CN221263479U - 一种v型内转子结构、电机组件、发电机装置和电机设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电机技术领域,尤其涉及一种V型内转子结构、电机组件、发电机装置和电机设备,其中V型内转子结构包括由环形内部和环形外部组成的转子铁芯;其中间区域沿环形等间距的均匀分布多个转子铁芯辐条,所述转子铁芯辐条的两端分别连接于所述环形内部和环形外部;相邻的所述转子铁芯辐条之间形成有呈V型棱柱形磁钢槽,每个所述磁钢槽贯穿所述转子铁芯沿轴向的两个端面;相邻的所述转子铁芯辐条的两个相对面均为所述磁钢槽的两个槽壁;每个所述磁钢槽内设有磁性组件,且所述磁性组件贴合安装于所述磁钢槽的槽壁和所述转子铁芯辐条。本实用新型设有V型磁钢槽,增强磁性件与转子铁芯的贴合效果,提高聚磁能力和抗去磁能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机技术领域,尤其涉及一种V型内转子结构、电机组件、发电机装置和电机设备。
背景技术
永磁电机采用永磁体生成电机的磁场,无需励磁线圈也无需励磁电流,效率高、结构简单,是很好的节能电机,随着高性能永磁材料的问世和控制技术的迅速发展,永磁电机的应用将会变得更为广泛。随着永磁材料性能的不断提高和电机技术的发展,永磁电机在国民经济的各个领域得到了极其广泛应用。低碳经济的到来为永磁电机带来增长契机。永磁电机在替代能源方面成为行业发展的另一焦点。随着结构的调整,用于节能环保领域的永磁电机将会出现大幅增长。
永磁电机主要可以分为机壳、定子结构和转子结构等组件。在转子制造方面,永磁电机转子内嵌贴高性能铁氧体磁钢,人工安装时需在确保磁钢正确位置后,施加适当的压力,使其与转子铁芯紧密结合。由于磁钢磁性强,同极性磁钢相斥,靠近会弹开,从而使得磁钢与转子铁芯不够紧密结合,导致磁阻大,增加的磁性材料边际效益低。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提出一种V型内转子结构,设有V型磁钢槽,增强磁性件与转子铁芯的贴合效果,提高聚磁能力和抗去磁能力。
为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种V型内转子结构,包括转子铁芯;
所述转子铁芯呈圆柱形,且所述转子铁芯由环形内部和环形外部组成,所述环形内部的正中心贯穿设有电机轴连接孔;
所述环形内部和和环形外部的中间区域沿环形等间距的均匀分布多个转子铁芯辐条,所述转子铁芯辐条的两端分别连接于所述环形内部和环形外部;
相邻的所述转子铁芯辐条之间形成磁钢槽,每个所述磁钢槽贯穿所述转子铁芯沿轴向的两个端面,且每个所述磁钢槽呈V型棱柱形;
相邻的所述转子铁芯辐条的两个相对面均为所述磁钢槽的两个槽壁;
每个所述磁钢槽内设有磁性组件,且所述磁性组件贴合安装于所述磁钢槽的槽壁和所述转子铁芯辐条。
优选的,所述磁钢槽由第一槽壁、第二槽壁、第三槽壁和第四槽壁组成;
所述第一槽壁为所述磁钢槽的内部直壁,所述第二槽壁为所述磁钢槽的内外连接直壁,所述第三槽壁为所述磁钢槽的外部直壁,所述第四槽壁为所述磁钢槽的外部连接曲壁;
所述第一槽壁、第二槽壁和第三槽壁均含有相等的两段,所述第四槽壁为一段;
两段所述第二槽壁为相邻的所述转子铁芯辐条的相对面;
所述第一槽壁靠近所述环形外部设置,所述第四槽壁靠近所述环形内部设置。
优选的,V型棱柱形的所述磁钢槽的对称轴与圆柱形的所述转子铁芯的半径线重合。
优选的,所述磁钢槽的最大宽度和最大长度的比值≥1:2。
优选的,所述磁性组件包括两个对称设置的磁性件,两个所述磁性件为铁氧体;
所述转子铁芯辐条的数量为2的倍数,所述磁性件的数量为4的倍数;
所述转子铁芯辐条和磁性件在所述转子铁芯的横截面上的投影呈对称状。
优选的,所述转子铁芯包括多个转子冲片,多个所述转子冲片沿所述转子铁芯的轴向层叠设置;
相邻设置的所述转子冲片的形状不一致,间隔设置的所述转子冲片的形状一致。
优选的,所述转子铁芯的所述环形外部与所述第二槽壁的连接处定义为磁桥,所述环形外部与每个所述磁钢槽均设有左边磁桥和右边磁桥;
相邻设置的其一所述转子冲片的每个所述磁钢槽均设有所述左边磁桥;
相邻设置的另一所述转子冲片的每个所述磁钢槽均设有所述右边磁桥。
优选的,所述转子铁芯的所述环形外部与所述第二槽壁的连接处定义为磁桥,所述环形外部与每个所述磁钢槽均设有左边磁桥和右边磁桥;
相邻设置的其一所述转子冲片的每个所述磁钢槽均设有所述左边磁桥;
相邻设置的另一所述转子冲片的每个所述磁钢槽均设有所述右边磁桥。
一种电机组件,包括定子结构以及如上述所述的一种V型内转子结构;
所述转子结构与所述定子结构同轴设置,且所述转子结构相对于所述定子结构转动;
所述定子结构包括定子铁芯和定子绕组,所述定子铁芯包括定子轭以及由所述定子轭沿径向向内延伸的多个定子凸齿,所述多个定子凸齿围绕所述定子铁芯的轴线周向分布,所述定子绕组绕设在所述定子凸齿上;
其中,所述定子凸齿的宽度与所述定子轭的厚度之间的比值范围为1~2。
优选的,所述定子凸齿的数量与所述转子结构的磁钢槽的数量之间的比值为3:4或3:2或3:5或6:5或9:8或9:16。
一种发电机装置,包括第一壳体以及如上述所述的一种电机组件;
所述电机组件设于所述第一壳体内。
一种电机设备,包括第二壳体以及如上述所述的一种发电机装置;
所述电机组件设于所述第二壳体内。
上述技术方案中的一个技术方案具有以下有益效果:转子结构采用“V型”径向磁场式结构,即每个V型所述磁钢槽内设有磁性组件,一对极的所述磁性组件是串联的,且相邻的所述磁性组件之间夹设且贴合的所述转子铁芯辐条,能够为每对极的气隙提供磁通,由于所述磁性组件的磁化方向长度对磁路提供磁势,故电机气隙磁感应强度近似等于所述磁性组件工作点的磁感应强度,可减少所述转子铁芯的正中心的电机轴及外侧的环形外部漏磁,增强所述磁性组件与V型所述磁钢槽的贴合利用效果,提高聚磁能力和抗去磁能力,进而提高功率密度,提升扭矩,降低后续应用到电机组件及发电机装置和电机设备的成本,并提高其应用的性能和寿命。
附图说明
图1是本实用新型在一种V型内转子结构的结构示意图;
图2是本实用新型在一种V型内转子结构的正面示意图;
图3是本实用新型在一种V型内转子结构的转子冲片的其中一种实施例的结构示意图;
图4是本实用新型在一种V型内转子结构的转子冲片的其中一种实施例的结构示意图;
图5是本实用新型在一种电机组件的结构示意图;
图6是本实用新型在一种电机组件的定子结构的结构示意图;
图7是本实用新型在一种发电机装置的结构示意图;
图8是本实用新型在一种电机设备的结构示意图;
附图中:转子铁芯1、转子冲片10、环形内部11、环形外部12、转子铁芯辐条13、磁钢槽14、磁桥140、第一槽壁141、第二槽壁142、第三槽壁143、第四槽壁144、左边磁桥1401、右边磁桥1402、三角冲片1403、磁性组件2、磁性件21;
转子结构100、定子结构200、定子铁芯201、定子轭2011、定子凸齿2012、电机组件300、发电机装置400、第一壳体401、电机设备500、第二壳体501。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为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,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
如图1-8所示,一种V型内转子结构100,包括转子铁芯1;
所述转子铁芯1呈圆柱形,且所述转子铁芯1由环形内部11和环形外部12组成,所述环形内部11的正中心贯穿设有电机轴连接孔;
所述环形内部11和和环形外部12的中间区域沿环形等间距的均匀分布多个转子铁芯辐条13,所述转子铁芯辐条13的两端分别连接于所述环形内部11和环形外部12;
相邻的所述转子铁芯辐条13之间形成磁钢槽14,每个所述磁钢槽14贯穿所述转子铁芯1沿轴向的两个端面,且每个所述磁钢槽14呈V型棱柱形;
相邻的所述转子铁芯辐条13的两个相对面均为所述磁钢槽14的两个槽壁;
每个所述磁钢槽14内设有磁性组件2,且所述磁性组件2贴合安装于所述磁钢槽14的槽壁和所述转子铁芯辐条13。
在本实施例中,转子结构100采用“V型”径向磁场式结构,即每个V型所述磁钢槽14内设有磁性组件2,一对极的所述磁性组件2是串联的,一对极的所述磁性组件2夹住V型棱柱形的磁钢槽14能够为每对极的气隙提供磁通,由于所述磁性组件2的磁化方向长度对磁路提供磁势,故电机气隙磁感应强度数倍于所述磁性组件2工作点的磁感应强度,增强所述磁性组件2与V型所述磁钢槽的贴合利用效果,提高聚磁能力和抗去磁能力,进而提高功率密度,提升扭矩,降低后续应用到电机组件及发电机装置和电机设备的成本;且相邻的所述磁性组件2之间夹设且贴合的所述转子铁芯辐条13,可减少所述转子铁芯1的正中心的电机轴及外侧的环形外部12漏磁,并提高其应用的性能和寿命。
更进一步的说明,所述磁钢槽14由第一槽壁141、第二槽壁142、第三槽壁143和第四槽壁144组成;
所述第一槽壁141为所述磁钢槽14的内部直壁,所述第二槽壁142为所述磁钢槽14的内外连接直壁,所述第三槽壁143为所述磁钢槽14的外部直壁,所述第四槽壁144为所述磁钢槽14的外部连接曲壁;
所述第一槽壁141、第二槽壁142和第三槽壁143均含有相等的两段,所述第四槽壁144为一段;
两段所述第二槽壁142为相邻的所述转子铁芯辐条13的相对面;
所述第一槽壁141靠近所述环形外部12设置,所述第四槽壁144靠近所述环形内部11设置。
需要说明的是,所述第四槽壁144为所述磁钢槽14的外部连接曲壁,且所述第四槽壁144靠近所述环形内部11设置,即所述磁钢槽14靠近在所述环形内部11的一端进行倒角,能够增加所述转子铁芯1的结构强度。
更进一步的说明,V型棱柱形的所述磁钢槽14的对称轴与圆柱形的所述转子铁芯1的半径线重合。
更进一步的说明,所述磁钢槽14的最大宽度W和最大长度L的比值≥1:2。
上述所述磁钢槽14的最大宽度W和最大长度L的比值≥1:2,即安装在所述磁钢槽14内的磁性件21在电机转子截面积上的最大宽度和最大长度也对应比值≥1:2,这样子设计能够加强所述转子结构100聚磁的作用。
更进一步的说明,所述磁性组件2包括两个对称设置的磁性件21,两个所述磁性件21为铁氧体;
所述转子铁芯辐条13的数量为2的倍数,所述磁性件21的数量为4的倍数;
所述转子铁芯辐条13和磁性件21在所述转子铁芯1的横截面上的投影呈对称状。
由于转子结构100的磁极数量需为偶数,其中磁极数量就是转子铁芯辐条13的数量,转子铁芯辐条13的数量是磁对极的数量的2倍。
更进一步的说明,所述转子铁芯辐条13的横截面的最大宽度<5mm,所述转子铁芯辐条13的横截面的宽度呈均匀设置或由环形内部11至环形外部12逐渐缩小,根据实际需求,在保证机械强度的情况下尽可能安放更多的磁性件21。
更进一步的说明,所述转子铁芯1包括多个转子冲片10,多个所述转子冲片10沿所述转子铁芯1的轴向层叠设置;
相邻设置的所述转子冲片10的形状不一致,间隔设置的所述转子冲片10的形状一致。
更进一步的说明,所述转子铁芯1的所述环形外部12与所述第二槽壁142的连接处为磁桥140,所述环形外部12与每个所述磁钢槽14均设有左边磁桥1401和右边磁桥1402;
相邻设置的其一所述转子冲片10的每个所述磁钢槽14均设有所述左边磁桥1401;
相邻设置的另一所述转子冲片10的每个所述磁钢槽14均设有所述右边磁桥1402。
更进一步的说明,所述转子铁芯1的所述环形外部12与所述第二槽壁142的连接处定义为磁桥140,所述环形外部12与每个所述磁钢槽14均设有左边磁桥1401和右边磁桥1402;
相邻设置的其一所述转子冲片10的每个所述磁钢槽14均设有所述左边磁桥1401和右边磁桥1402;
相邻设置的另一所述转子冲片10的每个所述磁钢槽14不设有所述左边磁桥1401和右边磁桥1402。
具体的,转子冲片10的厚度<3mm,能够在保证机械强度的前提下,从而限定转子冲片10的厚度即转子磁桥140的厚度大小,减少漏磁。
为了更进一步大幅减少漏磁,本方案还提供以上两种实施例,均为减少连接V型棱柱形的所述磁钢槽14的三角冲片1403的磁桥140数量,均可减小轴向层叠设置的多片转子冲片10的磁桥140宽度,以提高置于V型棱柱形的所述磁钢槽14内所述磁性件21的利用率,从而提升电机扭矩。
一种电机组件300,包括定子结构200以及如上述所述的一种V型内转子结构100;
所述转子结构100与所述定子结构200同轴设置,且所述转子结构100相对于所述定子结构200转动;
所述定子结构200包括定子铁芯201和定子绕组,所述定子铁芯201包括定子轭2011以及由所述定子轭2011沿径向向内延伸的多个定子凸齿2012,所述多个定子凸齿2012围绕所述定子铁芯201的轴线周向分布,所述定子绕组绕设在所述定子凸齿2012上;
其中,所述定子凸齿2012的宽度与所述定子轭2011的厚度之间的比值范围为1~2。
更进一步的说明,所述定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的比值为3:4或3:2。
其中的一种实施例,当所述定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的比值为3:4,则所述一种V型内转子结构100具有24个磁钢槽14,所述定子凸齿2012的数量为18个。
其中的一种实施例,当所述定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的比值为3:2,则所述一种V型内转子结构100具有24个磁钢槽14,所述定子凸齿2012的数量为36个。
更进一步的说明,所述定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的比值为3:5或6:5。
其中的一种实施例,则所述一种V型内转子结构100具有20个磁钢槽14,所述定子凸齿2012的数量为12个,定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的比值为3:5。
其中的一种实施例,则所述一种V型内转子结构100具有20个磁钢槽14,所述定子凸齿2012的数量为24个,定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的比值为6:5。
更进一步的说明,所述定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的比值为9:8或9:16。
其中的一种实施例,则所述一种V型内转子结构100具有32个磁钢槽14,所述定子凸齿2012的数量为18个,定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的比值为9:16。
其中的一种实施例,则所述一种V型内转子结构100具有32个磁钢槽14,所述定子凸齿2012的数量为36个,定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的比值为9:8。
由于磁钢槽和磁性件的宽度一般需大于4mm才能使聚磁效果显著,同时电机尺寸大小匹配相应磁钢槽和磁性件的长度和宽度;在本发明中提出了定子凸齿2012的数量与所述转子结构100的磁钢槽14的数量之间的多种不同比值,以匹配适应多种定子绕线工艺,制造出转子不同极弧系数,方便调整电机最佳特性。
一种发电机装置400,包括第一壳体401以及如上述所述的一种电机组件300;
所述电机组件300设于所述第一壳体401内。
所述第一壳体401内设有上述任一实施例中的电机组件300,故而具有上述电机组件300的有益效果,在此不再赘述。
一种电机设备500,包括第二壳体501以及如上述所述的一种发电机装置400;
所述电机组件300设于所述第二壳体501内。
所述电机设备500内设有上述任一实施例中的发电机装置300,故而具有上述发电机装置300的有益效果,在此不再赘述。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理,而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释,本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (12)
1.一种V型内转子结构,其特征在于,包括转子铁芯;
所述转子铁芯呈圆柱形,且所述转子铁芯由环形内部和环形外部组成,所述环形内部的正中心贯穿设有电机轴连接孔;
所述环形内部和和环形外部的中间区域沿环形等间距的均匀分布多个转子铁芯辐条,所述转子铁芯辐条的两端分别连接于所述环形内部和环形外部;
相邻的所述转子铁芯辐条之间形成磁钢槽,每个所述磁钢槽贯穿所述转子铁芯沿轴向的两个端面,且每个所述磁钢槽呈V型棱柱形;
相邻的所述转子铁芯辐条的两个相对面均为所述磁钢槽的两个槽壁;
每个所述磁钢槽内设有磁性组件,且所述磁性组件贴合安装于所述磁钢槽的槽壁和所述转子铁芯辐条。
2.根据权利要求1所述的一种V型内转子结构,其特征在于,所述磁钢槽由第一槽壁、第二槽壁、第三槽壁和第四槽壁组成;
所述第一槽壁为所述磁钢槽的内部直壁,所述第二槽壁为所述磁钢槽的内外连接直壁,所述第三槽壁为所述磁钢槽的外部直壁,所述第四槽壁为所述磁钢槽的外部连接曲壁;
所述第一槽壁、第二槽壁和第三槽壁均含有相等的两段,所述第四槽壁为一段;
两段所述第二槽壁为相邻的所述转子铁芯辐条的相对面;
所述第一槽壁靠近所述环形外部设置,所述第四槽壁靠近所述环形内部设置。
3.根据权利要求1所述的一种V型内转子结构,其特征在于,V型棱柱形的所述磁钢槽的对称轴与圆柱形的所述转子铁芯的半径线重合。
4.根据权利要求3所述的一种V型内转子结构,其特征在于,所述磁钢槽的最大宽度和最大长度的比值≥1:2。
5.根据权利要求1所述的一种V型内转子结构,其特征在于,所述磁性组件包括两个对称设置的磁性件,两个所述磁性件为铁氧体;
所述转子铁芯辐条的数量为2的倍数,所述磁性件的数量为4的倍数;
所述转子铁芯辐条和磁性件在所述转子铁芯的横截面上的投影呈对称状。
6.根据权利要求1所述的一种V型内转子结构,其特征在于,所述转子铁芯包括多个转子冲片,多个所述转子冲片沿所述转子铁芯的轴向层叠设置;
相邻设置的所述转子冲片的形状不一致,间隔设置的所述转子冲片的形状一致。
7.根据权利要求6所述的一种V型内转子结构,其特征在于,所述转子铁芯的所述环形外部与所述第二槽壁的连接处为磁桥,所述环形外部与每个所述磁钢槽均设有左边磁桥和右边磁桥;
相邻设置的其一所述转子冲片的每个所述磁钢槽均设有所述左边磁桥;
相邻设置的另一所述转子冲片的每个所述磁钢槽均设有所述右边磁桥。
8.根据权利要求6所述的一种V型内转子结构,其特征在于,所述转子铁芯的所述环形外部与所述第二槽壁的连接处定义为磁桥,所述环形外部与每个所述磁钢槽均设有左边磁桥和右边磁桥;
相邻设置的其一所述转子冲片的每个所述磁钢槽均设有所述左边磁桥和右边磁桥;
相邻设置的另一所述转子冲片的每个所述磁钢槽不设有所述左边磁桥和右边磁桥。
9.一种电机组件,其特征在于,包括定子结构以及如权利要求1-8任一项所述的一种V型内转子结构;
所述转子结构与所述定子结构同轴设置,且所述转子结构相对于所述定子结构转动;
所述定子结构包括定子铁芯和定子绕组,所述定子铁芯包括定子轭以及由所述定子轭沿径向向内延伸的多个定子凸齿,所述多个定子凸齿围绕所述定子铁芯的轴线周向分布,所述定子绕组绕设在所述定子凸齿上;
其中,所述定子凸齿的宽度与所述定子轭的厚度之间的比值范围为1~2。
10.根据权利要求9所述的一种电机组件,其特征在于,所述定子凸齿的数量与所述转子结构的磁钢槽的数量之间的比值为3:4或3:2或3:5或6:5或9:8或9:16。
11.一种发电机装置,其特征在于,包括第一壳体以及如权利要求9-10任一项所述的一种电机组件;
所述电机组件设于所述第一壳体内。
12.一种电机设备,其特征在于,包括第二壳体以及如权利要求11所述的一种发电机装置;
所述电机组件设于所述第二壳体内。
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