CN116191728A - 转子结构和电机 - Google Patents

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CN116191728A CN202310101892.3A CN202310101892A CN116191728A CN 116191728 A CN116191728 A CN 116191728A CN 202310101892 A CN202310101892 A CN 202310101892A CN 116191728 A CN116191728 A CN 116191728A
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韩雪秋
李霞
张站立
史进飞
肖勇
李莹
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Abstract

本发明提供了一种转子结构和电机。该转子结构包括转子铁芯,转子铁芯由多个转子冲片叠压而成,在一个磁极下,转子铁芯上开设有沿径向方向延伸的磁钢槽,磁钢槽内设置有永磁体,磁钢槽的周向两侧分别开设有狭缝槽,狭缝槽包括沿垂直于q轴的方向延伸的第一部分和沿d轴方向延伸的第二部分,狭缝槽沿q轴方向设置有n层,n≥2,第一部分的狭缝槽沿q轴方向的宽度为L0,转子铁芯的中心开设有轴孔,转子铁芯的半径为R,轴孔的半径为r,(∑L0)/(R‑r)=0.3~0.5。根据本发明的转子结构,能够对转子结构进行优化,进一步提升电机的凸极比,使得电机的磁阻转矩得到进一步提升。

Description

转子结构和电机
技术领域
本发明涉及电机技术领域,具体而言,涉及一种转子结构和电机。
背景技术
切向永磁电机具有功率密度高、效率高、可靠性高的特点,内置式转子的永磁体放置在转子铁芯的内部,不需要绑扎,可以适应高速运行的场合,不易产生退磁,且转子的结构不对称,电机的凸极比较大,与表贴式永磁电机相比可以同时产生永磁转矩和磁阻转矩,且切向永磁电机的永磁体采用切向充磁的方式,一个极距下相邻两个永磁体可以并联输出,使得气隙磁密大于永磁体的磁密,利用这种聚磁效应可以进一步提高电机的输出转矩。
然而该切向永磁电机当前所面临的问题在于,缺少对结构进行继续优化的手段,使得电机的凸极比仍然受限,电机的磁阻转矩提升手段十分有限,阻碍的电机的工作性能的进一步提升。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种转子结构和电机,能够对转子结构进行优化,进一步提升电机的凸极比,使得电机的磁阻转矩得到进一步提升。
为了实现上述目的,根据本发明的一方面,提供了一种转子结构,包括转子铁芯,转子铁芯由多个转子冲片叠压而成,在一个磁极下,转子铁芯上开设有沿径向方向延伸的磁钢槽,磁钢槽内设置有永磁体,磁钢槽的周向两侧分别开设有狭缝槽,狭缝槽包括沿垂直于q轴的方向延伸的第一部分和沿d轴方向延伸的第二部分,狭缝槽沿q轴方向设置有n层,n≥2,第一部分的狭缝槽沿q轴方向的宽度为L0,转子铁芯的中心开设有轴孔,转子铁芯的半径为R,轴孔的半径为r,(∑L0)/(R-r)=0.3~0.5。
进一步地,第一部分的各狭缝槽沿q轴方向的宽度不等。
进一步地,第一部分的狭缝槽的宽度最大值与最小值之间的比值z满足1<z≤2。
进一步地,永磁体沿q轴方向的长度为m0,磁钢槽沿q轴方向的长度为L,(L-m0)/m0=0.2~0.3。
进一步地,转子铁芯上还设置有分隔筋,分隔筋包括位于磁钢槽与狭缝槽之间的第一分隔筋,以及位于狭缝槽和转子铁芯的外圆之间的第二分隔筋,第一分隔筋的宽度为m1,第二分隔筋的宽度为m2,m1<1mm,m2<1mm。
进一步地,0.3mm≤m1≤0.5mm,0.3mm≤m2≤0.5mm。
进一步地,转子铁芯上还设置有分隔筋,分隔筋包括位于狭缝槽和转子铁芯的外圆之间的第二分隔筋,第二分隔筋的宽度为m2,第二分隔筋的弧长为L4,L4/m2=5~9。
进一步地,转子铁芯上还设置有分隔筋,分隔筋包括位于磁钢槽与狭缝槽之间的第一分隔筋,第一分隔筋的宽度为m1,磁钢槽沿垂直于q轴方向的宽度为b,m1/b=0.05~0.1。
进一步地,转子铁芯上还设置有分隔筋,分隔筋包括位于磁钢槽与狭缝槽之间的第一分隔筋,第一分隔筋的宽度为m1,L0/m1=3~6。
进一步地,第一部分沿着转子铁芯的外圆到轴孔的方向长度依次增加,位于磁钢槽第一侧的第一部分的径向最外层边缘和径向最内层边缘的连线为第一连线,位于磁钢槽第二侧的第一部分的径向最外层边缘和径向最内层边缘的连线为第二连线,第一连线和第二连线之间的夹角为α,α≥60°。
进一步地,沿q轴方向,相邻的狭缝槽之间的最小间隔为L1,L1>L0。
进一步地,L1/L0=1.4~1.5。
进一步地,第一部分位于转子铁芯最外侧的狭缝槽与转子铁芯的外圆之间的距离为第一部分的狭缝槽沿q轴方向的间隔距离的最小值。
进一步地,第二部分的狭缝槽沿垂直于d轴方向的宽度为L2,L2/L0=0.9~1.1。
进一步地,第二部分的狭缝槽沿垂直于d轴方向分布的间隔距离从靠近永磁体一侧向远离永磁体一侧的方向呈非均匀排布。
进一步地,第一部分的狭缝槽和第二部分的狭缝槽之间的夹角为β,145°≤β<180°。
进一步地,第一部分的狭缝槽和第二部分的狭缝槽的层数相同。
进一步地,磁钢槽沿q轴方向的长度为L,L/(R-r)=0.8~0.9。
进一步地,磁钢槽沿q轴方向的长度为L,L/(∑L0)≥2。
进一步地,磁钢槽与永磁体之间的空隙填充有非导磁性物质。
进一步地,永磁体的充磁方向为切向,永磁体的形状为矩形。
进一步地,永磁体包括沿q轴方向间隔设置的多个分块。
进一步地,相邻分块之间的间隔段宽度为L5,L5大于或等于该间隔段两侧的狭缝槽的宽度L0。
进一步地,分块沿q轴方向的长度小于或等于该分块两侧的相邻狭缝槽之间的最小间隔L1。
进一步地,相邻分块之间的间隔段与狭缝槽相对或者错开预设距离放置。
进一步地,永磁体为整体式结构。
进一步地,在垂直于转子铁芯的中心轴线的截面内,轴孔由多段曲线形成或由曲线和直线的组合形成,轴孔的中心与外缘之间的距离大于或等于半径r。
根据本发明的另一方面,提供了一种电机,包括定子结构和转子结构,该转子结构为上述的转子结构,定子结构和转子结构之间形成气隙。
应用本发明的技术方案,转子结构包括转子铁芯,转子铁芯由多个转子冲片叠压而成,在一个磁极下,转子铁芯上开设有沿径向方向延伸的磁钢槽,磁钢槽内设置有永磁体,磁钢槽的周向两侧分别开设有狭缝槽,狭缝槽包括沿垂直于q轴的方向延伸的第一部分和沿d轴方向延伸的第二部分,狭缝槽沿q轴方向设置有n层,n≥2,第一部分的狭缝槽沿q轴方向的宽度为L0,转子铁芯的中心开设有轴孔,转子铁芯的半径为R,轴孔的半径为r,(∑L0)/(R-r)=0.3~0.5。该转子结构在永磁体的周向两侧分别设置狭缝槽,利用永磁体形成永磁转矩,利用狭缝槽形成磁阻转矩,保证电机同时具有永磁转矩和磁阻转矩,从而提高电机的输出转矩,同时,通过限定狭缝槽沿q轴方向的宽度之和与转子铁芯的内外孔半径之差之间的比例关系,使得沿q轴方向分布的狭缝槽在转子铁芯的内外缘之间的占比合理,保证磁路的走向合理,且磁力线通过转子铁芯形成闭合回路,增大电机的凸极比,减少漏磁,增大电机的电磁转矩,进而增大电机的输出转矩。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了本发明的实施例的转子结构的结构示意图;
图2示出了本发明的实施例的转子结构的一个极的放大结构图;以及
图3示出了本发明的另一实施例的转子结构的结构示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
1、转子铁芯;2、转子冲片;3、磁钢槽;4、狭缝槽;41、第一部分;42、第二部分;5、轴孔;6、分隔筋;61、第一分隔筋;62、第二分隔筋;7、永磁体;71、分块;72、间隔段。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
结合参见图1至图3所示,根据本发明的实施例,转子结构包括转子铁芯1,转子铁芯1由多个转子冲片2叠压而成,在一个磁极下,转子铁芯1上开设有沿径向方向延伸的磁钢槽3,磁钢槽3内设置有永磁体7,磁钢槽3的周向两侧分别开设有狭缝槽4,狭缝槽4包括沿垂直于q轴的方向延伸的第一部分41和沿d轴方向延伸的第二部分42,狭缝槽4沿q轴方向设置有n层,n≥2,第一部分41的狭缝槽4沿q轴方向的宽度为L0,转子铁芯1的中心开设有轴孔5,转子铁芯1的半径为R,轴孔5的半径为r,(∑L0)/(R-r)=0.3~0.5。
该转子结构在永磁体7的周向两侧分别设置狭缝槽4,利用永磁体7形成永磁转矩,利用狭缝槽4形成磁阻转矩,保证电机同时具有永磁转矩和磁阻转矩,从而提高电机的输出转矩,同时,通过限定狭缝槽4沿q轴方向的宽度之和∑L0与转子铁芯的内外孔半径之差R-r之间的比例关系,使得沿q轴方向分布的狭缝槽4在转子铁芯1的内外缘之间的占比合理,保证磁路的走向合理,且磁力线通过转子铁芯形成闭合回路,从而优化转子结构,增大电机的凸极比,减少漏磁,增大电机的磁阻转矩,进而增大电机的输出转矩。
在一个实施例中,磁钢槽3和狭缝槽4沿转子铁芯1的中心轴线在周向方向均匀分布,电机的极数不少于6极。
在一个实施例中,第二部分42的狭缝槽4沿垂直于d轴方向分布的间隔距离从靠近永磁体7一侧向远离永磁体7一侧的方向呈非均匀排布。
在一个实施例中,第一部分41的狭缝槽4沿q轴方向分布的间隔距离从靠近轴孔5一侧向轴孔5一侧的方向呈非均匀排布。
在一个实施例中,第一部分41位于转子铁芯1最外侧的狭缝槽4与转子铁芯1的外圆之间的距离为第一部分41的狭缝槽4沿q轴方向的间隔距离的最小值。
相邻的狭缝槽4之间的宽度为导磁通道的宽度,导磁通道的宽度越小,可以通过的磁力线数量越小,磁路越容易达到饱和,对于电机而言,导磁通道的路径越长,磁阻越大,磁力线的通过效率越低,越靠近转子外圆,则导磁通道的路径越短,磁阻越小,磁力线的通过效率越高,为了保证磁力线的一致性,使得导磁通道越靠近转子外圆,宽度越小,可以利用导磁通道的宽度调节使得导磁通道的长度与宽度形成匹配,使得各个导磁通道的磁力线通过数量平衡性更好,磁阻转矩与永磁转矩之和能够达到较高水平,从而可以提高电机的总体转矩,进而提高电机的转矩输出。
在一个实施例中,狭缝槽4的宽度最大值与最小值之间的比值z满足1<z≤2。
通过上述限定,可以对狭缝槽4的结构和设置位置进行优化,更加有效地保证转子铁芯1上狭缝槽4的位置及狭缝槽4占转子铁芯1的面积,使电机的转子铁芯1的d轴和q轴磁路呈现不对称结构,增大电机的凸极比,提高磁阻转矩,在永磁体7的用量不发生变化的情况下,使得电机输出转矩变大。
在一个实施例中,第一部分41的各狭缝槽4沿q轴方向的宽度不等。能够保证狭缝槽宽度不相等,增加转子d、q轴得不对称性,提升电机的凸极比,可以增大电机的磁阻转矩。
在一个实施例中,永磁体7沿q轴方向的长度为m0,磁钢槽3沿q轴方向的长度为L,(L-m0)/m0=0.2~0.3。此处的永磁体7沿q轴方向的长度为m0是指永磁体7靠近转子外圆一侧的边缘与永磁体7靠近轴孔5一侧的边缘之间的距离。
磁钢槽3沿q轴方向的长度L为磁钢槽3靠近转子外圆的边缘与磁钢槽3靠近轴孔5的边缘之间的距离。
在本实施例中,通过控制磁钢槽3与永磁体7之间的空隙宽度与永磁体7沿q轴方向的长度m0之间的关系,能够合理限定永磁体7的长度,使永磁体7与磁钢槽在轴孔侧之间存在气隙,可以有效的克制切向电机在近轴侧的漏磁现象。
永磁体采用切向充磁时相邻两个永磁体之间存在聚磁效应,如果不在磁钢和磁钢槽间设置隔磁结构,磁力线在靠近轴会沿铁芯和轴分布,造成电机运行时产生轴电压等问题,合理设置磁钢的长度与气隙的关系可以有效隔磁。
在一个实施例中,转子铁芯1上还设置有分隔筋6,分隔筋6包括位于磁钢槽3与狭缝槽4之间的第一分隔筋61,以及位于狭缝槽4和转子铁芯1的外圆之间的第二分隔筋62,第一分隔筋61的宽度为m1,第二分隔筋62的宽度为m2,m1<1mm,m2<1mm。
在本实施例中,保证垂直于q轴的第一部分41的狭缝槽4与磁钢槽3之间的第一分隔筋61和沿d轴方向延伸的第二部分42的狭缝槽4与转子外圆之间的第二分隔筋62的宽度均小于1mm,可以利用磁场饱和来避免漏磁,增大磁场的利用率。
在一个实施例中,0.3mm≤m1≤0.5mm,0.3mm≤m2≤0.5mm。
在本实施例中,通过限定m1和m2的上下限,既可以保证分隔筋的宽度,使分隔筋处容易达到磁饱和,减少漏磁,用磁场饱和来避免漏磁,增大磁场的利用率,又能够避免m1和m2的取值过小降低电机的机械强度,使得转子结构的磁场性能和结构强度均能够得到有效保证。
在一个实施例中,转子铁芯1上还设置有分隔筋6,分隔筋6包括位于狭缝槽4和转子铁芯1的外圆之间的第二分隔筋62,第二分隔筋62的宽度为m2,第二分隔筋62的弧长为L4,L4/m2=5~9。
通过对第二分隔筋62的宽度m2以及第二分隔筋62的弧长L4之间的比例进行限定,可以保证第二分隔筋62的长度和磁障端部的弧长之间的比值合理,保证转子在运行过程中机械强度符合标准,同时第二分隔筋62可以起到有效的隔磁效果。
在一个实施例中,转子铁芯1上还设置有分隔筋6,分隔筋6包括位于磁钢槽3与狭缝槽4之间的第一分隔筋61,第一分隔筋61的宽度为m1,磁钢槽3沿垂直于q轴方向的宽度为b,m1/b=0.05~0.1。
通过限定第一分隔筋61的宽度m1与磁钢槽3的宽度b之间的关系,保证磁钢槽3的宽度b在合理范围,在保证磁场强度的基础上,不破坏转子结构的机械强度。
在一个实施例中,转子铁芯1上还设置有分隔筋6,分隔筋6包括位于磁钢槽3与狭缝槽4之间的第一分隔筋61,第一分隔筋61的宽度为m1,L0/m1=3~6。
通过限定狭缝槽4的宽度L0与第一分隔筋61的宽度为m1之间的关系,可以保证永磁体7与垂直于q轴的第一部分41的狭缝槽4之间的第一分隔筋61与垂直于q轴的狭缝槽4的宽度的比值合适,从而避免转子结构在运动时发生形变,提高转子结构的结构稳定性和运行可靠性。
在一个实施例中,第一部分41沿着转子铁芯1的外圆到轴孔5的方向长度依次增加,位于磁钢槽3第一侧的第一部分41的径向最外层边缘和径向最内层边缘的连线为第一连线,位于磁钢槽3第二侧的第一部分41的径向最外层边缘和径向最内层边缘的连线为第二连线,第一连线和第二连线之间的夹角为α,α≥60°。
通过限定第一部分41在磁钢槽3两侧的狭缝槽4远离磁钢槽3一侧的边缘连线所形成的夹角,可以对狭缝槽4的长度变化进行限制,保证垂直于q轴方向的狭缝槽4的长度变化所形成的倾斜角度大于或等于60°,更加有利于增大电机的Lq/Ld的比值,增大电机的磁阻转矩。
在一个实施例中,沿q轴方向,相邻的狭缝槽4之间的最小间隔为L1,L1>L0。
通过限定相邻的狭缝槽4之间的最小间隔L1与垂直于q轴的狭缝槽4在q轴方向的宽度L0之间的关系,可以保证垂直于q轴的狭缝槽4的宽度,增大q轴的电感,利用增大电机的凸极比增大磁阻转矩,提高电机的功率密度。
在一个实施例中,L1/L0=1.4~1.5,可以对L1与L0之间的关系进行优化,保证狭缝槽4的宽度与间隔距离搭配合理,保证转子结构的机械强度。
在一个实施例中,第二部分42的狭缝槽4沿垂直于d轴方向的宽度为L2,L2/L0=0.9~1.1。
在本实施例中,通过限定沿d轴方向延伸的狭缝槽4的宽度L2和垂直于q轴的狭缝槽4的宽度L0,之间的比例关系,能够使得第一部分41的狭缝槽4的宽度和第二部分42的狭缝槽4的宽度相适配,可以避免两者的宽度比例过大导致导磁通道宽度变化过大,影响磁路饱和的问题,使得永磁转矩能够得到更加充分的利用,从而能够从整体上提高电机的转矩输出。
在一个实施例中,第一部分41的狭缝槽4和第二部分42的狭缝槽4之间的夹角为β,145°≤β<180°。
在本实施例中,通过限定第一部分41的狭缝槽4和第二部分42的狭缝槽4之间的夹角β的范围,可以保证两个不同方向的狭缝槽4之间的夹角,提升电机的直轴电感和交轴电感的差值,提升电机的磁阻转矩,提高电机效率。
在一个实施例中,第一部分41的狭缝槽4和第二部分42的狭缝槽4的层数相同,可以使得每一层的狭缝槽4的结构基本相同,从而使得相邻狭缝槽4之间所形成的导磁通道的结构也基本一致,保证永磁体7在各个导磁通道内的磁力线通过效率基本一致,从而从整体上提高永磁体7的永磁转矩,提高电机的输出转矩。
在一个实施例中,磁钢槽3沿q轴方向的长度为L,L/(R-r)=0.8~0.9。
在转子铁芯1的外圆半径R和内圆半径r确定的情况下,磁钢槽3的长度相对于转子铁芯1的径向宽度的占比不超过90%,可以保证转子结构在运动的过程中的机械强度,避免转子结构发生变形。同时,磁钢槽3的长度相对于转子铁芯1的径向宽度的占比不小于80%,又能够充分利用转子铁芯1的结构空间,最大程度地布置永磁体7,使得永磁体7的永磁转矩能够得到充分利用,可以更好地与狭缝槽4所形成的磁阻转矩混合,增大电机的转子铁芯d轴和q轴磁路的不对称性,增大电机的凸极比,提高磁阻转矩,提高电机输出转矩。
在一个实施例中,磁钢槽3沿q轴方向的长度为L,L/(∑L0)≥2。
在本实施例中,通过限定磁钢槽3沿q轴方向的长度L与垂直于q轴的狭缝槽4在q轴方向的宽度之和∑L0之间的比例关系,可以利用磁钢槽3的两侧的狭缝槽4的宽度与磁钢槽3的宽度的比值限定导磁通道的宽度,利用导磁通道增强转子结构的结构强度,使得转子结构不会因为狭缝槽4的设置而降低机械强度。
在一个实施例中,磁钢槽3与永磁体7之间的空隙填充有非导磁性物质。
使用非导磁性物质填充空隙,能够利用非导磁性物质的非导磁性能避免转子铁芯出现漏磁,对永磁体7在磁钢槽3内的安装进行固定,保证永磁体7在磁钢槽3内安装的结构稳定性,并且增强转子结构的机械强度。
在一个实施例中,永磁体7的充磁方向为切向,永磁体7的形状为矩形。
在本实施例中,永磁体7沿着垂直于q轴的方向延伸。
在一个实施例中,永磁体7包括沿q轴方向间隔设置的多个分块71。
在本实施例中,永磁体7沿q轴方向分为多个分块71,多个分块71间隔设置,能够提高永磁体7的利用效率,降低永磁体7的成本,此外,还可以有效的减小齿槽转矩,降低转矩脉动。
在一个实施例中,相邻分块71之间的间隔段72宽度为L5,L5大于或等于该间隔段72两侧的狭缝槽4的宽度L0;分块71沿q轴方向的长度小于或等于该分块71两侧的相邻狭缝槽4之间的最小间隔L1。
由于相邻分块71之间的间隔段72的宽度限定了分块71之间的间隔,也相当于限定了分块71沿q轴方向的宽度,当相邻分块71之间的间隔段72的宽度L5大于或等于该间隔段72两侧的狭缝槽4的宽度L0时,可以使得相邻间隔段72之间的分块71的长度小于或等于两侧的导磁通道的宽度,导磁通道的宽度限定了磁路宽度,因此,当分块71的长度小于或等于磁路的宽度时,可以使得q轴方向的磁路不出现过多的饱和点,减小电机的转矩脉动。
在本实施例中,间隔段72包括空腔以及位于空腔周侧的分隔筋,分隔筋能够对分块71进行限位,方便进行各个分块71的安装固定,可以提高转子铁芯的结构强度,同时分隔筋的宽度较小,又能够有效防止漏磁,增大磁场的利用率。空腔内可以填充非导磁性物质,从而能够进一步提高转子结构的机械强度。
在一个实施例中,相邻分块71之间的间隔段72与狭缝槽4相对或者错开预设距离放置。
在一个实施例中,相邻分块71之间的间隔段72可以与狭缝槽4相对放置,也即间隔段72在q轴方向的中心线与同一层的狭缝槽4在q轴方向的中心线重合,该种结构下,可以减小q轴的磁阻,增大q轴电感,进而增大电机的凸极比,增大磁阻转矩。
在一个实施例中,相邻分块71之间的间隔段72与狭缝槽4之间也可以错开预设距离放置,该预设距离使得间隔段72在q轴上的投影至少一部分与狭缝槽4在q轴上的投影重合,使得永磁体7至少部分能够与导磁通道相对并且直接连通,保证永磁体7的磁力线可以顺利通过导磁通道,保证永磁体7的永磁转矩。
结合参见图3所示,在一个实施例中,永磁体7为整体式结构。
在本实施例中,磁钢槽3两侧的狭缝槽4关于q轴对称布置,永磁体7采用切向充磁,永磁体7与磁钢槽3在轴孔5一侧的空隙采用非导磁性物质进行填充。
在一个实施例中,在垂直于转子铁芯1的中心轴线的截面内,轴孔5由多段曲线形成或由曲线和直线的组合形成,轴孔5的中心与外缘之间的距离大于或等于半径r。
半径r为设定的轴孔半径。轴孔5的中心与外缘之间的距离大于或等于半径r,可以减小转轴附近发生漏磁的风险,避免电机的轴电压过高。
根据本发明的实施例,电机包括定子结构和转子结构,转子结构为上述的转子结构,定子结构和转子结构之间形成气隙。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (28)

1.一种转子结构,其特征在于,包括转子铁芯(1),所述转子铁芯(1)由多个转子冲片(2)叠压而成,在一个磁极下,所述转子铁芯(1)上开设有沿径向方向延伸的磁钢槽(3),所述磁钢槽(3)内设置有永磁体(7),所述磁钢槽(3)的周向两侧分别开设有狭缝槽(4),所述狭缝槽(4)包括沿垂直于q轴的方向延伸的第一部分(41)和沿d轴方向延伸的第二部分(42),所述狭缝槽(4)沿q轴方向设置有n层,n≥2,所述第一部分(41)的狭缝槽(4)沿q轴方向的宽度为L0,所述转子铁芯(1)的中心开设有轴孔(5),所述转子铁芯(1)的半径为R,所述轴孔(5)的半径为r,(∑L0)/(R-r)=0.3~0.5。
2.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,所述第一部分(41)的各所述狭缝槽(4)沿q轴方向的宽度不等。
3.根据权利要求2所述的转子结构,其特征在于,所述第一部分(41)的所述狭缝槽(4)的宽度最大值与最小值之间的比值z满足1<z≤2。
4.根据权利要求1所述的转子结构,其特征在于,所述永磁体(7)沿q轴方向的长度为m0,所述磁钢槽(3)沿q轴方向的长度为L,(L-m0)/m0=0.2~0.3。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述转子铁芯(1)上还设置有分隔筋(6),所述分隔筋(6)包括位于所述磁钢槽(3)与所述狭缝槽(4)之间的第一分隔筋(61),以及位于所述狭缝槽(4)和所述转子铁芯(1)的外圆之间的第二分隔筋(62),所述第一分隔筋(61)的宽度为m1,所述第二分隔筋(62)的宽度为m2,m1<1mm,m2<1mm。
6.根据权利要求5所述的转子结构,其特征在于,0.3mm≤m1≤0.5mm,0.3mm≤m2≤0.5mm。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述转子铁芯(1)上还设置有分隔筋(6),所述分隔筋(6)包括位于所述狭缝槽(4)和所述转子铁芯(1)的外圆之间的第二分隔筋(62),所述第二分隔筋(62)的宽度为m2,所述第二分隔筋(62)的弧长为L4,L4/m2=5~9。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述转子铁芯(1)上还设置有分隔筋(6),所述分隔筋(6)包括位于所述磁钢槽(3)与所述狭缝槽(4)之间的第一分隔筋(61),所述第一分隔筋(61)的宽度为m1,所述磁钢槽(3)沿垂直于q轴方向的宽度为b,m1/b=0.05~0.1。
9.根据权利要求5所述的转子结构,其特征在于,所述转子铁芯(1)上还设置有分隔筋(6),所述分隔筋(6)包括位于所述磁钢槽(3)与所述狭缝槽(4)之间的第一分隔筋(61),所述第一分隔筋(61)的宽度为m1,L0/m1=3~6。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述第一部分(41)沿着所述转子铁芯(1)的外圆到轴孔(5)的方向长度依次增加,位于所述磁钢槽(3)第一侧的所述第一部分(41)的径向最外层边缘和径向最内层边缘的连线为第一连线,位于所述磁钢槽(3)第二侧的所述第一部分(41)的径向最外层边缘和径向最内层边缘的连线为第二连线,所述第一连线和所述第二连线之间的夹角为α,α≥60°。
11.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,沿q轴方向,相邻的所述狭缝槽(4)之间的最小间隔为L1,L1>L0。
12.根据权利要求11所述的转子结构,其特征在于,L1/L0=1.4~1.5。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述第一部分(41)位于转子铁芯(1)最外侧的狭缝槽(4)与转子铁芯(1)的外圆之间的距离为所述第一部分(41)的狭缝槽(4)沿q轴方向的间隔距离的最小值。
14.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述第二部分(42)的狭缝槽(4)沿垂直于d轴方向的宽度为L2,L2/L0=0.9~1.1。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述第二部分(42)的狭缝槽(4)沿垂直于d轴方向分布的间隔距离从靠近所述永磁体(7)一侧向远离所述永磁体(7)一侧的方向呈非均匀排布。
16.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述第一部分(41)的狭缝槽(4)和所述第二部分(42)的狭缝槽(4)之间的夹角为β,145°≤β<180°。
17.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述第一部分(41)的狭缝槽(4)和所述第二部分(42)的狭缝槽(4)的层数相同。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述磁钢槽(3)沿q轴方向的长度为L,L/(R-r)=0.8~0.9。
19.根据权利要求1至3中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述磁钢槽(3)沿q轴方向的长度为L,L/(∑L0)≥2。
20.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述磁钢槽(3)与所述永磁体(7)之间的空隙填充有非导磁性物质。
21.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述永磁体(7)的充磁方向为切向,所述永磁体(7)的形状为矩形。
22.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述永磁体(7)包括沿q轴方向间隔设置的多个分块(71)。
23.根据权利要求22所述的转子结构,其特征在于,相邻分块(71)之间的间隔段(72)宽度为L5,L5大于或等于该间隔段(72)两侧的所述狭缝槽(4)的宽度L0。
24.根据权利要求22所述的转子结构,其特征在于,所述分块(71)沿q轴方向的长度小于或等于该分块(71)两侧的相邻狭缝槽(4)之间的最小间隔L1。
25.根据权利要求22所述的转子结构,其特征在于,相邻分块(71)之间的间隔段(72)与所述狭缝槽(4)相对或者错开预设距离放置。
26.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,所述永磁体(7)为整体式结构。
27.根据权利要求1至4中任一项所述的转子结构,其特征在于,在垂直于所述转子铁芯(1)的中心轴线的截面内,所述轴孔(5)由多段曲线形成或由曲线和直线的组合形成,所述轴孔(5)的中心与外缘之间的距离大于或等于半径r。
28.一种电机,包括定子结构和转子结构,所述转子结构为权利要求1至27中任一项所述的转子结构,所述定子结构和所述转子结构之间形成气隙。
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