CN212588165U - 一种内空无刷电机转子 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种内空无刷电机转子，无刷电机的转子都是采用永磁体方式，由在圆形硅钢片叠成的圆柱体上镶嵌永磁体的方式构成，其转动惯量大，为了减轻转子的重量改进电机的性能，人们进行了改进，如采用转轴外套入圆环形状的永磁体构成内空转子的方式，但在大功率电机时往往因转子直径的增大使离心力大增易于爆裂，而带来可靠性和很大的安全隐患，所以常用于小功率无刷电机。本发明提供一种在转子硅钢片上一体化的内空无刷电机转子，在无刷电机转子圆柱形硅钢片上镶嵌永磁体和在适当的区域开窗的方式构成内空无刷电机转子，在满足安全性和减轻无刷电机转子重量，提高效率和性能的同时满足其结构强度。

Description

一种内空无刷电机转子

技术领域

本发明公开了用于无刷电机的一种内空无刷电机转子，其涉及无刷电机技术领域。

背景技术：

无刷电机由电机定子和转子组成，是一种典型的机电一体化产品。

本发明提供一种内空无刷电机转子，无刷电机的转子都是采用永磁体方式，一般都是在圆柱形硅钢片上用镶嵌永磁体的方式构成，其转动惯量大，并且使无刷电机的峰值电流增加，为了改进无刷电机的性能，人们也进行了改进，如采用转轴外套入径向充有磁性的圆环形状的永磁体的方式，但由于离心力大小与转子直径和转速均成平方关系，但在大功率状态往往因转子直径的增大而使离心力大增而易于爆裂并使导电体的转子碎片与带有电的定子绕组短路而带来可靠性和很大的安全隐患，所以常用于小功率无刷电机。

发明内容

在电机高速运转时，电机转子结构主要承受离心力、电磁力和永磁体吸引力的作用，研究结果表明，离心力是影响电机转子结构强度的主要因素，而电机转子的重量将增强离心力和将严重增加电机的峰值电流，还使电机的动态速度变化变慢。

本发明提供一种在圆形硅钢片叠成的并且镶嵌有永磁体的无刷电机圆柱形转子上在圆形硅钢片适当的区域去掉一部分硅钢片空间形成局部开窗的方式而构成的内空无刷电机转子。在满足安全性和减轻无刷电机转子重量，提高效率和性能的同时满足其结构强度，将广泛应用于大功率无刷电机上，对于国家倡导的新能源汽车上有很广泛的应用前景。

附图说明

图1是本发明的无刷电机转子采用长方形永磁体条的结构示意图(以内转子8磁极为例)，M1是转子，3是转子硅钢片上面开窗部位，1和2是开窗部位的上段弧形线，4是开窗部位的下段弧形线，5是无刷电机转子靠近外部的硅钢片叠片固定孔，6是无刷电机转子靠近转轴的硅钢片叠片固定孔，7和8是硅钢片开窗并嵌入的永磁体条，9是穿转轴的中心轴孔，A和B是永磁体条产生的磁力线示意图。S和N是永磁体条的磁极，S是南极，N是北极。

图2是本发明的无刷电机转子采用横截面一边是平面，另一边是弧面的永磁体条的结构示意图(以内转子8磁极为例)。

图3是本发明的无刷电机转子采用横截面二边是弧面的瓦形永磁体条的结构示意图 (以内转子8磁极为例)。

图4是本发明的无刷电机转子硅钢片上面开窗部位3宽边采用一段弧形线的结构示意图和与转轴采用销键连接的示意图，图上1是一段弧形线，C是与转轴采用销键的销键口。

图5是本发明的无刷电机转子上面镶嵌的每个永磁体宽面所在的平面的法线方向可以是与轴心的径向连线形成一定角度D(以内转子8磁极为例)。

图6是本发明的无刷电机转子为增强抗转子离心力而采用的将一个永磁体分割二个极性相同的永磁体的结构示意图(以内转子8磁极为例)，A和B是永磁体条产生的磁力线示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种在转子硅钢片上一体化的内空无刷电机转子，采用在圆形硅钢片叠成的无刷电机圆柱形转子上镶嵌永磁体和在适当的区域开窗的方式构成内空无刷电机转子，以满足安全性和减轻无刷电机转子重量，提高效率和性能的同时满足其结构强度，并且要少影响永磁体的磁力线，基于这一考虑，选取了在永磁体与轴心的径向连线上开类似扇形空窗的方式，如图1到图6的3。

在永磁体与轴心的径向连线上开类似扇形空窗的方式，其好处在与少影响永磁体的磁力线，由于类似扇形空窗空间内无导磁体，使得类似扇形空窗上部的永磁体朝向轴心的磁力线从类似扇形空窗上部的导磁体空间的走向相邻的类似扇形空窗上部的永磁体，如图1 和图6中的B，磁力线由永磁体的北极到南极，转子外部的磁力线如图1和图6的A所示，同时也增强了永磁体产生的磁场强度。各个类似扇形空窗底部靠近轴心部位做成圆弧形状以减小应力集中，提高机械强度，如图1到图6的4所示；各个类似扇形空窗顶部靠近永磁体的部位做成如图1到图3以及图5和图6上所示的1和2二段弧形相接于径向线的方式，二段弧形也可以圆滑相接以提高硅钢片冲压模具的使用寿命；也可做成如图4上1所示的一段弧形方式。相邻的二个类似扇形空窗上部的永磁体极性相反，如图1到图6的7 和8。

永磁体的选用，对于转子上镶嵌的永磁体，可以采用如图1上的横截面是长方形的永磁体7和8，也可以采用如图2上的横截面一边是平面，另一边是弧面的永磁体7和8，还可以采用如图3上的横截面二边是弧面的瓦型永磁体7和8构成，各个永磁体的边缘可以进行小的工艺倒角，与之相应的用于镶嵌永磁体的空腔也进行小的倒角以减小应力集中。

对于在不要求正反转向相同性能要求的应用场合，可以将每个永磁体宽面所在的平面的法线方向与轴心的径向连线形成一定角度放置，如图5上的D，改变磁力线的方向以与定子磁场配合达到更好的单方向电驱动配合，从而提高在一个方向转动的性能，如新能源汽车的前进方向，毕竟后退档用的少而短。

为了提高在大功率应用时对抗离心力的能力，可以将类似扇形的空腔径向对应的永磁体分割成图6上7和8分别所示的二个极性相同的永磁体，并在转子硅钢片上开出与永磁体横截面相合的用于安放永磁体的空腔，由于二个极性相同的永磁体中间有硅钢片相连于上下二部分硅钢片，将增强抵抗离心力的能力，提高安全系数。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种内空无刷电机转子，其特征是：圆形内部开有空腔的硅钢片相叠构成的无刷电机圆柱形转子并在其镶嵌的每个永磁体与轴心对应的径向连线上开有类似扇形的并且去掉硅钢片的空腔，该空腔靠近轴心小，靠近转子外径大，空腔数量与用于安放永磁体数量相同，并且去掉硅钢片的空腔数量都是偶数。

2.根据权利要求1所述的一种内空无刷电机转子，其特征是：无刷电机圆柱形转子在镶嵌的每个永磁体与轴心对应的径向连线上开有类似扇形的并且去掉硅钢片的空腔，空腔靠近轴心部位由弧形构成。

3.根据权利要求1所述的一种内空无刷电机转子，其特征是：无刷电机圆柱形转子在镶嵌的每个永磁体与轴心对应的转子径向连线上开有类似扇形的并且去掉硅钢片的空腔，空腔靠近永磁体部分可由二段弧形构成，二段弧形相交于相对应的永磁体中点的转子径向连线上，二段弧形可以圆滑相接。

4.根据权利要求1所述的一种内空无刷电机转子，其特征是：无刷电机圆柱形转子在镶嵌的每个永磁体与轴心对应的转子径向连线上开有类似扇形的并且去掉硅钢片的空腔，空腔靠近永磁体部分可由一段弧形构成。

5.根据权利要求1所述的一种内空无刷电机转子，其特征是：无刷电机圆柱形转子上所成条***镶嵌的每个永磁体可由横截面是长方形的永磁体构成，其南北极分别在长方形的永磁体的宽面，其中一个磁极朝向轴心，另一个磁极背向轴心，转子硅钢片上开有与永磁体横截面相合的用于安放永磁体的空腔，并且相邻二个类似扇形的空腔径向上部的永磁体极性相反。

6.根据权利要求1所述的一种内空无刷电机转子，其特征是：无刷电机圆柱形转子上所成条***镶嵌的每个永磁体可由横截面一边是平面，另一边是弧面的永磁体构成，其二个磁极分别在永磁体的平面和弧面，其中一个磁极朝向轴心，另一个磁极背向轴心，转子硅钢片上开有与永磁体横截面相合的用于安放永磁体的空腔，并且相邻二个类似扇形的空腔径向上部的永磁体极性相反。

7.根据权利要求1所述的一种内空无刷电机转子，其特征是：无刷电机圆柱形转子上所成条***镶嵌的每个永磁体可由横截面二边是弧面的瓦型永磁体构成，其二个极磁分别在瓦型永磁体的二个弧面，其中一个磁极朝向轴心，另一个磁极背向轴心，转子硅钢片上开有与永磁体横截面相合的用于安放永磁体的空腔，并且相邻二个类似扇形的空腔径向上部的永磁体极性相反。

8.根据权利要求1或权利要求5或权利要求6或权利要求7所述的一种内空无刷电机转子，其特征是：无刷电机转子上扇形空腔径向上部所成条***镶嵌的每个永磁体宽面所在的平面的法线方向可以与轴心的径向连线形成一定角度，每个永磁体的磁极分别在永磁体条的宽面二边。

9.根据权利要求1或权利要求5或权利要求6或权利要求7所述的一种内空无刷电机转子，其特征是：无刷电机转子上扇形空腔径向上部所对应的成条***镶嵌的每个永磁体可以分割成二个极性相同的永磁体。

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