CN112653270B - 转子结构及电机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种转子结构及电机。转子结构包括n个径向永磁体，所有所述径向永磁体呈环形分布；n个连接件，均匀分布于所述径向永磁体构成的环形的外表面上，且相邻两个连接件之间构成一个安装槽；n个切向永磁体，每一所述切向永磁体设置于一个所述安装槽内，且相邻的两个所述切向永磁体且所述切向永磁体与所述径向永磁体之间具有第一间距。本发明提供的转子结构及电机，利用径向永磁体和切向永磁体的耦合构成混合磁场，突破空间限制，大幅提升转子磁性能，并且能够有效的克服转子磁极间磁路漏磁的问题，解决了行业转子磁性能受结构限制的瓶颈技术问题，提升电机功率密度。
Description
技术领域
本发明涉及驱动设备技术领域，特别是一种转子结构及电机。
背景技术
家用电器风机直流化逐步成为趋势，目前行业采用无刷电机均为径向磁场表贴结构，电机功率密度较低且材料利用率低。受电机原材料市场价格上涨，高功率密度电机成为无刷直流电机发展趋势。在永磁电机中，为了提高电机性能，通常需要获得较高的转子磁性能，在有限结构下，相比表贴式与内嵌径向式转子，内置切向式转子结构可有效增大磁通面积，提高有效气隙磁通，进而提升电机性能。但内嵌切向式结构永磁体受径向方向内侧与外侧设计隔磁桥限制，存在一定的漏磁导致性能下降，转子的结构强度与隔磁效果相互制约。
发明内容
为了解决现有技术中内嵌切向式结构永磁体受径向方向内侧与外侧设计隔磁桥限制，存在一定的漏磁导致性能下降的技术问题，而提供一种由径向永磁体和切向永磁体提供混合磁场而解决磁路漏磁的转子结构及电机。
一种转子结构，包括：
n个径向永磁体，所有所述径向永磁体呈环形分布；
n个连接件，均匀分布于所述径向永磁体构成的环形的外表面上，且相邻两个连接件之间构成一个安装槽；
n个切向永磁体，每一所述切向永磁体设置于一个所述安装槽内，且相邻的两个所述切向永磁体且所述切向永磁体与所述径向永磁体之间具有第一间距；
与同一所述连接件接触的所述切向永磁体的部分和所述径向永磁体的部分的磁极相同；
n≥2。
所述径向永磁体具有相对的N极和S极，且相邻两个所述径向永磁体中，一个所述径向永磁体的N极朝向所述环形的内部，另一所述径向永磁体的S极朝向所述环形的内部。
所述切向永磁体具有相对的N极和S极，且相邻的两个所述切向永磁体的N极与同一所述连接件接触；或相邻的两个所述切向永磁体的S极与同一所述连接件接触。
所述切向永磁体包括并列设置的两个磁钢，且在同一所述切向永磁体中的两个所述磁钢，一个所述磁钢构成所述切向永磁体的N极，另一所述磁钢构成所述切向永磁体的S极。
所述连接件包括相互连接的第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的第一端抵接于所述径向永磁体上，所述第二连接件设置于所述第一连接件的第二端上，且相邻两个所述第二连接件之间构成所述安装槽。
沿靠近所述径向永磁体的方向，所述第一连接件的宽度逐渐增加，且相邻两个所述第一连接件之间具有第二间距，所述第一间距和所述第二间距共同构成所述转子结构的隔磁间隙。
所述第二连接件的截面为扇形，所述第一连接件设置于所述扇形的顶点处。
所述第二连接件的侧面上凹陷形成第一凹槽，且相邻的两个所述第二连接件的两个所述第一凹槽构成一个所述安装槽。
所述切向永磁铁的截面为长方形，且构成同一所述安装槽的两个所述第一凹槽的底面相互平行。
所述转子结构还包括导磁铁芯，所述导磁铁芯设置于所述径向永磁体构成的所述环形的内部。
相邻的两个所述连接件中，一个所述连接件与相对应所述切向永磁体的N极和所述径向永磁体的N极接触构成所述转子结构的N极，另一所述连接件与相对应的所述切向永磁体的S极和所述径向永磁体的S极接触构成所述转子结构的S极。
所述转子结构还包括注塑外壳，所述注塑外壳对所有所述径向永磁体和所有所述连接件进行包覆。
一种电机，包括上述的转子结构。
本发明提供的转子结构及电机，利用径向永磁体和切向永磁体的耦合构成混合磁场，突破空间限制，大幅提升转子磁性能，并且能够有效的克服转子磁极间磁路漏磁的问题，解决了行业转子磁性能受结构限制的瓶颈技术问题，提升电机功率密度。
附图说明
图1为本发明提供的转子结构及电机的实施例的转子结构的结构示意图；
图2为本发明提供的转子结构及电机的实施例的转子结构的***图；
图3为本发明提供的转子结构及电机的实施例的连接件的结构示意图；
图4为本发明提供的转子结构及电机的实施例的径向永磁体及导磁铁芯的结构示意图；
图中：
1、径向永磁体；2、连接件；21、安装槽；22、第一连接件；23、第二连接件；3、切向永磁体；4、导磁铁芯。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图4所示的转子结构，包括n个径向永磁体1，所有所述径向永磁体1呈环形分布；n个连接件2，均匀分布于所述径向永磁体1构成的环形的外表面上，且相邻两个连接件2之间构成一个安装槽21，优选的，所有所述连接件2构成转子铁芯；n个切向永磁体3，每一所述切向永磁体3设置于一个所述安装槽21内，且相邻的两个所述切向永磁体3且所述切向永磁体3与所述径向永磁体1之间具有第一间距，避免切向永磁体3与径向永磁体1接触产生排斥力而影响转子结构的可靠性；与同一所述连接件2接触的所述切向永磁体3的部分和所述径向永磁体1的部分的磁极相同，也就相邻的两个切向永磁体3的N极经连接件2形成合并后的N极，同时径向永磁体1对应的N极经过连接件2与切向永磁体3合并后的N极再次合并构成转子结构的N极，同理，相邻的两个切向永磁体3的S极经连接件2形成合并后的S极，同时径向永磁体1对应的S极经过连接件2与切向永磁体3合并后的S极再次合并构成转子结构的S极，实现不同空间方向磁场间的耦合，形成切向与径向混合磁场转子；n≥2。
其中，所有所述径向永磁体1由一个环形磁钢制成，并根据所需要的磁极数量利用充磁头进行对应充磁操作，从而使所有所述径向永磁体形成一体化结构。
如图1中所示，n＝10，所述转子结构构成5对N极和S极。
所述径向永磁体1具有相对的N极和S极，且相邻两个所述径向永磁体1中，一个所述径向永磁体1的N极朝向所述环形的内部，另一所述径向永磁体1的S极朝向所述环形的内部，使得相邻两个径向永磁体1能够相互吸引从而形成结构可靠的环形，并使环形的外表面上构成相互间隔的N极和S极，便于连接件2和切向永磁体3与对应的磁极进行匹配设置。
所述切向永磁体3具有相对的N极和S极，且相邻的两个所述切向永磁体3的N极与同一所述连接件2接触，从而使连接件2能够对相邻的两个所述切向永磁体3的N极进行合并；同理，或相邻的两个所述切向永磁体3的S极与同一所述连接件2接触，使连接件2能够对相邻的两个所述切向永磁体3的S极进行合并。
所述切向永磁体3包括并列设置的两个磁钢，且在同一所述切向永磁体3中的两个所述磁钢，一个所述磁钢构成所述切向永磁体3的N极，另一所述磁钢构成所述切向永磁体3的S极，方便对切向永磁体3的压铸生产和充磁。
所述连接件2包括相互连接的第一连接件22和第二连接件23，所述第一连接件22的第一端抵接于所述径向永磁体1上，所述第二连接件23设置于所述第一连接件22的第二端上，且相邻两个所述第二连接件23之间构成所述安装槽21，利用第一连接件22使切向永磁体3与径向永磁体1之间构成所述第一间距，同时也更加有效的使径向永磁体1的磁极与对应的第二连接件23上合并后的磁极进行合并，有效的克服转子磁极间磁路漏磁的问题。
沿靠近所述径向永磁体1的方向，所述第一连接件22的宽度逐渐增加，且相邻两个所述第一连接件22之间具有第二间距，所述第一间距和所述第二间距共同构成所述转子结构的隔磁间隙，利用第一连接件22的宽度变化适当增大径向永磁体构成的径向磁场进入切向永磁体构成的切向磁场的导磁能力，过小会导致径向磁场饱和无法实现径向磁场进入切向主磁场，过大会导致径向磁场内部漏磁增加。
所述第二连接件23的截面为扇形，所述第一连接件22设置于所述扇形的顶点处，也即利用多个扇形的第二连接件23与对应的切向永磁体3共同围成一个与径向永磁体1所围成的环形同轴线的环形，保证转子结构的截面为圆形或类圆形。
所述第二连接件23的侧面上凹陷形成第一凹槽，且相邻的两个所述第二连接件23的两个所述第一凹槽构成一个所述安装槽21，利用两个相对的第一凹槽实现对一个所述切向永磁体3的卡合，也即使安装槽21的开口尺寸小于安装槽21的内部尺寸，保证切向永磁体3安装的可靠性。
所述切向永磁铁的截面为长方形，且构成同一所述安装槽21的两个所述第一凹槽的底面相互平行，方便对切向永磁体3的压铸生产，同时也方便对切向永磁体3的固定。
所述转子结构还包括导磁铁芯4，所述导磁铁芯4设置于所述径向永磁体1构成的所述环形的内部，进一步提升径向永磁体1的供磁能力，提升电机效率，其中所述导磁铁芯4的截面为环形，且所述导磁铁芯4的环形的外边沿与所述径向永磁体构成的环形的内边沿重合。
相邻的两个所述连接件2中，一个所述连接件2与相对应所述切向永磁体3的N极和所述径向永磁体1的N极接触构成所述转子结构的N极，另一所述连接件2与相对应的所述切向永磁体3的S极和所述径向永磁体1的S极接触构成所述转子结构的S极，使转子结构的外表面形成相互间隔的N极和S极。
所述转子结构还包括注塑外壳，所述注塑外壳对所有所述径向永磁体1和所有所述连接件2进行包覆，利用尼龙或PCT等塑料材料对已经配合好的径向永磁体1和切向永磁体3进行注塑，从而使转子结构形成一体，增加转子结构的强度和可靠性。
一种电机，包括上述的转子结构。
生产本技术方案中的转子结构的步骤如下：
第一步：利用冲压模具将硅钢片叠压成用于安装切向永磁体的转子铁芯(所有连接件)和设置于径向永磁体构成的环形内部的导磁铁芯；
第二步：利用压铸模将磁粉压铸成切向永磁体的磁钢及径向转子的磁钢；
第三步：切向永磁体的充磁方向与转子结构的切线方向相平行，且同一切向永磁体上的两个磁钢的充磁方向相反，径向永磁体的充磁方向与转子结构的轴线方向相平行；
第四步：将切向永磁体内嵌于所述连接件构成的安装槽内，形成切向转子部；
第五步：将径向永磁体粘贴于导磁铁芯表面构成径向转子部；
第六步：将径向转子部嵌入切向转子部内，使得切向转子部的连接件与径向转子部连通；
第七步：将第六步中构成的结构放入至注塑模具内，通过尼龙或PBT等包塑料注塑为一体制成转子。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种转子结构，其特征在于：包括：
n个径向永磁体(1)，所有所述径向永磁体(1)呈环形分布；
n个连接件(2)，均匀分布于所述径向永磁体(1)构成的环形的外表面上，且相邻两个连接件(2)之间构成一个安装槽(21)；
n个切向永磁体(3)，每一所述切向永磁体(3)设置于一个所述安装槽(21)内，且所述切向永磁体(3)与所述径向永磁体(1)之间具有第一间距；
与同一所述连接件(2)接触的所述切向永磁体(3)的部分和所述径向永磁体(1)的部分的磁极相同；
n≥2；
所述连接件(2)包括相互连接的第一连接件(22)和第二连接件(23)，所述第一连接件(22)的第一端抵接于所述径向永磁体(1)上，所述第二连接件(23)设置于所述第一连接件(22)的第二端上，且相邻两个所述第二连接件(23)之间构成所述安装槽(21)；
沿靠近所述径向永磁体(1)的方向，所述第一连接件(22)的宽度逐渐增加，且相邻两个所述第一连接件(22)之间具有第二间距，所述第一间距和所述第二间距共同构成所述转子结构的隔磁间隙。
2.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于：所述径向永磁体(1)具有相对的N极和S极，且相邻两个所述径向永磁体(1)中，一个所述径向永磁体(1)的N极朝向所述环形的内部，另一所述径向永磁体(1)的S极朝向所述环形的内部。
3.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于：所述切向永磁体(3)具有相对的N极和S极，且相邻的两个所述切向永磁体(3)的N极与同一所述连接件(2)接触；或相邻的两个所述切向永磁体(3)的S极与同一所述连接件(2)接触。
4.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于：所述切向永磁体(3)包括并列设置的两个磁钢，且在同一所述切向永磁体(3)中的两个所述磁钢，一个所述磁钢构成所述切向永磁体(3)的N极，另一所述磁钢构成所述切向永磁体(3)的S极。
5.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于：所述第二连接件(23)的截面为扇形，所述第一连接件(22)设置于所述扇形的顶点处。
6.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于：所述第二连接件(23)的侧面上凹陷形成第一凹槽，且相邻的两个所述第二连接件(23)的两个所述第一凹槽构成一个所述安装槽(21)。
7.根据权利要求6所述的转子结构，其特征在于：所述切向永磁体(3)的截面为长方形，且构成同一所述安装槽(21)的两个所述第一凹槽的底面相互平行。
8.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于：所述转子结构还包括导磁铁芯(4)，所述导磁铁芯(4)设置于所述径向永磁体(1)构成的所述环形的内部。
9.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于：相邻的两个所述连接件(2)中，一个所述连接件(2)与相对应所述切向永磁体(3)的N极和所述径向永磁体(1)的N极接触构成所述转子结构的N极，另一所述连接件(2)与相对应的所述切向永磁体(3)的S极和所述径向永磁体(1)的S极接触构成所述转子结构的S极。
10.根据权利要求1所述的转子结构，其特征在于：所述转子结构还包括注塑外壳，所述注塑外壳对所有所述径向永磁体(1)和所有所述连接件(2)进行包覆。
11.一种电机，其特征在于：包括权利要求1至10中任一项所述的转子结构。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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