CN221263480U - 转子组件、电机、压缩机和制冷设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种转子组件、电机、压缩机和制冷设备,转子组件包括:转子铁芯;多个永磁体组,包括沿转子铁芯的周向方向间隔设于转子铁芯内的第一永磁体组和第二永磁体组,第一永磁体组和第二永磁体组之间的转子铁芯构成交替极,第一永磁体组包括第一永磁体和两个第二永磁体,两个第二永磁体呈放射状间隔设置,第一永磁体的至少一部分位于两个第二永磁体的径向内侧;第二永磁体的充磁方向为切向,第一永磁体的充磁方向为径向;其中,两个第二永磁体的充磁方向相向,第一永磁体的充磁方向为向着转子铁芯的外侧;或者,两个第二永磁体的充磁方向相背,第一永磁体的充磁方向为向着转子铁芯的内侧。
Description
技术领域
本实用新型涉及电机设备技术领域,具体而言,涉及一种转子组件、一种电机、一种压缩机和一种制冷设备。
背景技术
目前,常规的交替极永磁电机,存在抗退磁能力弱,等效气隙大,使得气隙磁通低,功率密度略低,限制了其在高抗退磁要求场合的应用。
相关技术中永磁电机的转子,采用高牌号永磁体,以提高功率密度,导致永磁电机的生产成本增加,降本幅度受限。
实用新型内容
本实用新型的实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为此,本实用新型的实施例的第一方面提供了一种转子组件。
本实用新型的实施例的第二方面提供了一种电机。
本实用新型的实施例的第三方面提供了一种压缩机。
本实用新型的实施例的第四方面提供了一种制冷设备。
有鉴于此,根据本实用新型的实施例的第一方面,提供了一种转子组件,转子组件包括:转子铁芯;多个永磁体组,包括沿转子铁芯的周向方向间隔设于转子铁芯内的第一永磁体组和第二永磁体组,第一永磁体组和第二永磁体组之间的转子铁芯构成交替极,第一永磁体组包括第一永磁体和两个第二永磁体,两个第二永磁体呈放射状间隔设置,第一永磁体的至少一部分位于两个第二永磁体的径向内侧;第二永磁体的充磁方向为切向,第一永磁体的充磁方向为径向;其中,两个第二永磁体的充磁方向相向,第一永磁体的充磁方向为向着转子铁芯的外侧;或者,两个第二永磁体的充磁方向相背,第一永磁体的充磁方向为向着转子铁芯的内侧。
本实用新型实施例提供的转子组件包括转子铁芯和多个永磁体组,具体而言,多个永磁体组包括第一永磁体组和第二永磁体组,且沿转子铁芯的周向方向,第一永磁体组和第二永磁体组间隔设置,也就是说,第一永磁体组和第二永磁体组之间具有硅钢极。
第一永磁体组和第二永磁体组之间的转子铁芯构成交替极,也就是说,具有该转子组件的电机为交替极电机。
第一永磁体组包括第一永磁体和两个第二永磁体,两个第二永磁体呈放射状间隔设置,也就是说,两个第二永磁体沿转子铁芯的周向间隔,且每个第二永磁体沿转子铁芯的径向延伸。
第一永磁体的至少一部分位于两个第二永磁体的径向内侧。
第一永磁体的充磁方向为径向,第二永磁体的充磁方向为切向。
在对第一永磁体组进行充磁时,当两个第二永磁体的充磁方向相向时,第一永磁体的充磁方向为向着转子铁芯的外侧,也就是说,第一永磁体的充磁方向为沿径向向外。当两个第二永磁体的充磁方向相背时,第一永磁体的充磁方向为向着转子铁芯的内侧,也就是说,第一永磁体的充磁方向为沿径向向内。
也就是说,第一永磁体的充磁方向与每个第二永磁体的充磁方向一致,即同时向内充磁,或同时向外充磁。从而使得第一永磁体的磁路与每个第二永磁体的磁路并联,使第一永磁体组具有一定的聚磁效果,即使第一永磁体的磁性较差,其与两个第二永磁体组合在一起,也可以达到同等的磁能输出效果。
因此,可以将第一永磁体采用低牌号的永磁体,从而能够在达到同等磁能输出效果的同时,减少高牌号永磁体的用量,保证性能的同时降低具有该转子组件的电机的生产成本,提高电机利用率。
另外,根据本实用新型上述技术方案提供的转子组件,还具有如下附加技术特征:
在一些技术方案中,可选地,第一永磁体的磁性小于至少一个第二永磁体的磁性。
在该技术方案中,由于在两个第二永磁体的径向内侧设置第一永磁体,即相应减少了两个第二永磁体的用量,且第一永磁体的磁性相较于至少一个第二永磁体的磁性差,即第一永磁体为低牌号的永磁体,至少一个第二永磁体为高牌号的永磁体。从而能够在达到同等磁能输出效果的同时,减少高牌号永磁体的用量,保证性能的同时降低具有该转子组件的电机的生产成本,提高电机利用率,且可以匹配多极结构。
而且,由于第一永磁体的磁性相较于至少一个第二永磁体的磁性较差,从而使得其受到退磁磁场的影响相对较小,进而能够改善抗退磁能力,减少转子组件漏磁,提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
可选地,第二永磁体组采用稀土高牌号的永磁体,以确保具有该转子组件的电机的性能。
可选地,沿转子铁芯的周向方向,第一永磁体组和第二永磁体组交替设置,可以理解的是,第一永磁体组和第二永磁体组的种类不同,即具有该转子组件的电机为复合永磁混合式的交替极电机。具体地,第一永磁体组包括SPOKE形永磁体组,第二永磁体组包括V形永磁体组。
在一些技术方案中,可选地,转子铁芯设有多个磁体槽,多个永磁体组分别设于多个磁体槽内;转子组件还包括至少一个空气槽,至少一个空气槽设于转子铁芯,并与至少一个磁体槽连通。
在该技术方案中,限定了转子铁芯设置有多个磁体槽,多个永磁体组一一对应地设于多个磁体槽内,也就是说,多个永磁体组均内嵌于转子铁芯,从而相较于相关技术中表贴式交替极永磁电机而言,能够有效提升转子组件的抗退磁能力,减少转子组件漏磁,提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
转子组件还包括至少一个空气槽,具体而言,至少一个空气槽设置在转子铁芯上,且至少一个空气槽与至少一个磁体槽连通。可以理解的是,每个空气槽沿转子铁芯的轴向方向贯通设置。
通过设置至少一个空气槽,能够有利于增加磁路路径,增加磁场饱和度,减小漏磁,进而提升具有该转子组件的电机的转矩性能,从而提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
具体地,空气槽的数量为至少两个,至少两个空气槽与一个磁体槽连通,或者,至少两个空气槽分别与不同的磁体槽连通。具体可以根据实际需要进行设置。
可选地,至少一个空气槽靠近位于永磁体组径向外侧的磁桥设置,以增长永磁体组径向外侧磁桥的长度,提升磁场饱和度,有利于减小转子组件的漏磁,提升电机的转矩性能。
或者,至少一个空气槽靠近位于永磁体组径向内侧的磁桥设置,以减小永磁体组径向内侧的漏磁,进一步提升电机的转矩性能。
可选地,至少一个空气槽位于第一永磁体的径向内侧,从而能够在减小内侧漏磁的同时,提升第一永磁体的可靠性。
可选地,至少两个空气槽分别位于第二永磁体组沿周向方向的两侧。
在一些技术方案中,可选地,至少一个空气槽位于第一永磁体组的径向内侧;和/或至少一个空气槽位于第二永磁体组沿转子铁芯的周向方向的端部。
在该技术方案中,限定了至少一个空气槽位于第一永磁体组的径向内侧,和/或至少一个空气槽位于第二永磁体组沿转子铁芯周向的端部。
具体地,在第一永磁体组的径向内侧设置至少一个空气槽,从而能够增加磁路路径,增加磁场饱和度,进而有效减少第一永磁体组径向内侧的漏磁,进而提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
可选地,位于第一永磁体组的径向内侧的空气槽数量为至少两个,以进一步减小第一永磁体组径向内侧的漏磁效果,提升抗退磁能力,进而提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
至少一个空气槽位于第二永磁体组沿转子铁芯周向的其中一个端部。
或者,至少一个空气槽位于第二永磁体组沿转子铁芯周向的另一个端部。
或者,第二永磁体组沿转子铁芯周向的两端均设置空气槽。具体可以根据实际需要进行设置。
通过在第二永磁体组沿转子铁芯周向的至少一个端部设置空气槽,有利于增长第二永磁体组径向外侧磁桥的长度,提升磁场饱和度,有利于减小转子组件的漏磁,提升电机的转矩性能。
在一些技术方案中,可选地,多个磁体槽包括第一磁体槽,至少一个空气槽位于第一磁体槽的径向内侧,并与第一磁体槽连通,第一永磁体组设于第一磁体槽内。
在该技术方案中,限定了多个磁体槽包括第一磁体槽,具体而言,第一永磁体组设置在第一磁体槽内,可以理解的是,第一磁体槽沿转子铁芯的轴向方向贯通设置。也就是说,第一永磁体组内嵌于转子铁芯,从而相较于相关技术中表贴式交替极永磁电机而言,能够有效提升转子组件的抗退磁能力,减少转子组件漏磁,提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
至少一个空气槽位于第一磁体槽的径向内侧,且与第一磁体槽连通,从而能够增加磁路路径,增加磁场饱和度,进而有效减少第一永磁体组径向内侧的漏磁,进而提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
在一些技术方案中,可选地,多个磁体槽还包括第二磁体槽,沿转子铁芯的周向方向,至少一个空气槽位于第二磁体槽的端部,并与第二磁体槽连通,第二永磁体组设于第二磁体槽内。
在该技术方案中,限定了多个磁体槽包括第二磁体槽,具体而言,第二永磁体组设置在第二磁体槽内,可以理解的是,第二磁体槽沿转子铁芯的轴向方向贯通设置。也就是说,第二永磁体组内嵌于转子铁芯,从而相较于相关技术中表贴式交替极永磁电机而言,能够有效提升转子组件的抗退磁能力,减少转子组件漏磁,提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
至少一个空气槽位于第二磁体槽的端部,且与第二磁体槽连通,从而有利于增长第二永磁体组径向外侧磁桥的长度,提升磁场饱和度,有利于减小转子组件的漏磁,提升电机的转矩性能。
在一些技术方案中,可选地,第二永磁体组包括第三永磁体和第四永磁体,第三永磁体背离转子铁芯的中心的一侧面,与第四永磁体背离转子铁芯的中心的一侧面之间呈预设夹角δ,预设夹角δ为钝角;其中,第三永磁体的充磁方向为第三永磁体的厚度方向,第四永磁体的充磁方向为第四永磁体的厚度方向。
在该技术方案中,限定了第二永磁体组包括第三永磁体和第四永磁体,具体而言,第三永磁体背离转子铁芯的中心的一侧面为第一面,第四永磁体背离转子铁芯的中心的一侧面为第二面,其中,第一面与第二面之间呈钝角,也就是说,第二永磁体组为V形永磁体组,且V形的开口朝外。
第三永磁体的充磁方向为第三永磁体的厚度方向,也就是说,沿第三永磁体的厚度方向对第三永磁体进行充磁。
第四永磁体的充磁方向为第四永磁体的厚度方向,也就是说,沿第四永磁体的厚度方向对第四永磁体进行充磁。
可选地,第三永磁体和第四永磁体均采用稀土高牌号永磁体,也就是说,第三永磁体和第四永磁体的磁性较强。
在一些技术方案中,可选地,预设夹角δ满足100°≤δ≤145°。
在该技术方案中,限定了预设夹角δ的取值范围,也就是说,第一面与第二面之间呈的钝角角度在100°至145°之间。也即限定了第二永磁体组的磁瓦间夹角在100°至145°之间。
在一些技术方案中,可选地,第三永磁体背离第四永磁体的一端与转子铁芯的中心的连线,和第四永磁体背离第三永磁体的一端与转子铁芯的中心的连线之间呈角度α,角度α满足0.7π/p≤α≤1.2π/p;其中,P为转子组件的极对数。
在该技术方案中,具体地,第三永磁体背离第四永磁体的一端为第一端,第四永磁体背离第三永磁体的一端为第二端,第一端与转子铁芯的中心的连线为第一线,第二端与转子铁芯的中心的连线为第二线。第一线与第二线呈角度α,且角度α在0.7π/p至1.2π/p之间,其中,P为极对数。
在一些技术方案中,可选地,至少一个第二永磁体的厚度小于或等于第三永磁体的厚度;和/或至少一个第二永磁体的厚度小于或等于第四永磁体的厚度。
在该技术方案中,限定了至少一个第二永磁体的厚度小于或等于第三永磁体的厚度。
或者,至少一个第二永磁体的厚度小于或等于第四永磁体的厚度。
或者,至少一个第二永磁体的厚度小于或等于第三永磁体的厚度,以及至少一个第二永磁体的厚度小于或等于第四永磁体的厚度。具体可以根据实际需要进行设置。
也就是说,通过减小至少一个第二永磁体的厚度,即进一步减少至少一个第二永磁体的高磁性材料的用量,从而在保证性能的同时降低具有该转子组件的电机的生产成本,提高电机利用率,且可以匹配多极结构。
可以理解的是,由于第一永磁***于两个第二永磁体的径向内侧,也就是说,由于设置第一永磁体,相应减小了两个第二永磁体的径向长度。而通过进一步减小至少一个第二永磁体的厚度,从而尽可能地减小高磁性材料的用量,进而降低电机的生产成本。
可选地,每个第二永磁体的厚度小于或等于第三永磁体的厚度,和/或每个第二永磁体的厚度小于或等于第四永磁体的厚度。
在一些技术方案中,可选地,两个第二永磁体中靠近第二永磁体组的第二永磁体经转子铁芯的中心的中心线,和第四永磁体背离第三永磁体的一端与转子铁芯的中心的连线之间呈角度β,角度β满足0.7π/p≤β≤1.2π/p;其中,P为转子组件的极对数。
在该技术方案中,两个第二永磁体中靠近第二永磁体组的第二永磁体,该第二永磁体经转子铁芯的中心的中心线,和第四永磁体背离第三永磁体的一端与转子铁芯的中心的连线之间呈角度β,也就是说,第二线与靠近第二永磁体组的那个第二永磁体经转子铁芯的中心的中心线之间呈角度β。且β在0.7π/p至1.2π/p之间,其中,P为极对数。即限定了硅钢极角度的范围。
在一些技术方案中,可选地,两个第二永磁体经转子铁芯的中心的中心线分别为第一中心线和第二中心线,第一中心线与第二中心线之间呈角度γ,角度γ满足0.7π/p≤γ≤1.2π/p;其中,P为转子组件的极对数。
在该技术方案中,两个第二永磁体中,其中一个第二永磁体经转子铁芯的中心的中心线为第一中心线,另一个第二永磁体经转子铁芯的中心的中心线为第二中心线,其中,第一中心线与第二中心线之间的夹角为γ,且γ在0.7π/p至1.2π/p之间,其中,P为极对数。
在一些技术方案中,可选地,第一永磁体包括铁氧体;和/或至少一个第二永磁体包括稀土永磁体。
在该技术方案中,限定了第一永磁体和至少一个第二永磁体的磁性。具体地,第一永磁体包括铁氧体,可以理解的是,铁氧体为低牌号永磁体,即铁氧体的磁性相较于至少一个第二永磁体而言较差。
至少一个第二永磁体包括稀土永磁体,可以理解的是,稀土永磁体为高牌号永磁体,即稀土永磁体的磁性相较于第一永磁体而言较强。
由于在两个第二永磁体的径向内侧设置第一永磁体,即相应减少了两个第二永磁体的用量,且第一永磁体的磁性相较于至少一个第二永磁体的磁性差,即第一永磁体为低牌号的永磁体,至少一个第二永磁体为高牌号的永磁体。从而能够在达到同等磁能输出效果的同时,减少高牌号永磁体的用量,保证性能的同时降低具有该转子组件的电机的生产成本,提高电机利用率,且可以匹配多极结构。
而且,由于第一永磁体的磁性相较于至少一个第二永磁体的磁性较差,从而使得其受到退磁磁场的影响相对较小,进而能够改善抗退磁能力,减少转子组件漏磁,提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
可选地,每个第二永磁体均为稀土永磁体,以确保具有该转子组件的电机的性能。
在一些技术方案中,可选地,转子组件还包括磁桥,磁桥设于至少一个永磁体组的径向外侧,和/或磁桥设于至少一个永磁体组的径向内侧。
在该技术方案中,限定了转子组件还包括磁桥,具体而言,至少一个永磁体组的径向外侧设置有磁桥。
或者,至少一个永磁体组的径向内侧设置有磁桥。
或者,至少一个永磁体组的径向内侧和径向外侧均设置有磁桥。
或者,永磁体组的数量为多个,多个永磁体组中,至少一个永磁体组的径向内侧设置有磁桥,以及多个永磁体组中其余的至少一个永磁体组的径向外侧设置有磁桥。在此不一一列举。具体可以根据实际需要进行设置。
通过在至少一个永磁体组的径向内侧或径向外侧设置磁桥,能够对至少一个永磁体组沿转子铁芯的径向方向进行限位,提高至少一个永磁体组的安装稳定性,进而提高具有该转子组件的电机的运行稳定性和可靠性。
而且,通过设置磁桥,使得至少一个永磁体组可以内嵌于转子铁芯,从而有效提升转子组件的抗退磁能力,减少转子组件漏磁,提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
可选地,每个永磁体组的径向内侧和/或径向外侧设置有磁桥,即每个磁体组均内嵌于转子铁芯,从而进一步提升转子组件的抗退磁能力,减少转子组件漏磁,提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
在一些技术方案中,可选地,至少一个磁桥背离转子铁芯的中心的外壁设有削弧面。
在该技术方案中,限定了至少一个磁桥设置有削弧面,具体而言,至少一个磁桥背离转子铁芯的中心的外壁设置有削弧面,也就是说,位于永磁体组径向外侧的至少一个磁桥的外壁具有削弧段,即对切向充磁的永磁体径向外侧的外壁进行修型,从而有利于改善气隙磁场,减少转矩波动,进而提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
可选地,每个位于永磁体组径向外侧的磁桥的外壁均具有削弧段,以进一步改善气隙磁场,减少转矩波动,进而提升具有该转子组件的电机的转矩性能。
在一些技术方案中,可选地,转子组件还包括磁障结构,磁障结构设于转子铁芯的外壁和至少一个永磁体组之间。
在该技术方案中,限定了转子组件还包括磁障结构,具体而言,磁障结构设置在转子铁芯的外壁与至少一个永磁体组之间。从而有利于降低定子饱和,提高具有该转子组件的电机的效率,改善转子组件的应力,提升转子组件的可靠性,进而提升具有该转子组件的电机的可靠性。
可选地,在第二永磁体组和转子铁芯的外壁之间设置磁障结构。
可选地,磁障结构包括凹槽或狭缝。
根据本实用新型的第二个方面,提供了一种电机,包括如上述任一技术方案提供的转子组件,因而具备该转子组件的全部有益技术效果,在此不再赘述。
根据本实用新型的第三个方面,提供了一种压缩机,包括如上述任一技术方案提供的转子组件或电机,因而具备该转子组件或电机的全部有益技术效果,在此不再赘述。
根据本实用新型的第四个方面,提供了一种制冷设备,包括如上述任一技术方案提供的压缩机,因而具备该压缩机的全部有益技术效果,在此不再赘述。
根据本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1示出了相关技术中转子的结构示意图之一;
图2示出了图1所示的相关技术中转子的磁力线分布图;
图3示出了相关技术中转子的结构示意图之二;
图4示出了图3所示的相关技术中转子的磁力线分布图;
图5示出了根据本实用新型的一个实施例的转子组件的结构示意图之一;
图6示出了图5所示的实施例的转子组件的磁力线分布图;
图7示出了根据本实用新型的一个实施例的转子组件的结构示意图之二;
图8示出了根据本实用新型的一个实施例的转子组件的结构示意图之三;
图9示出了图7所示的实施例的转子组件的磁力线分布图;
图10示出了根据本实用新型的一个实施例的永磁体成本和退磁率对比图。
其中,图1至图4中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
10’转子,20’永磁体,30’第一永磁体,40’第二永磁体;
图5至图9中附图标记与部件名称之间的对应关系为:
100转子组件,110转子铁芯,112磁体槽,113第一磁体槽,114第二磁体槽,116第一端,117第二端,120永磁体组,130第一永磁体组,131第一永磁体,132第二永磁体,140第二永磁体组,141第三永磁体,142第四永磁体,150空气槽,160磁桥,161削弧面,170磁障结构。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点,下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是,本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施,因此,本实用新型的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图5至图10来描述根据本实用新型的一些实施例提供的转子组件100、电机、压缩机和制冷设备。
在根据本申请的一个实施例中,如图5、图6、图7、图8和图9所示,提出了一种转子组件100,转子组件100包括:转子铁芯110;多个永磁体组120,包括沿转子铁芯110的周向方向间隔设于转子铁芯110内的第一永磁体组130和第二永磁体组140,第一永磁体组130和第二永磁体组140之间的转子铁芯110构成交替极,第一永磁体组130包括第一永磁体131和两个第二永磁体132,两个第二永磁体132呈放射状间隔设置,第一永磁体131的至少一部分位于两个第二永磁体132的径向内侧;第二永磁体132的充磁方向为切向,第一永磁体131的充磁方向为径向;其中,两个第二永磁体132的充磁方向相向,第一永磁体131的充磁方向为向着转子铁芯110的外侧;或者,两个第二永磁体132的充磁方向相背,第一永磁体131的充磁方向为向着转子铁芯110的内侧。
本实用新型实施例提供的转子组件100包括转子铁芯110和多个永磁体组120,具体而言,多个永磁体组120包括第一永磁体组130和第二永磁体组140,且沿转子铁芯110的周向方向,第一永磁体组130和第二永磁体组140间隔设置,也就是说,第一永磁体组130和第二永磁体组140之间具有硅钢极。
第一永磁体组130和第二永磁体组140之间的转子铁芯110构成交替极,也就是说,具有该转子组件100的电机为交替极电机。
第一永磁体组130包括第一永磁体131和两个第二永磁体132,两个第二永磁体132呈放射状间隔设置,也就是说,两个第二永磁体132沿转子铁芯110的周向间隔,且每个第二永磁体132沿转子铁芯110的径向延伸。
第一永磁体131的至少一部分位于两个第二永磁体132的径向内侧。
第一永磁体131的充磁方向为径向,第二永磁体132的充磁方向为切向。
在对第一永磁体组130进行充磁时,当两个第二永磁体132的充磁方向相向时,第一永磁体131的充磁方向为向着转子铁芯110的外侧,也就是说,第一永磁体131的充磁方向为沿径向向外。当两个第二永磁体132的充磁方向相背时,第一永磁体131的充磁方向为向着转子铁芯110的内侧,也就是说,第一永磁体131的充磁方向为沿径向向内。
也就是说,第一永磁体131的充磁方向与每个第二永磁体132的充磁方向一致,即同时向内充磁,或同时向外充磁。从而使得第一永磁体131的磁路与每个第二永磁体132的磁路并联,使第一永磁体组130具有一定的聚磁效果,即使第一永磁体131的磁性较差,其与两个第二永磁体132组合在一起,也可以达到同等的磁能输出效果。
因此,可以将第一永磁体131采用低牌号的永磁体,从而能够在达到同等磁能输出效果的同时,减少高牌号永磁体的用量,保证性能的同时降低具有该转子组件100的电机的生产成本,提高电机利用率。
在一些实施例中,可选地,第一永磁体131的磁性小于至少一个第二永磁体132的磁性。
在该实施例中,由于在两个第二永磁体132的径向内侧设置第一永磁体131,即相应减少了两个第二永磁体132的用量,且第一永磁体131的磁性相较于至少一个第二永磁体132的磁性差,即第一永磁体131为低牌号的永磁体,至少一个第二永磁体132为高牌号的永磁体。从而能够在达到同等磁能输出效果的同时,减少高牌号永磁体的用量,保证性能的同时降低具有该转子组件100的电机的生产成本,提高电机利用率,且可以匹配多极结构。
而且,由于第一永磁体131的磁性相较于至少一个第二永磁体132的磁性较差,从而使得其受到退磁磁场的影响相对较小,进而能够改善抗退磁能力,减少转子组件100漏磁,提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
图5中,第一永磁体131和第二永磁体132中的小箭头方向为第一永磁体131和第二永磁体132的其中一种充磁方向。
可选地,第二永磁体组140采用稀土高牌号的永磁体,以确保具有该转子组件100的电机的性能。
可选地,沿转子铁芯110的周向方向,第一永磁体组130和第二永磁体组140交替设置,可以理解的是,第一永磁体组130和第二永磁体组140的种类不同,即具有该转子组件100的电机为复合永磁混合式的交替极电机。具体地,第一永磁体组130包括SPOKE形永磁体组,第二永磁体组140包括V形永磁体组。
如图5、图6、图7、图8和图9所示,在一些实施例中,可选地,转子铁芯110设有多个磁体槽112,多个永磁体组120分别设于多个磁体槽112内;转子组件100还包括至少一个空气槽150,至少一个空气槽150设于转子铁芯110,并与至少一个磁体槽112连通。
在该实施例中,限定了转子铁芯110设置有多个磁体槽112,多个永磁体组120一一对应地设于多个磁体槽112内,也就是说,多个永磁体组120均内嵌于转子铁芯110,从而相较于相关技术中表贴式交替极永磁电机而言,能够有效提升转子组件100的抗退磁能力,减少转子组件100漏磁,提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
转子组件100还包括至少一个空气槽150,具体而言,至少一个空气槽150设置在转子铁芯110上,且至少一个空气槽150与至少一个磁体槽112连通。可以理解的是,每个空气槽150沿转子铁芯110的轴向方向贯通设置。
通过设置至少一个空气槽150,能够有利于增加磁路路径,增加磁场饱和度,减小漏磁,进而提升具有该转子组件100的电机的转矩性能,从而提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
具体地,空气槽150的数量为至少两个,至少两个空气槽150与一个磁体槽112连通,或者,至少两个空气槽150分别与不同的磁体槽112连通。具体可以根据实际需要进行设置。
可选地,至少一个空气槽150靠近位于永磁体组120径向外侧的磁桥160设置,以增长永磁体组120径向外侧磁桥160的长度,提升磁场饱和度,有利于减小转子组件100的漏磁,提升电机的转矩性能。
或者,至少一个空气槽150靠近位于永磁体组120径向内侧的磁桥160设置,以减小永磁体组120径向内侧的漏磁,进一步提升电机的转矩性能。
可选地,至少一个空气槽150位于第一永磁体131的径向内侧,从而能够在减小内侧漏磁的同时,提升第一永磁体131的可靠性。
可选地,至少两个空气槽150分别位于第二永磁体组140沿周向方向的两侧。
如图7所示,其中一个空气槽150沿转子铁芯110的周向方向,并背离第二永磁体组140的端部为R点,另一个空气槽150沿转子铁芯110的周向方向,并背离第二永磁体组140的端部为S点,其中,S点与转子铁芯110的中心O点的连线为第三线,第三线与第二线之间的夹角β’满足0.05π/p≤β’≤0.20π/p,其中,P为转子组件100的极对数。
如图5、图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,至少一个空气槽150位于第一永磁体组130的径向内侧;和/或至少一个空气槽150位于第二永磁体组140沿转子铁芯110的周向方向的端部。
在该实施例中,限定了至少一个空气槽150位于第一永磁体组130的径向内侧,和/或至少一个空气槽150位于第二永磁体组140沿转子铁芯110周向的端部。
具体地,在第一永磁体组130的径向内侧设置至少一个空气槽150,从而能够增加磁路路径,增加磁场饱和度,进而有效减少第一永磁体组130径向内侧的漏磁,进而提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
可选地,位于第一永磁体组130的径向内侧的空气槽150数量为至少两个,以进一步减小第一永磁体组130径向内侧的漏磁效果,提升抗退磁能力,进而提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
具体地,至少一个空气槽150位于第二永磁体组140沿转子铁芯110周向的其中一个端部。
或者,至少一个空气槽150位于第二永磁体组140沿转子铁芯110周向的另一个端部。
或者,第二永磁体组140沿转子铁芯110周向的两端均设置空气槽150。具体可以根据实际需要进行设置。
通过在第二永磁体组140沿转子铁芯110周向的至少一个端部设置空气槽150,有利于增长第二永磁体组140径向外侧磁桥160的长度,提升磁场饱和度,有利于减小转子组件100的漏磁,提升电机的转矩性能。
如图5、图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,多个磁体槽112包括第一磁体槽113,至少一个空气槽150位于第一磁体槽113的径向内侧,并与第一磁体槽113连通,第一永磁体组130设于第一磁体槽113内。
在该实施例中,限定了多个磁体槽112包括第一磁体槽113,具体而言,第一永磁体组130设置在第一磁体槽113内,可以理解的是,第一磁体槽113沿转子铁芯110的轴向方向贯通设置。也就是说,第一永磁体组130内嵌于转子铁芯110,从而相较于相关技术中表贴式交替极永磁电机而言,能够有效提升转子组件100的抗退磁能力,减少转子组件100漏磁,提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
至少一个空气槽150位于第一磁体槽113的径向内侧,且与第一磁体槽113连通,从而能够增加磁路路径,增加磁场饱和度,进而有效减少第一永磁体组130径向内侧的漏磁,进而提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
如图5、图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,多个磁体槽112还包括第二磁体槽114,沿转子铁芯110的周向方向,至少一个空气槽150位于第二磁体槽114的端部,并与第二磁体槽114连通,第二永磁体组140设于第二磁体槽114内。
在该实施例中,限定了多个磁体槽112包括第二磁体槽114,具体而言,第二永磁体组140设于第二磁体槽114内,可以理解的是,第二磁体槽114沿转子铁芯110的轴向方向贯通设置。
也就是说,第二永磁体组140内嵌于转子铁芯110,从而相较于相关技术中表贴式交替极永磁电机而言,能够有效提升转子组件100的抗退磁能力,减少转子组件100漏磁,提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
至少一个空气槽150位于第二磁体槽114的端部,且与第二磁体槽114连通,从而有利于增长第二永磁体组140径向外侧磁桥160的长度,提升磁场饱和度,有利于减小转子组件100的漏磁,提升电机的转矩性能。
如图5、图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,第二永磁体组140包括第三永磁体141和第四永磁体142,第三永磁体141背离转子铁芯110的中心的一侧面,与第四永磁体142背离转子铁芯110的中心的一侧面之间呈预设夹角δ,预设夹角δ为钝角;其中,第三永磁体141的充磁方向为第三永磁体141的厚度方向,第四永磁体142的充磁方向为第四永磁体142的厚度方向。
在该实施例中,限定了第二永磁体组140包括第三永磁体141和第四永磁体142,具体而言,第三永磁体141背离转子铁芯110的中心的一侧面为第一面,第四永磁体142背离转子铁芯110的中心的一侧面为第二面,其中,第一面与第二面之间呈钝角,也就是说,第二永磁体组140为V形永磁体组120,且V形的开口朝外。
第三永磁体141的充磁方向为第三永磁体141的厚度方向,也就是说,沿第三永磁体141的厚度方向对第三永磁体141进行充磁。
第四永磁体142的充磁方向为第四永磁体142的厚度方向,也就是说,沿第四永磁体142的厚度方向对第四永磁体142进行充磁。
图5中,第三永磁体141和第四永磁体142中的小箭头方向为第三永磁体141和第四永磁体142的充磁方向。
可选地,第三永磁体141和第四永磁体142均采用稀土高牌号永磁体,也就是说,第三永磁体141和第四永磁体142的磁性较强。
如图8所示,在一些实施例中,可选地,预设夹角δ满足100°≤δ≤145°。
在该实施例中,限定了预设夹角δ的取值范围,也就是说,第一面与第二面之间呈的钝角角度在100°至145°之间。也即限定了第二永磁体组140的磁瓦间夹角在100°至145°之间。
如图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,第三永磁体141背离第四永磁体142的一端与转子铁芯110的中心的连线,和第四永磁体142背离第三永磁体141的一端与转子铁芯110的中心的连线之间呈角度α,角度α满足0.7π/p≤α≤1.2π/p;其中,P为转子组件100的极对数。
在该实施例中,具体地,第三永磁体141背离第四永磁体142的一端为第一端116,第四永磁体142背离第三永磁体141的一端为第二端117,第一端116与转子铁芯110的中心的连线为第一线,第二端117与转子铁芯110的中心的连线为第二线。第一线与第二线呈角度α,且角度α在0.7π/p至1.2π/p之间,其中,P为极对数。
如图7所示,第一端116即图7中P点所在的位置,第二端117即Q点所在的位置,第一端116与转子铁芯110的中心的连线为第一线,即P点与转子铁芯110的中心O点的连线为第一线,第二端117与转子铁芯110的中心的连线为第二线,即Q点与转子铁芯110的中心O点的连线为第二线。
第一线与第二线呈角度α,且角度α在0.7π/p至1.2π/p之间,其中,P为极对数。如图7所示,P=4。也即限定了硅钢极内侧首先存在空隙的位置P、Q与转子铁芯110的中心O之间的夹角的范围。
如图5所示,在一些实施例中,可选地,至少一个第二永磁体132的厚度小于或等于第三永磁体141的厚度;和/或至少一个第二永磁体132的厚度小于或等于第四永磁体142的厚度。
在该实施例中,限定了至少一个第二永磁体132的厚度小于或等于第三永磁体141的厚度。
或者,至少一个第二永磁体132的厚度小于或等于第四永磁体142的厚度。
或者,至少一个第二永磁体132的厚度小于或等于第三永磁体141的厚度,以及至少一个第二永磁体132的厚度小于或等于第四永磁体142的厚度。具体可以根据实际需要进行设置。
也就是说,通过减小至少一个第二永磁体132的厚度,即进一步减少至少一个第二永磁体132的高磁性材料的用量,从而在保证性能的同时降低具有该转子组件100的电机的生产成本,提高电机利用率,且可以匹配多极结构。
可以理解的是,由于第一永磁体131位于两个第二永磁体132的径向内侧,也就是说,由于设置第一永磁体131,相应减小了两个第二永磁体132的径向长度。而通过进一步减小至少一个第二永磁体132的厚度,从而尽可能地减小高磁性材料的用量,进而降低电机的生产成本。
如图5所示,第二永磁体132的厚度为d1,第三永磁体141或第四永磁体142的厚度为d2,其中,d1≤d2。
可选地,每个第二永磁体132的厚度小于或等于第三永磁体141的厚度,和/或每个第二永磁体132的厚度小于或等于第四永磁体142的厚度。
如图5、图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,两个第二永磁体132中靠近第二永磁体组140的第二永磁体132经转子铁芯110的中心的中心线,和第四永磁体142背离第三永磁体141的一端与转子铁芯110的中心的连线之间呈角度β,角度β满足0.7π/p≤β≤1.2π/p;其中,P为转子组件100的极对数。
在该实施例中,两个第二永磁体132中靠近第二永磁体组140的第二永磁体132,该第二永磁体132经转子铁芯110的中心的中心线,和第四永磁体142背离第三永磁体141的一端与转子铁芯110的中心的连线之间呈角度β,也就是说,第二线与靠近第二永磁体组140的那个第二永磁体132经转子铁芯110的中心的中心线之间呈角度β。且β在0.7π/p至1.2π/p之间,其中,P为极对数。即限定了硅钢极角度的范围。
可以理解的是,Q点所在的位置与转子铁芯110的中心的连线,即第二线。
如图5、图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,两个第二永磁体132经转子铁芯110的中心的中心线分别为第一中心线和第二中心线,第一中心线与第二中心线之间呈角度γ,角度γ满足0.7π/p≤γ≤1.2π/p;其中,P为转子组件100的极对数。
在该实施例中,两个第二永磁体132中,其中一个第二永磁体132经转子铁芯110的中心的中心线为第一中心线,另一个第二永磁体132经转子铁芯110的中心的中心线为第二中心线,其中,第一中心线与第二中心线之间的夹角为γ,且γ在0.7π/p至1.2π/p之间,其中,P为极对数。
在一些实施例中,可选地,第一永磁体131包括铁氧体;和/或至少一个第二永磁体132包括稀土永磁体。
在该实施例中,限定了第一永磁体131和至少一个第二永磁体132的磁性。具体地,第一永磁体131包括铁氧体,可以理解的是,铁氧体为低牌号永磁体,即铁氧体的磁性相较于至少一个第二永磁体132而言较差。
至少一个第二永磁体132包括稀土永磁体,可以理解的是,稀土永磁体为高牌号永磁体,即稀土永磁体的磁性相较于第一永磁体131而言较强。
由于在两个第二永磁体132的径向内侧设置第一永磁体131,即相应减少了两个第二永磁体132的用量,且第一永磁体131的磁性相较于至少一个第二永磁体132的磁性差,即第一永磁体131为低牌号的永磁体,至少一个第二永磁体132为高牌号的永磁体。从而能够在达到同等磁能输出效果的同时,减少高牌号永磁体的用量,保证性能的同时降低具有该转子组件100的电机的生产成本,提高电机利用率,且可以匹配多极结构。
而且,由于第一永磁体131的磁性相较于至少一个第二永磁体132的磁性较差,从而使得其受到退磁磁场的影响相对较小,进而能够改善抗退磁能力,减少转子组件100漏磁,提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
可选地,每个第二永磁体132均为稀土永磁体,以确保具有该转子组件100的电机的性能。
如图5、图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,转子组件100还包括磁桥160,磁桥160设于至少一个永磁体组120的径向外侧,和/或磁桥160设于至少一个永磁体组120的径向内侧。
在该实施例中,限定了转子组件100还包括磁桥160,具体而言,至少一个永磁体组120的径向外侧设置有磁桥160。
或者,至少一个永磁体组120的径向内侧设置有磁桥160。
或者,至少一个永磁体组120的径向内侧和径向外侧均设置有磁桥160。
或者,永磁体组120的数量为多个,多个永磁体组120中,至少一个永磁体组120的径向内侧设置有磁桥160,以及多个永磁体组120中其余的至少一个永磁体组120的径向外侧设置有磁桥160。在此不一一列举。具体可以根据实际需要进行设置。
通过在至少一个永磁体组120的径向内侧或径向外侧设置磁桥160,能够对至少一个永磁体组120沿转子铁芯110的径向方向进行限位,提高至少一个永磁体组120的安装稳定性,进而提高具有该转子组件100的电机的运行稳定性和可靠性。
而且,通过设置磁桥160,使得至少一个永磁体组120可以内嵌于转子铁芯110,从而有效提升转子组件100的抗退磁能力,减少转子组件100漏磁,提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
可选地,每个永磁体组120的径向内侧和/或径向外侧设置有磁桥160,即每个磁体组均内嵌于转子铁芯110,从而进一步提升转子组件100的抗退磁能力,减少转子组件100漏磁,提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
如图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,至少一个磁桥160背离转子铁芯110的中心的外壁设有削弧面161。
在该实施例中,限定了至少一个磁桥160设置有削弧面161,具体而言,至少一个磁桥160背离转子铁芯110的中心的外壁设置有削弧面161,也就是说,位于永磁体组120径向外侧的至少一个磁桥160的外壁具有削弧段,即对切向充磁的永磁体径向外侧的外壁进行修型,从而有利于改善气隙磁场,减少转矩波动,进而提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
可选地,每个位于永磁体组120径向外侧的磁桥160的外壁均具有削弧段,以进一步改善气隙磁场,减少转矩波动,进而提升具有该转子组件100的电机的转矩性能。
如图7和图8所示,在一些实施例中,可选地,转子组件100还包括磁障结构170,磁障结构170设于转子铁芯110的外壁和至少一个永磁体组120之间。
在该实施例中,限定了转子组件100还包括磁障结构170,具体而言,磁障结构170设置在转子铁芯110的外壁与至少一个永磁体组120之间。从而有利于降低定子饱和,提高具有该转子组件100的电机的效率,改善转子组件100的应力,提升转子组件100的可靠性,进而提升具有该转子组件100的电机的可靠性。
可选地,在第二永磁体组140和转子铁芯110的外壁之间设置磁障结构170。
可选地,磁障结构170包括凹槽或狭缝。
在一个具体的实施例中,如图1所示,为原有第一比较例(相关技术)p=4转子结构示意图,常规交替极仅包含转子10’,永磁体20’和硅钢极。本比较例中,磁场极对数p=4,永磁体20’的数量为4,硅钢极数量为4,永磁体20’和硅钢极交替。其中,硅钢极(β)角度为35°,永磁极(α)为55°,永磁体20’占据角度为55度。所有永磁体20’的充磁方向沿径向向外。如图2,第一比较例的磁力线分布图,通过4个永磁极和4个硅钢极的共同作用一共形成4对磁场极。永磁体20’均采用稀土高牌号永磁体。
如图3所示,为第二比较例(相关技术)的p=4的转子结构示意图,转子10’同时含有V形的永磁体组(第一永磁体30’)和SPOKE形的永磁体组(第二永磁体40’),永磁体组(第一永磁体30’)沿V形垂直方向充磁,永磁体组(第二永磁体40’)沿着周向方向充磁,图中标记了其中一种方式。第一永磁体30’和第二永磁体40’均采用内嵌式结构,永磁体大部分远离转子表面。各永磁体之间,沿周向交替含有硅钢极。第一永磁体30’、第二永磁体40’和硅钢极分别占据α=45°,β=45°,γ=45,α+2β+γ=180°=2×π/p×k,k=2。第一永磁体30’通过外磁桥方式内嵌于转子10’,第二永磁体40’通过外磁桥嵌入在转子10’表面。第一永磁体30’不相邻,硅钢极、第二永磁体40’的夹角α,β均满足[0.7×π/p,1.2×π/p]。第二永磁体40’的厚度小于或等于第一永磁体30’的厚度,α为硅钢极内侧首先存在空隙的位置与原点(转子铁芯的中心)之间的夹角。第一永磁体30’的两片永磁体件的V形夹角δ=120°,满足100°~145°。如图4为第二比较例p=4的磁链示意图,转子可以有效产生4对极磁场。第一永磁体30’和第二永磁体40’均采用稀土高牌号永磁体。
如图5所示,为本申请的第一实施例的p=4的转子结构示意图,转子组件100同时含有V形的永磁体组(第二永磁体组140),SPOKE形的永磁体组(第二永磁体132),和一字形永磁体组(第一永磁体131),第二永磁体组140沿V形垂直方向充磁,第二永磁体132沿着周向方向充磁,第一永磁体131沿着一字形垂直方向充磁,其中第二永磁体132和第一永磁体131充磁均向转子内侧或者转子外侧,图中标记了其中一种方式。第一永磁体131、第二永磁体132、第二永磁体组140均采用内嵌式结构,永磁体大部分远离转子表面。各永磁体组之间,沿周向交替含有硅钢极。
第二永磁体组140为第一极、两个第二永磁体132和第一永磁体131构成第二极,硅钢极为构成第三极,分别占据α=45°,β=45°,γ=45,α+2β+γ=180°=2×π/p×k,k=2。其中两个第二永磁体132和第二永磁体组140采用稀土永磁材料,第一永磁体131采用铁氧体,前者永磁体磁性较后者磁性强,但后者永磁体成本远低于前者。
两个第二永磁体132和第一永磁体131磁路呈现并联方式,具有一定的聚磁效果,使得即使第一永磁体131牌号低,磁性差,但其与两个第二永磁体132组合在一起,可以达到同等的磁能输出效果。第一永磁体组130通过外磁桥方式内嵌于转子铁芯110,第二永磁体组140通过外磁桥嵌入在转子铁芯110表面。第二永磁体组140不相邻,硅钢极、第一永磁体组130的夹角α,β均满足[0.7×π/p,1.2×π/p]。第二永磁体132的厚度小于或等于第二永磁体组140的厚度,α为硅钢极内侧首先存在空隙的位置PQ与原点之间的夹角。第二永磁体组140的两片永磁体件的V形夹角δ=120°,满足100°~145°。如图6为第一实施例p=4的磁链示意图,转子可以有效产生4对极磁场。
和第一比较例的电机相比,电机抗退磁能力提升,且嵌入式结构永磁体可靠性提升。和第二比较例的电机相比,稀土永磁的用量减小,以铁氧体替代,电机成本进一步下降。
如图7,第二实施例的p=4转子结构中,转子组件100同时含有V形的永磁体组(第二永磁体组140),SPOKE形的永磁体组(第二永磁体132),和一字形永磁体组(第一永磁体131),永磁体组(第二永磁体组140)沿V形垂直方向充磁,第二永磁体132沿着周向方向充磁,第一永磁体131沿着一字形垂直方向充磁,其中第一永磁体131和第二永磁体132充磁均向转子内侧或者转子外侧,图中标记了其中一种方式。
第二永磁体132、第一永磁体131、第二永磁体组140均采用内嵌式结构,永磁体大部分远离转子表面。
各永磁体组之间,沿周向交替含有硅钢极。
第二永磁体组140为第一极、两个第二永磁体132和第一永磁体131构成第二极,硅钢极为构成第三极,分别占据α=45°,β=45°,γ=45,α+2β+γ=180°=2×π/p×k,k=2。其中两个第二永磁体132和第二永磁体组140采用稀土永磁材料,第一永磁体131采用铁氧体,前者永磁体磁性较后者磁性强,但后者永磁体成本远低于前者。
两个第二永磁体132和第一永磁体131磁路呈现并联方式,具有一定的聚磁效果,使得即使第一永磁体131牌号低,磁性差,但其与两个第二永磁体132组合在一起,可以达到同等的磁能输出效果。第一永磁体组130通过外磁桥方式内嵌于转子铁芯110,第二永磁体组140通过外磁桥嵌入在转子铁芯110表面。第二永磁体组140不相邻,硅钢极、第一永磁体组130的夹角α,β均满足[0.7×π/p,1.2×π/p]。第二永磁体132的厚度小于或等于第二永磁体组140的厚度,α为硅钢极内侧首先存在空隙的位置PQ与原点之间的夹角。第二永磁体组140的两片永磁体件的V形夹角δ=120°,满足100°~145°。如图6为第一实施例p=4的磁链示意图,转子可以有效产生4对极磁场。第二实施例在第一实施例基础上,添加外磁桥镂空、转子削弧和磁障。
如图7所示,第二实施例的p=4转子结构中,第二永磁体组140两侧,即PQ两侧设有贯穿转子的空气隙(空气槽150),其外延分别为R、S点,与PQ间的夹角为10°,满足β’=0.05×π/p~0.20×π/p,该空气隙有利于增长永磁体外侧磁桥,减小漏磁提高转矩性能。第二永磁体组140外侧设有磁障结构170,该结构有利于降低饱和提高电机效率,改善转子应力,提高转子可靠性。SPOKE极(第一永磁体组130)内侧设置有空气隙(空气槽150),该空气隙也可以增长SPOKE极永磁体内侧磁桥长度,减小漏磁提高转矩性能。
如图8所示,第二实施例的p=4的削弧与磁桥示意图,第一永磁体组130和第二永磁体组140与硅钢极共同形成4对极的磁场,与第一比较例相同,设置外磁桥,并采用削弧结构(削弧面161),削弧结构有利于改善气隙磁场,减小转矩波动。SPOKE极和一字极的内磁桥,采用开磁桥有利于减小内侧漏磁,同时保证一字极的可靠性。如图9为第二实施例p=4的磁链示意图,转子可以有效产生4对极磁场。和第一实施例的电机相比,磁障、削弧、长磁桥结构有利于减小漏磁,提升转矩性能。
如图10所示,是根据本实用新型p=4的永磁体成本和退磁率对比图,第一实施例和第二实施例相比于第一比较例,电机的退磁率均有显著的改善,由14.5%降低至2%以内,主要原因是永磁体均内嵌于转子,且内侧第一永磁体131低牌号铁氧远离转子,其受到退磁磁场的影响较小。若以第一比较例中永磁体成本定义为1p.u.,则第二比较例,永磁体成本降低极限为10%。为进一步降低永磁体成本,本专利提出的第一实施例和第二实施例的永磁体成本可进一步降低15%和20%,电机成本得到进一步降低。
根据本实用新型的第二个方面,提供了一种电机,包括如上述任一实施例提供的转子组件100,因而具备该转子组件100的全部有益技术效果,在此不再赘述。
根据本实用新型的第三个方面,提供了一种压缩机,包括如上述任一实施例提供的转子组件100或电机,因而具备该转子组件100或电机的全部有益技术效果,在此不再赘述。
根据本实用新型的第四个方面,提供了一种制冷设备,包括如上述任一实施例提供的压缩机,因而具备该压缩机的全部有益技术效果,在此不再赘述。
在本说明书的描述中,术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上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 (19)
1.一种转子组件,其特征在于,包括:
转子铁芯;
多个永磁体组,包括沿所述转子铁芯的周向方向间隔设于所述转子铁芯内的第一永磁体组和第二永磁体组,所述第一永磁体组和所述第二永磁体组之间的所述转子铁芯构成交替极,所述第一永磁体组包括第一永磁体和两个第二永磁体,两个所述第二永磁体呈放射状间隔设置,所述第一永磁体的至少一部分位于两个所述第二永磁体的径向内侧;
所述第二永磁体的充磁方向为切向,所述第一永磁体的充磁方向为径向;
其中,两个所述第二永磁体的充磁方向相向,所述第一永磁体的充磁方向为向着所述转子铁芯的外侧;或者,两个所述第二永磁体的充磁方向相背,所述第一永磁体的充磁方向为向着所述转子铁芯的内侧。
2.根据权利要求1所述的转子组件,其特征在于,所述第一永磁体的磁性小于至少一个所述第二永磁体的磁性。
3.根据权利要求1所述的转子组件,其特征在于,所述转子铁芯设有多个磁体槽,多个所述永磁体组分别设于多个所述磁体槽内;
所述转子组件还包括:
至少一个空气槽,设于所述转子铁芯,并与至少一个所述磁体槽连通。
4.根据权利要求3所述的转子组件,其特征在于,至少一个所述空气槽位于所述第一永磁体组的径向内侧;和/或,至少一个所述空气槽位于所述第二永磁体组沿所述转子铁芯的周向方向的端部。
5.根据权利要求3所述的转子组件,其特征在于,多个所述磁体槽包括第一磁体槽,至少一个所述空气槽位于所述第一磁体槽的径向内侧,并与所述第一磁体槽连通,所述第一永磁体组设于所述第一磁体槽内。
6.根据权利要求3所述的转子组件,其特征在于,多个所述磁体槽还包括第二磁体槽,沿所述转子铁芯的周向方向,至少一个所述空气槽位于所述第二磁体槽的端部,并与所述第二磁体槽连通,所述第二永磁体组设于所述第二磁体槽内。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的转子组件,其特征在于,所述第二永磁体组包括第三永磁体和第四永磁体,所述第三永磁体背离所述转子铁芯的中心的一侧面,与所述第四永磁体背离所述转子铁芯的中心的一侧面之间呈预设夹角δ,所述预设夹角δ为钝角;
其中,所述第三永磁体的充磁方向为所述第三永磁体的厚度方向,所述第四永磁体的充磁方向为所述第四永磁体的厚度方向。
8.根据权利要求7所述的转子组件,其特征在于,所述预设夹角δ满足100°≤δ≤145°。
9.根据权利要求7所述的转子组件,其特征在于,所述第三永磁体背离所述第四永磁体的一端与所述转子铁芯的中心的连线,和所述第四永磁体背离所述第三永磁体的一端与所述转子铁芯的中心的连线之间呈角度α,所述角度α满足0.7π/p≤α≤1.2π/p;
其中,P为所述转子组件的极对数。
10.根据权利要求7所述的转子组件,其特征在于,至少一个所述第二永磁体的厚度小于或等于所述第三永磁体的厚度;和/或
至少一个所述第二永磁体的厚度小于或等于所述第四永磁体的厚度。
11.根据权利要求7所述的转子组件,其特征在于,两个所述第二永磁体中靠近所述第二永磁体组的所述第二永磁体经所述转子铁芯的中心的中心线,和所述第四永磁体背离所述第三永磁体的一端与所述转子铁芯的中心的连线之间呈角度β,所述角度β满足0.7π/p≤β≤1.2π/p;
其中,P为所述转子组件的极对数。
12.根据权利要求1至6中任一项所述的转子组件,其特征在于,两个所述第二永磁体经所述转子铁芯的中心的中心线分别为第一中心线和第二中心线,所述第一中心线与所述第二中心线之间呈角度γ,所述角度γ满足0.7π/p≤γ≤1.2π/p;
其中,P为所述转子组件的极对数。
13.根据权利要求1至6中任一项所述的转子组件,其特征在于,
所述第一永磁体包括铁氧体;和/或
至少一个所述第二永磁体包括稀土永磁体。
14.根据权利要求1至6中任一项所述的转子组件,其特征在于,还包括:
磁桥,设于至少一个所述永磁体组的径向外侧,和/或所述磁桥设于至少一个所述永磁体组的径向内侧。
15.根据权利要求14所述的转子组件,其特征在于,至少一个所述磁桥背离所述转子铁芯的中心的外壁设有削弧面。
16.根据权利要求1至6中任一项所述的转子组件,其特征在于,还包括:
磁障结构,设于所述转子铁芯的外壁和至少一个所述永磁体组之间。
17.一种电机,其特征在于,包括如权利要求1至16中任一项所述的转子组件。
18.一种压缩机,其特征在于,包括:
如权利要求1至16中任一项所述的转子组件;或
如权利要求17所述的电机。
19.一种制冷设备,其特征在于,包括如权利要求18所述的压缩机。
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