电机转子和电机的制作方法

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1.本实用新型涉及永磁电机技术领域，特别涉及一种电机转子和电机。

背景技术：

2.永磁电机主要由定子、转子和端盖等部件构成，转子可以制成实心的形式，也可以由冲片层叠而成，转子上装有永磁体材料。根据电机转子上永磁材料所处位置的不同，永磁电机可以分为突出式与内置式两种结构形式。
3.目前高转速永磁电机一般为内置式，即磁钢内嵌在转子铁芯的磁钢槽中，转子铁芯由多个冲片层叠形成，磁钢槽和铁芯外周的隔断桥在结构上相当于磁钢套，保护转子在高速转动时磁钢不会因受到的离心力太大而造成扫膛现象。
4.但现有的此种磁钢内嵌在转子铁芯中的转子形式，存在着功率密度较低的问题。

技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的是提供一种电机转子，旨在提高电机的功率密度。
6.为实现上述目的，本实用新型提出的电机转子，包括转轴及与所述转轴连接的铁芯，所述铁芯包括多片沿所述转轴的轴向依次层叠的冲片，所述铁芯上嵌设有磁钢组，所述磁钢组贯穿所述铁芯，沿所述铁芯的径向，所述磁钢组至少包括间隔设置的第一磁钢组、第二磁钢组以及第三磁钢组，其中，所述第一磁钢组、所述第二磁钢组以及所述第三磁钢组分别沿所述铁芯的周向设有多组。
7.可选地，所述第二磁钢组包括第一子磁钢组和第二子磁钢组，所述第二子磁钢组设置在所述第一子磁钢组的两端，所述第二子磁钢组的一端靠近所述第一子磁钢组，另一端靠近所述铁芯的外周；
8.所述第三磁钢组包括第三子磁钢组和第四子磁钢组，所述第四子磁钢组设置在所述第三子磁钢组的两端，所述第四子磁钢组的一端靠近所述第三子磁钢组，另一端靠近所述铁芯的外周；
9.所述铁芯的一个直径同时垂直于所述第一磁钢组、所述第一子磁钢组以及所述第三子磁钢组。
10.可选地，所述铁芯设有第一磁钢槽、第二磁钢槽以及第三磁钢槽，所述第一磁钢组固定在所述第一磁钢槽内部，所述第二磁钢组固定在所述第二磁钢槽内部，所述第三磁钢组固定在所述第三磁钢槽内部。
11.可选地，所述铁芯设有隔断部，所述隔断部将所述第二磁钢槽隔断为第一子槽和第二子槽，所述第一子磁钢组设置在所述第一子槽内部，所述第二子磁钢组设置在所述第二子槽内部，所述隔断部将所述第三磁钢槽隔断为第三子槽和第四子槽，所述第三子磁钢组件设置在所述第三子槽内部，所述第四子磁钢组设置在所述第四子槽内部。
12.可选地，所述第一磁钢组、所述第一子磁钢组、所述第二子磁钢组、所述第三子磁钢组以及所述第四子磁钢组的形状均为长方体。
13.可选地，所述第一磁钢槽、所述第一子槽、所述第二子槽、所述第三子槽以及所述第四子槽中至少一个的截面形状为梯形。
14.可选地，所述铁芯设有安装槽，所述转轴对应所述安装槽设有安装凸起，所述安装凸起嵌入所述安装槽使所述铁芯固定于所述转轴的外周。
15.可选地，所述冲片设有安装口，多片所述冲片层叠使所述安装口重合形成所述安装槽，所述安装口具有相对的第一内壁和第二内壁以夹持所述安装凸起，所述安装口还设有第三内壁，所述第三内壁的第一端连接所述第一内壁，所述第三内壁的第二端连接所述第二内壁，所述第三内壁的第一端距所述冲片中心的距离小于所述第三内壁的第二端距所述冲片中心的距离。
16.可选地，所述第一磁钢组、所述第二磁钢组以及所述第三磁钢组中的至少一个与所述铁芯粘接。
17.可选地，所述第一磁钢组、所述第二磁钢组以及所述第三磁钢组中的至少一个与所述铁芯粘接；和/或，
18.所述电机转子还包括定位销，所述铁芯对应所述定位销设有定位槽，所述定位销贯穿所述定位槽以固定组成所述铁芯的多片所述冲片。
19.本实用新型还提出一种电机，包括上述的电机转子。
20.本实用新型实施例的一个技术方案中的电机转子包括转轴和铁芯，铁芯由多片冲片沿转轴的轴向依次层叠形成，磁钢组沿铁芯的轴向嵌入铁芯，将电机转子穿入电机定子内，通电后电磁线产生的磁场和磁钢组产生的磁场相互作用，从而带动转轴旋转输出动力。磁钢组至少包括第一磁钢组、第二磁钢组以及第三磁钢组，其中，第一磁钢组、第二磁钢组以及第三磁钢组分别沿铁芯的周向设有多组，且每一组的第一磁钢组、第二磁钢组以及第三磁钢组自铁芯的外周沿铁芯的径向朝铁芯的中心依次间隔设置，增强了磁钢组产生的磁场强度，进而提高了电机的功率密度。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
22.图1为本实用新型电机转子一实施例的结构示意图一；
23.图2为本实用新型电机转子一实施例的结构示意图二；
24.图3为本实用新型电机转子的铁芯的结构示意图；
25.图4为本实用新型电机转子的铁芯的冲片的结构示意图；
26.图5为本实用新型电机转子的爆炸图。
27.附图标号说明：
[0028][0029][0030]
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0031]
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的一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
[0032]
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0033]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
[0034]
另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0035]
永磁电机主要由定子、转子和端盖等部件构成，转子可以制成实心的形式，也可以由冲片层叠而成，转子上装有永磁体材料。根据电机转子上永磁材料所处位置的不同，永磁电机可以分为突出式与内置式两种结构形式。目前高转速永磁电机一般为内置式，即磁钢内嵌在转子铁芯的磁钢槽中，转子铁芯由多个冲片层叠形成，磁钢槽和铁芯外周的隔断桥在结构上相当于磁钢套，保护转子在高速转动时磁钢不会因受到的离心力太大而造成扫膛现象。由于隔断桥的存在会影响磁钢组的磁路，因此会导致漏磁现象，造成磁钢组的磁场强度下降，进而降低了电机的功率密度。
[0036]
本实用新型提出一种电机转子。
[0037]
参照图1，图1为本实用新型电机转子一实施例的结构示意图一.
[0038]
在本实用新型实施例中，该电机转子，包括转轴100及与转轴100连接的铁芯200，铁芯200包括多片沿转轴100的轴向依次层叠的冲片201，铁芯200上嵌设有磁钢组，磁钢组贯穿铁芯200，沿铁芯200的径向，磁钢组至少包括间隔设置的第一磁钢组310、第二磁钢组320以及第三磁钢组330，其中，第一磁钢组310、第二磁钢组320以及第三磁钢组330分别沿铁芯200的周向设有多组。
[0039]
本实用新型实施例的一个技术方案中的电机转子包括转轴100和铁芯200，铁芯200由多片冲片201沿转轴100的轴向依次层叠形成，磁钢组沿铁芯200的轴向嵌入铁芯200，将电机转子穿入电机定子内，通电后电磁线产生的磁场和磁钢组产生的磁场相互作用，从而带动转轴100旋转输出动力。磁钢组至少包括第一磁钢组310、第二磁钢组320以及第三磁钢组330，其中，第一磁钢组310、第二磁钢组320以及第三磁钢组330分别沿铁芯200的周向设有多组，且每一组的第一磁钢组310、第二磁钢组320以及第三磁钢组330自铁芯200的外周沿铁芯200的径向朝铁芯200的中心依次间隔设置，增强了磁钢组产生的磁场强度，进而提高了电机的功率密度。
[0040]
具体到本实施例中，第一磁钢组310、第二磁钢组320以及第三磁钢组330分别沿铁芯200的周向设有八组。
[0041]
可选地，第二磁钢组320包括第一子磁钢组321和第二子磁钢组322，第二子磁钢组322设置在第一子磁钢组321的两端，第二子磁钢组322的一端靠近第一子磁钢组321，另一端靠近铁芯200的外周；
[0042]
第三磁钢组330包括第三子磁钢组331和第四子磁钢组332，第四子磁钢组332设置在第三子磁钢组331的两端，第四子磁钢组332的一端靠近第三子磁钢组331，另一端靠近铁芯200的外周；
[0043]
铁芯200的一个直径同时垂直于第一磁钢组310、第一子磁钢组321以及第三子磁钢组331。
[0044]
请参照图2，本实施例中，第二磁钢组320包括第一子磁钢组321和第二子磁钢组322，第二子磁钢组322设置在第一子磁钢组321的两端，第二子磁钢组322的一端靠近第一子磁钢组321，另一端靠近铁芯200的外周。第二磁钢组320的第二子磁钢组322靠近铁芯200的外周，从而可以减少漏磁现象，提高磁场的强度。第三磁钢组330包括第三子磁钢组331和第四子磁钢组332，第四子磁钢组332设置在第三子磁钢组331的两端，第四子磁钢组332的一端靠近第三子磁钢组331，另一端靠近铁芯200的外周。第三磁钢组330的第三子磁钢组331靠近铁芯200的外周，从而可以减少漏磁现象，提高磁场的强度。本实施例中，铁芯200的
一个直径同时垂直于第一磁钢组310、第一子磁钢组321以及第三子磁钢组331，使第一磁钢组310、第二磁钢组320以及第三磁钢组330的共同组成的磁路满足使用需求，第一磁钢组310与第一子磁钢组321之间的间隔大小、第一子磁钢组321与第三子磁钢组331之间的间隔大小可以根据需要调整设计，满足功能要求即可。
[0045]
可选地，铁芯200设有第一磁钢槽210、第二磁钢槽220以及第三磁钢槽230，第一磁钢组310固定在第一磁钢槽210内部，第二磁钢组320固定在第二磁钢槽220内部，第三磁钢组330固定在第三磁钢槽230内部。
[0046]
请参照图2，本实施例中，冲片201上设有第一磁钢孔，多片冲片201依次层叠成为铁芯200使得每片冲片201上的第一磁钢孔重合形成铁芯200上的第一磁钢槽210，第一磁钢组310再嵌入第一磁钢槽210内部固定，第一磁钢槽210的形状和第一磁钢组310对应。冲片201上设有第二磁钢孔，多片冲片201依次层叠成为铁芯200使得每片冲片201上的第二磁钢孔重合形成铁芯200上的第二磁钢槽220，第二磁钢组320再嵌入第二磁钢槽220内部固定，第二磁钢槽220的形状和第二磁钢组320对应。冲片201上设有第三磁钢孔，多片冲片201依次层叠成为铁芯200使得每片冲片201上的第三磁钢孔重合形成铁芯200上的第三磁钢槽230，第三磁钢组330再嵌入第三磁钢槽230内部固定，第三磁钢槽230的形状和第三磁钢组330对应。本实施例中的磁钢组嵌入铁芯200的方式简单方便，容易装配。本实施例中第一磁钢槽210、第二磁钢槽220以及第三磁钢槽230均沿着冲片201的一个直径与自身分别镜向对称。
[0047]
进一步地，铁芯200设有隔断部202，隔断部202将第二磁钢槽220隔断为第一子槽221和第二子槽222，第一子磁钢组321设置在第一子槽221内部，第二子磁钢组322设置在第二子槽222内部，隔断部202将第三磁钢槽230隔断为第三子槽231和第四子槽232，第三子磁钢组331件设置在第三子槽231内部，第四子磁钢组332设置在第四子槽232内部。
[0048]
请参照图3，本实施例中，铁芯200设有隔断部202，隔断部202将第二磁钢槽220隔断为第一子槽221和第二子槽222，隔断部202将第三磁钢槽230隔断为第三子槽231和第四子槽232，将大的磁钢槽隔断为多个小的磁钢槽，避免磁钢槽内部设置的磁钢出现不便于加工的异形体形状，可以降低磁钢的生产难度，进而提高生产效率。隔断部202的具体形状和大小可以根据需要调整设计，需要注意的是，隔断部202的存在会增加磁钢组的漏磁，进而造成磁钢组的磁场强度下降，因此隔断部202的形状不宜过大，经测试或仿真等满足强度要求即可。具体到本实施例中，磁钢组中包括磁钢a和磁钢b两种规格的磁钢，其中第一磁钢组310中包括一个磁钢a，第一子磁钢组321中包括两个磁钢b，第二子磁钢组322中包括一个磁钢b，第三子磁钢组331中包括两个磁钢a，第四子磁钢组332中包括两个磁钢b，减少了磁钢组中磁钢的形状种类，便于统一进行加工制作。
[0049]
可选地，第一磁钢组310、第一子磁钢组321、第二子磁钢组322、第三子磁钢组331以及第四子磁钢组332的形状均为长方体。
[0050]
请参考图5，本实施例中，第一磁钢组310、第一子磁钢组321、第二子磁钢组322、第三子磁钢组331以及第四子磁钢组332的形状均为长方体，本实施例中的磁钢为铁氧体磁钢，采用粉末冶金法制造，较坚硬且脆，长方体形状的磁钢易于加工，可以降低磁钢的生产难度，进而提高生产效率。在其他实施例中，也可以采用铝镍钴磁钢或钕铁硼磁钢等，采用长方体形状同样易于制造。
[0051]
可选地，第一磁钢槽210、第一子槽221、第二子槽222、第三子槽231以及第四子槽232中至少一个的截面形状为梯形。
[0052]
请参照图3，本实施例中，第一磁钢槽210、第一子槽221、第二子槽222、第三子槽231以及第四子槽232中至少一个的截面形状为梯形，截面为垂直于转轴100轴线方向的一个面。梯形上底的长度与磁钢槽内设置的磁钢尺寸对应，使得磁钢槽可以限制槽内部磁钢的活动，梯形下底处的磁钢槽和磁钢之间存在空隙，空隙沿着转轴100的轴向方向贯穿铁芯200，空隙既可以方便将磁钢装配进入磁钢槽内部，又可以减轻转子的整体质量，还可以增加转子的散热效果。具体到本实施例中，第一磁钢槽210、第一子槽221、第二子槽222、第三子槽231以及第四子槽232的截面形状均为梯形，第一磁钢槽210所在梯形的上底朝向铁芯200的中心，第一子槽221、第二子槽222、第三子槽231以及第四子槽232所在的对应梯形的上底分别朝向第一磁钢槽210。
[0053]
可选地，铁芯200设有安装槽240，转轴100对应安装槽240设有安装凸起110，安装凸起110嵌入安装槽240使铁芯200固定于转轴100的外周。
[0054]
请结合图1至图3，本实施例中，铁芯200设有安装槽240，转轴100对应安装槽240设有安装凸起110，安装凸起110和安装槽240的具体形状可以根据需要调整设计，具体到本实施例中，安装凸起110为普通的键，安装槽240为键槽，键嵌入键槽实现铁芯200与转轴100的固定，从而使铁芯200可以随着转轴100的转动同步转动，结构简单，易于制作。
[0055]
进一步地，冲片201设有安装口，多片冲片201层叠使安装口重合形成安装槽240，安装口具有相对的第一内壁2011和第二内壁2012以夹持安装凸起110，安装口还设有第三内壁2013，第三内壁2013的第一端连接第一内壁2011，第三内壁2013的第二端连接第二内壁2012，第三内壁2013的第一端距冲片201中心的距离小于第三内壁2013的第二端距冲片201中心的距离。
[0056]
请结合图2和图4，本实施例中，组成铁芯200的每片冲片201上均设有安装口，多片冲片201层叠组成铁芯200时，所有冲片201上的安装口重合从而形成铁芯200的安装槽240。冲片201通过冲压工艺成型，在冲片201的边缘会形成极小的折弯或毛刺，使得冲片201具有不完全相同的正反面，在将冲片201层叠为铁芯200时，需要将边缘处的折弯或毛刺调整为同一个方向，否则会导致相邻冲片201之间的间距不均匀，进而影响电机的性能，而现有技术中的冲片201难以区分正反面。本实施例的冲片201在安装口处采用了特殊设计，使安装口的第三内壁2013两端距冲片201中心的距离不一致，安装口同冲片201一起冲压成型，在不影响安装槽240与安装凸起110配合的前提下，使得多片冲片201在进行层叠装配时可以方便快速地区分正反面，结构简单，同时提高了装配效率。
[0057]
可选地，第一磁钢组310、第二磁钢组320以及第三磁钢组330中的至少一个与铁芯200粘接；和/或，
[0058]
电机转子还包括定位销，铁芯200对应定位销设有定位槽250，定位销贯穿定位槽250以固定组成铁芯200的多片冲片201。
[0059]
本实施例中，第一磁钢组310、第二磁钢组320以及第三磁钢组330中的至少一个可以和铁芯200通过胶粘固定，优选是环氧灌封胶，胶粘可以增强磁钢组和铁芯200之间连接的稳固性，防止在转子转动过程中，磁钢组活动导致电机效率降低甚至故障损坏。请结合图1至图2，本实施例中，电机转子还包括定位销(无图示)，铁芯200对应定位销设有定位槽
250，定位销贯穿定位槽250将组成铁芯200的所有冲片201固定在一起，定位销可以通过螺接或铆接等形式固定，可以防止组成铁芯200的冲片201活动导致电机效率降低甚至故障损坏。定位槽250的位置的可以根据调整设计，定位销及定位槽250的数量可以对应设置一组或多组，具体到本实施例中，定位槽250设置在铁芯200的轴孔和第三磁钢槽230之间，绕铁芯200的周向设有四个。
[0060]
本实用新型还提出一种电机，该电机包括电机转子、定子和机壳，该电机转子的具体结构参照上述实施例，由于本电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。其中，定子固定在机壳的内部且环绕电机转子的周向设置，电机转子在定子和机壳包围形成的空间内转动。
[0061]
以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：

1.一种电机转子，其特征在于，包括转轴及与所述转轴连接的铁芯，所述铁芯包括多片沿所述转轴的轴向依次层叠的冲片，所述铁芯上嵌设有磁钢组，所述磁钢组贯穿所述铁芯，沿所述铁芯的径向，所述磁钢组至少包括间隔设置的第一磁钢组、第二磁钢组以及第三磁钢组，其中，所述第一磁钢组、所述第二磁钢组以及所述第三磁钢组分别沿所述铁芯的周向设有多组。2.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第二磁钢组包括第一子磁钢组和第二子磁钢组，所述第二子磁钢组设置在所述第一子磁钢组的两端，所述第二子磁钢组的一端靠近所述第一子磁钢组，另一端靠近所述铁芯的外周；所述第三磁钢组包括第三子磁钢组和第四子磁钢组，所述第四子磁钢组设置在所述第三子磁钢组的两端，所述第四子磁钢组的一端靠近所述第三子磁钢组，另一端靠近所述铁芯的外周；所述铁芯的一个直径同时垂直于所述第一磁钢组、所述第一子磁钢组以及所述第三子磁钢组。3.如权利要求2所述的电机转子，其特征在于，所述铁芯设有第一磁钢槽、第二磁钢槽以及第三磁钢槽，所述第一磁钢组固定在所述第一磁钢槽内部，所述第二磁钢组固定在所述第二磁钢槽内部，所述第三磁钢组固定在所述第三磁钢槽内部。4.如权利要求3所述的电机转子，其特征在于，所述铁芯设有隔断部，所述隔断部将所述第二磁钢槽隔断为第一子槽和第二子槽，所述第一子磁钢组设置在所述第一子槽内部，所述第二子磁钢组设置在所述第二子槽内部，所述隔断部将所述第三磁钢槽隔断为第三子槽和第四子槽，所述第三子磁钢组件设置在所述第三子槽内部，所述第四子磁钢组设置在所述第四子槽内部。5.如权利要求4所述的电机转子，其特征在于，所述第一磁钢组、所述第一子磁钢组、所述第二子磁钢组、所述第三子磁钢组以及所述第四子磁钢组的形状均为长方体。6.如权利要求5所述的电机转子，其特征在于，所述第一磁钢槽、所述第一子槽、所述第二子槽、所述第三子槽以及所述第四子槽中至少一个的截面形状为梯形。7.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述铁芯设有安装槽，所述转轴对应所述安装槽设有安装凸起，所述安装凸起嵌入所述安装槽使所述铁芯固定于所述转轴的外周。8.如权利要求7所述的电机转子，其特征在于，所述冲片设有安装口，多片所述冲片层叠使所述安装口重合形成所述安装槽，所述安装口具有相对的第一内壁和第二内壁以夹持所述安装凸起，所述安装口还设有第三内壁，所述第三内壁的第一端连接所述第一内壁，所述第三内壁的第二端连接所述第二内壁，所述第三内壁的第一端距所述冲片中心的距离小于所述第三内壁的第二端距所述冲片中心的距离。9.如权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述第一磁钢组、所述第二磁钢组以及所述第三磁钢组中的至少一个与所述铁芯粘接；和/或，所述电机转子还包括定位销，所述铁芯对应所述定位销设有定位槽，所述定位销贯穿所述定位槽以固定组成所述铁芯的多片所述冲片。10.一种电机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电机转子。

技术总结

本实用新型公开一种电机转子和电机，其中，电机转子包括转轴及与所述转轴连接的铁芯，所述铁芯包括多片沿所述转轴的轴向依次层叠的冲片，所述铁芯上嵌设有磁钢组，所述磁钢组贯穿所述铁芯，沿所述铁芯的径向，所述磁钢组至少包括间隔设置的第一磁钢组、第二磁钢组以及第三磁钢组，其中，所述第一磁钢组、所述第二磁钢组以及所述第三磁钢组分别沿所述铁芯的周向设有多组。本实用新型技术方案提高了电机的功率密度。机的功率密度。机的功率密度。