增加；当a3＞110°时，第二空气槽6靠近永磁体槽的位置磁力线比较集中，易发生局部磁饱和，发热严重，由于靠近永磁体1，因此可能引起永磁体1的不可逆退磁，另外，第二空气槽6靠近转子铁芯外周缘的一侧会引导磁力线向永磁极11两侧移动，无法在其中心附近集中，导致电磁转矩下降；因此，优选地，在本实施例中，80°＜a3＜110°。
如图4中所示，第二空气槽6靠近永磁体槽的一侧到永磁体槽的距离为t5，第二空气槽6靠近转子铁芯的外周缘的一侧到转子铁芯的外周缘的距离为t6，1.1＜t6/t5＜2。图8为永磁体1端部的退磁磁矢量图，图10中线Ⅲ为t6/t5变化时退磁率的变化曲线。当t6/t5＜1.1时，第二空气槽6靠近转子铁芯外周缘的一侧的第一磁桥14更靠近气隙，容易饱和，更多的磁力线将从靠近永磁体槽的第二磁桥15通过，至第二磁桥15饱和时，退磁磁矢量13将从永磁体1穿过造成永磁体1退磁；当t6/t5＞2时，第一磁桥14的厚度太大，不仅引导更多的退磁磁矢量13从第一磁桥14通过，甚至永磁极11发出的磁力线也被引导通过，即端部漏磁，导致电磁转矩下降。因此，当1.1＜t6/t5＜2时，第一磁桥14不会引起永磁体1端部漏磁，而且能够引导退磁磁矢量13由永磁极11到相邻的交替极3一侧，由于交替极3上没有永磁体1，提高了电机的抗退磁能力，从图10中可以看出，满足上述条件时，其退磁率较低。图12为现有技术和本发明的退磁率比较图，其中线Ⅵ为现有技术的退磁率曲线，线Ⅶ为本发明的退磁率曲线，从图12中可以看出，在相同的退磁电流下，采用本发明的转子组件，其退磁率更小，提高了抗退磁能力。
一些实施例中，第一空气槽5内填充有非导磁材料。第二空气槽6和/或第三空气槽7内填充有非导磁材料。可选地，非导磁材料为树脂。填充非导磁材料能够极大提升转子铁芯的机械强度。此外，相邻的两个永磁体槽之间为软磁材料，形成交替极3。
本实施例中还提供了一种永磁电机，包括转子组件，上述转子组件为如上实施例中描述的转子组件。如此设置，能够解决到达交替极的磁力线磁路过长导致电机的输出转矩下降、转矩波动较大，以及存在电机转轴漏磁现象导致电机的输出转矩下降的问题。
需要说明的是，上述各个实施例中的不同功能的装置或部件可以进行结合，比如，本实施例中转子组件包括设有轴孔2和多个永磁体槽的转子铁芯，相邻的两个永磁体槽之间为软磁材料、形成交替极3，转子铁芯还设有沿轴孔2的周向分布的第一空气槽5，第一空气槽5设置在轴孔2与永磁体槽之间。第一空气槽5至少为两个，且相邻的两个第一空气槽5未贯通，以在相邻的两个第一空气槽5之间形成桥接部4，桥接部4的两个侧边与转子铁芯的径向平行。第一空气槽5包括多段，每段第一空气槽5的两端分别靠近于永磁体槽的中心和交替极3的中心，且沿每段第一空气槽5的两端至中部方向逐渐向轴孔2靠近，每段第一空气槽5为弧形。永磁体槽的端部位置相对远离转子铁芯的中心的一侧设有第二空气槽6，相对靠近转子铁芯的中心的一侧设有第三空气槽7。任意一个永磁体槽的端部位置的第二空气槽6，沿该端部位置至该永磁体槽的中部方向宽度逐渐增大；任意一个永磁体槽的端部位置的第三空气槽7，沿该端部位置至该永磁体槽的中部方向宽度逐渐增大后再逐渐减小。第一空气槽5、第二空气槽6和第三空气槽7内填充有非导磁材料，例如树脂。
如此设置，本实施例提供的转子组件中，第一空气槽的存在显著缩短了第二磁路的磁路长度，提高了磁力线的利用率，调整了相邻磁极上的磁力线分布，降低了转矩波动，并且限制了第三磁路的漏磁现象，第一空气槽的存在极大地提升了电机的输出转矩；从而解决了到达交替极的磁力线磁路过长导致电机的输出转矩下降、转矩波动较大，以及存在电机转轴漏磁现象导致电机的输出转矩下降的问题。
本实施例还提供了一种永磁电机，包括转子组件，上述转子组件为如上实施例中描述的转子组件。如此设置，能够解决到达交替极的磁力线磁路过长导致电机的输出转矩下降、转矩波动较大，以及存在电机转轴漏磁现象导致电机的输出转矩下降的问题。该有益效果的推导过程和上述转子组件所带来的有益效果的推导过程大致类似，故在此不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (23)
1.一种转子组件，包括设有轴孔(2)和多个永磁体槽的转子铁芯，相邻的两个所述永磁体槽之间形成交替极(3),其特征在于，所述转子铁芯还设有沿所述轴孔(2)的周向分布的第一空气槽(5)，且所述第一空气槽(5)设置在所述轴孔(2)与所述永磁体槽之间。
2.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第一空气槽(5)为一个，且所述第一空气槽(5)的两端未贯通、以在所述第一空气槽(5)的两端之间形成桥接部(4)；或者，所述第一空气槽(5)至少为两个，且相邻的两个所述第一空气槽(5)未贯通、以在相邻的两个所述第一空气槽(5)之间形成桥接部(4)。
3.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第一空气槽(5)包括多段，每段所述第一空气槽(5)的两端分别靠近于所述永磁体槽的中心和所述交替极(3)的中心，且沿每段所述第一空气槽(5)的两端至中部方向逐渐向所述轴孔(2)靠近。
4.如权利要求3所述的转子组件，其特征在于，每段所述第一空气槽(5)为弧形。
5.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第一空气槽(5)为多边形环状结构。
6.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第一空气槽(5)为圆环结构。
7.如权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述桥接部(4)的两个侧边与所述转子铁芯的径向平行；或者，所述桥接部(4)的两个侧边倾斜设置、且倾斜方向与所述转子铁芯的径向形成夹角。
8.如权利要求1-7任一项所述的转子组件，其特征在于，所述永磁体槽的端部位置相对远离所述转子铁芯的中心的一侧设有第二空气槽(6)。
9.如权利要求8所述的转子组件，其特征在于，所述永磁体槽的端部位置相对靠近所述转子铁芯的中心的一侧设有第三空气槽(7)。
10.如权利要求8所述的转子组件，其特征在于，任意一个所述永磁体槽的端部位置的所述第二空气槽(6)，沿该端部位置至该所述永磁体槽的中部方向宽度逐渐增大。
11.如权利要求9所述的转子组件，其特征在于，任意一个所述永磁体槽的端部位置的所述第三空气槽(7)，沿该端部位置至该所述永磁体槽的中部方向宽度逐渐增大后再逐渐减小。
12.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述永磁体槽沿径向方向上的厚度为t1，所述第一空气槽(5)沿径向方向上的厚度为t3，其中，0.7＜t1/t3＜1.1。
13.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第一空气槽(5)最靠近所述永磁体槽的位置到所述永磁体槽的径向距离为t2，所述第一空气槽(5)沿径向方向上的厚度为t3，所述第一空气槽(5)最靠近所述轴孔(2)的位置到所述轴孔(2)的径向距离为t4，其中，3t2≤2t3≤t4。
14.如权利要求9所述的转子组件，其特征在于，位于同一个所述永磁体槽的两端位置的两个所述第二空气槽(6)之间的距离为w1，位于同一个所述交替极(3)的两个所述第三空气槽(7)之间的距离为w3，其中，0.9＜w1/w3＜1.1。
15.如权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述桥接部(4)的宽度为w4，所述桥接部(4)两侧的所述第一空气槽(5)的外侧边向所述交替极(3)的中心方向的延长线形成的最小夹角为a2，所述第一空气槽(5)沿径向方向上的厚度为t3，其中，
16.如权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述第一空气槽(5)的外侧边向所述永磁体槽的中心方向延伸形成的最小夹角为a1，所述桥接部(4)两侧的所述第一空气槽(5)的外侧边向所述交替极(3)的中心方向的延长线形成的最小夹角为a2，所述桥接部(4)最靠近所述转子铁芯的外周缘的位置到所述转子铁芯的外周缘的径向距离为w5，所述永磁体槽的端部位置相对远离所述转子铁芯的中心的一侧设有第二空气槽(6)，位于同一个所述永磁体槽的两端位置的两个所述第二空气槽(6)之间的距离为w1，所述转子组件的极对数为p，其中，
17.如权利要求8所述的转子组件，其特征在于，所述永磁体槽的宽度为w2，位于同一个所述永磁体槽的两端位置的两个所述第二空气槽(6)之间的距离为w1，其中，0.7＜w1/w2＜0.9。
18.如权利要求8所述的转子组件，其特征在于，所述第二空气槽(6)靠近所述永磁体槽的中心的一侧与所述永磁体槽形成的夹角为a3，其中，80°＜a3＜110°。
19.如权利要求8所述的转子组件，其特征在于，所述第二空气槽(6)靠近所述永磁体槽的一侧到所述永磁体槽的距离为t5，所述第二空气槽(6)靠近所述转子铁芯的外周缘的一侧到所述转子铁芯的外周缘的距离为t6，其中，1.1＜t6/t5＜2。
20.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第一空气槽(5)内填充有非导磁材料。
21.如权利要求9所述的转子组件，其特征在于，所述第二空气槽(6)和/或所述第三空气槽(7)内填充有非导磁材料。
22.如权利要求1所述的转子组件，其特征在于，相邻的两个所述永磁体槽之间为软磁材料。
23.一种永磁电机，包括转子组件，其特征在于，所述转子组件为如权利要求1-22任一项所述的转子组件。
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