CN206908491U - 电机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电机，电机包括：定子结构，包括定子铁芯和定子空腔，定子铁芯上设置有定子槽，定子槽沿定子铁芯的轴线方向倾斜设置，定子结构的绕组采用星形接法设置在定子铁芯上；转子结构，设置在定子空腔内，转子结构的每一磁极上均设置有三个磁钢。应用本实用新型的技术方案，以解决现有技术中的电机的生产装配复杂的问题。

Description

电机

技术领域

本实用新型涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种电机。

背景技术

在内置式永磁电机中，电机气隙磁密波形接近正弦分布能够在减小谐波分量的同时降低磁钢的涡流损耗及转矩脉动。现有技术中，为了使得电机气隙磁密波形接近正弦分布，可以通过将转子的每一极的整段磁钢尽可能多地分割成多个不同宽度的同极性磁钢，各段磁钢之间设有隔磁加强筋，从电磁性能分析用奇数段阶梯波逼近正弦波磁密，采用各段阶梯波面积相等方法来调制各段磁钢宽度以实现电机气隙磁密波形接近正弦分布的目的。在此种方式下，当磁钢的分段数过多时，容易造成转子结构复杂，给电机的生产装配带来较大难度。

实用新型内容

本实用新型提供一种电机，以解决现有技术中的电机的生产装配复杂的问题。

本实用新型提供了一种电机，电机包括：定子结构，包括定子铁芯和定子空腔，定子铁芯上设置有定子槽，定子槽沿定子铁芯的轴线方向倾斜设置，定子结构的绕组采用星形接法设置在定子铁芯上；转子结构，设置在定子空腔内，转子结构的每一磁极上均设置有三个磁钢。

进一步地，转子结构包括转子铁芯，三个磁钢在转子铁芯上呈弧形排布，且弧形开口朝向转子铁芯的中心。

进一步地，转子铁芯在径向截面上具有多个扇形区域，多个扇形区域与多个磁极一一对应设置，三个磁钢分别为第一磁钢、第二磁钢和第三磁钢，其中，第一磁钢在转子铁芯径向截面的中心位于各极对应的扇形区域的中心线上，第二磁钢与第三磁钢沿中心线对称设置。

进一步地，在转子铁芯在径向截面上，转子铁芯的圆心均不位于第二磁钢沿长度方向的中心线上以及第三磁钢沿长度方向的中心线上。

进一步地，第二磁钢与第三磁钢在径向截面上的长度相同，且均小于第一磁钢在径向截面上的长度。

进一步地，转子铁芯上设置有用于安装磁钢的多个磁钢安装孔，磁钢安装孔与磁钢一一对应设置。

进一步地，转子铁芯还包括槽楔，槽楔设置在磁钢安装孔内以固定磁钢。

进一步地，第二磁钢和/或第三磁钢的靠近第一磁钢的侧边和/或第一磁钢的侧边为圆弧结构。

进一步地，第二磁钢和第三磁钢均与第一磁钢呈夹角设置。

进一步地，转子铁芯还包括：隔磁桥，设置在转子铁芯的周缘；加强筋，设置在相邻两个磁钢安装孔之间。

进一步地，转子结构包括多个转子冲片，多个转子冲片上设置有定位孔。

应用本实用新型的技术方案，在电机的气隙磁密波形为锯齿状平顶波，电机相反电势波形为平顶波时，通过将定子槽沿定子铁芯的轴线方向倾斜设置，定子结构的绕组采用星形接法设置在定子铁芯上，转子结构的每一磁极上均设置三个磁钢，能够将电机线的反电势调制正弦波。本实用新型的此种方式能够减少转子结构的每一磁极上的磁钢数，从而减小了磁漏，有利于电机的装配和生产，提高电机的生产效率，在此基础上，通过将电机线的反电势调制为正弦波，从而有利于减小谐波分量并降低磁钢的涡流损耗及转矩脉动。

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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型实施例提供的转子结构未安装磁钢时的结构示意图；

图2示出了根据本实用新型实施例提供的转子结构安装磁钢时的结构示意图；

图3示出了根据本实用新型实施例提供的气隙磁密波形的结构示意图；

图4示出了根据本实用新型实施例提供的电机相反电势的结构示意图；

图5示出了根据本实用新型实施例提供的电机线反电势的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、转子铁芯；11、磁钢；111、第一磁钢；112、第二磁钢；113、第三磁钢；12、磁钢安装孔；121、第一磁钢安装孔；122、第二磁钢安装孔；123、第三磁钢安装孔；13、槽楔；14、隔磁桥；15、加强筋；16、定位孔。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。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。

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。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

根据本实用新型的具体实施例提供了一种电机，该电机包括定子结构和转子结构，定子结构包括定子铁芯和定子空腔，定子铁芯上设置有定子槽，定子槽沿定子铁芯的轴线方向倾斜设置，定子结构的绕组采用星形接法设置在定子铁芯上，转子结构设置在定子空腔内，转子结构的每一磁极上均设置有三个磁钢。

应用此种配置方式，在电机的气隙磁密波形为如图3所示的锯齿状平顶波A，电机相反电势波形为如图4所示的平顶波B时，通过将定子槽沿定子铁芯的轴线方向倾斜设置，定子结构的绕组采用星形接法设置在定子铁芯上，转子结构的每一磁极上均设置三个磁钢，能够将电机线的反电势调制为如图5所示的正弦波。本实用新型的此种方式能够减少转子结构的每一磁极上的磁钢数，从而减小了磁漏，有利于电机的装配和生产，提高电机的生产效率，在此基础上，通过将电机线的反电势调制为正弦波，从而有利于减小谐波分量并降低磁钢的涡流损耗及转矩脉动。

进一步地，在本实用新型中，转子结构包括转子铁芯10，三个磁钢11在转子铁芯10上呈弧形排布，且弧形开口朝向转子铁芯10的中心。具体地，作为本实用新型的一个具体实施例，磁钢11的结构呈长方体结构，磁钢11的充磁方向垂直于磁钢11的表面。图1和图2示出了转子结构为四极的结构示意图，作为本实用新型的其他实施例，本实用新型的转子结构也同样适用于六级或八级等电机。

在本实用新型中，为了使得转子结构中的磁场的分布更加均匀，可将转子铁芯10在径向截面上配置为具有多个扇形区域，多个扇形区域与多个磁极一一对应设置，三个磁钢分别为第一磁钢111、第二磁钢112和第三磁钢113，其中，第一磁钢111在转子铁芯10径向截面的中心位于各极对应的扇形区域的中心线上，第二磁钢112与第三磁钢113沿中心线对称设置。

应用此种配置方式，第二磁钢112与第三磁钢113沿中心线对称设置，该结构有利于转子结构的每对极的磁体对应，从而使得整个转子结构中的磁场分布更加均匀。

进一步地，在本实用新型中，为了提高转子结构的机械强度，在转子铁芯10在径向截面上，转子铁芯10的圆心均不位于所述第二磁钢112沿长度方向的中心线上以及第三磁钢113沿长度方向的中心线上。

在本实用新型中，为了进一步地保证转子结构的结构强度，可将第二磁钢112与第三磁钢113在径向截面上的长度设置为相同，且均小于第一磁钢111在径向截面上的长度。其中，在本实用新型中，当第二磁钢112或第三磁钢113与第一磁钢111的长度比值为2:3时，此种设置方式下的转子结构强度达到最大。进一步地，在本实用新型中，第一磁钢111、第二磁钢112和第三磁钢113沿着转子铁芯10的轴向方向的厚度均相等。

进一步地，在本实用新型中，为了实现多个磁钢11在转子结构上的安装，可将转子铁芯10上设置为具有用于安装磁钢11的多个磁钢安装孔12，磁钢安装孔12与磁钢11一一对应设置。具体地，如图1和图2所示，多个磁钢安装孔12分别为第一磁钢安装孔121、第二磁钢安装孔122和第三磁钢安装孔123，在进行多个磁钢11的安装操作时，第一磁钢111设置安装在第一磁钢安装孔121内，第二磁钢112设置安装在第二磁钢安装孔122内，第三磁钢113设置安装在第三磁钢安装孔123内。

在本实用新型中，为了方便对磁钢11的固定，可将转子铁芯10配置为还包括槽楔13，槽楔13设置在磁钢安装孔12内以固定磁钢11。具体地，作为本实用新型的一个具体实施例，转子结构每一极的槽楔13的数量为两个，在将第二磁钢112安装在第二磁钢安装孔122内后，将其中一个槽楔13打入第二磁钢安装孔122的剩余空间内，以对第二磁钢112进行固定。在将第三磁钢113安装在第三磁钢安装孔123内之后，将另一个槽楔13打入第三磁钢安装孔123的剩余空间内，以对第三磁钢113进行固定。进一步地，在本实用新型中，在将磁钢11与磁钢安装孔12装配完成之后，可使用磁钢胶填充磁钢安装槽的间隙，以将磁钢11牢固固定在磁钢安装孔12内。

具体地，作为本实用新型的一个具体实施例，在进行磁钢11的安装操作时，由于各个磁钢11的尺寸相对较小，在将磁钢11安装至磁钢安装孔12时，根据磁钢11在电机的每个N、S极下的规定方向，可以利用非导磁材料制成的导向工装将磁钢11推入磁钢安装孔12内。采用此种方式进行磁钢11的安装过程工艺性好，生产效率高。

进一步地，为了提高转子结构的结构强度，如图2所示，可将第二磁钢112和/或第三磁钢113的靠近第一磁钢111的侧边和/或第一磁钢111的侧边设置为圆弧结构。

在本实用新型中，如图1和图2所示，第二磁钢112和第三磁钢113均与第一磁钢111呈夹角设置。在本实用新型中，第二磁钢112或第三磁钢113与第一磁钢111之间的夹角可以设置为150°至165°，其中，该夹角角度大小确定可以通过电机线反电势与转子结构的结构强度综合确定。具体地，当第二磁钢112或第三磁钢113与第一磁钢111之间的夹角角度大小增大时，电机线反电势的峰值会增大，而转子结构的结构强度会降低。反之，当第二磁钢112或第三磁钢113与第一磁钢111之间的夹角角度大小减小时，电机线反电势的峰值会降低，而转子结构的结构强度会增大。

进一步地，在本实用新型中，为了进一步地提高转子结构的结构强度以及提高转子结构的隔磁效果，可将转子铁芯10配置为还包括隔磁桥14和加强筋15，其中，隔磁桥14设置在转子铁芯10的周缘，加强筋15设置在相邻两个磁钢安装孔12之间。通过隔磁桥14和加强筋15的作用，能够承受转子铁芯10以及磁钢11高速运动时的离心力同时能够起到隔磁效果。

在本实用新型中，为了保证转子结构在叠压过程中位置的准确性，可将转子结构配置为包括多个转子冲片，多个转子冲片上设置有定位孔16。通过定位孔16的作用，能够保证多个转子冲片叠压位置统一，从而提高转子结构的精度以及方便后续磁钢11与磁钢安装孔12之间的装配。

综上所述，本实用新型的电机相对于现有技术而言，具有以下几个优点。

第一，在电机的气隙磁密波形为锯齿状平顶波A，电机相反电势波形为平顶波B时，通过将定子槽沿定子铁芯的轴线方向倾斜设置，定子结构的绕组采用星形接法设置在定子铁芯上，转子结构的每一磁极上均设置三个磁钢，能够将电机线的反电势调制为正弦波。本实用新型的此种方式能够减少转子结构的每一磁极上的磁钢数，从而减小磁漏，有利于电机的装配和生产，提高电机的生产效率，在此基础上，通过将电机线的反电势调制为正弦波，从而有利于减小谐波分量并减低磁钢的涡流损耗及转矩脉动。

第二，通过将第二磁钢和/或第三磁钢的靠近第一磁钢的侧边和/或第一磁钢的侧边设置为圆弧结构，从而能够提高转子结构的结构强度。

第三，在转子铁芯在径向截面上，通过将第一磁钢在转子铁芯径向截面的中心位于各极对应的扇形区域的中心线上，在转子铁芯10在径向截面上，转子铁芯10的圆心均不位于所述第二磁钢112沿长度方向的中心线上以及第三磁钢113沿长度方向的中心线上，从而能够提高转子结构的结构强度。

第四，通过将磁钢分段设置能够降低转子结构隔磁桥处的应力以及相邻隔磁桥的中间位置处的形变，最大应力点由隔磁桥分散到多个承载能力很强的加强筋上，从而能够提高转子结构的机械强度。再者，各个加强筋的宽度由电机的最高转速来决定，从而能够极大地提高转子安全运行的最高转速。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电机，其特征在于，所述电机包括：

定子结构，包括定子铁芯和定子空腔，所述定子铁芯上设置有定子槽，所述定子槽沿定子铁芯的轴线方向倾斜设置，所述定子结构的绕组采用星形接法设置在所述定子铁芯上；

转子结构，设置在所述定子空腔内，所述转子结构的每一磁极上均设置有三个磁钢。

2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子结构包括转子铁芯(10)，三个所述磁钢(11)在所述转子铁芯(10)上呈弧形排布，且弧形开口朝向所述转子铁芯(10)的中心。

3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯(10)在径向截面上具有多个扇形区域，多个所述扇形区域与多个所述磁极一一对应设置，三个所述磁钢分别为第一磁钢(111)、第二磁钢(112)和第三磁钢(113)，其中，所述第一磁钢(111)在所述转子铁芯(10)径向截面的中心位于各极对应的所述扇形区域的中心线上，所述第二磁钢(112)与所述第三磁钢(113)沿所述中心线对称设置。

4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，在所述转子铁芯(10)在径向截面上，所述转子铁芯(10)的圆心均不位于所述第二磁钢(112)沿长度方向的中心线上以及所述第三磁钢(113)沿长度方向的中心线上。

5.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述第二磁钢(112)与所述第三磁钢(113)在径向截面上的长度相同，且均小于所述第一磁钢(111)在径向截面上的长度。

6.根据权利要求4所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯(10)上设置有用于安装所述磁钢(11)的多个磁钢安装孔(12)，所述磁钢安装孔(12)与所述磁钢(11)一一对应设置。

7.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯(10)还包括槽楔(13)，所述槽楔(13)设置在所述磁钢安装孔(12)内以固定所述磁钢(11)。

8.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述第二磁钢(112)和/或所述第三磁钢(113)的靠近所述第一磁钢(111)的侧边和/或所述第一磁钢(111)的侧边为圆弧结构。

9.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述第二磁钢(112)和所述第三磁钢(113)均与所述第一磁钢(111)呈夹角设置。

10.根据权利要求6所述的电机，其特征在于，所述转子铁芯(10)还包括：

隔磁桥(14)，设置在所述转子铁芯(10)的周缘；

加强筋(15)，设置在相邻两个所述磁钢安装孔(12)之间。

11.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子结构包括多个转子冲片，多个所述转子冲片上设置有定位孔(16)。