永磁电机、转子及其转子铁芯的制作方法

本实用新型涉及电机设备技术领域，特别涉及一种永磁电机、转子及其转子铁芯。

背景技术：

永磁电机作为一种多极多相电机，已成为广泛应用的电机之一。目前，永磁电机的磁路设计及电路设计都为对称设计，以确保电机运行稳定性，获得电机最优的运行性能。

如图1及图2所示，永磁电机转子的转子铁芯包括铁芯本体1，铁芯本体1上具有与永磁体相匹配的永磁体嵌入槽2。其中，多个永磁体嵌入槽2的结构及大小均相同，并且，永磁体的结构与永磁体嵌入槽2的结构相匹配。因此，使得永磁电机转子的多个永磁体的结构及大小均相同。并且，相对于铁芯本体1内孔的中心对称分布。以具有四个永磁体的转子为例，d轴与q轴的夹角为45°。其中，转子的d轴(图中d虚线)为永磁体的中心线，q轴(图中q虚线)为相邻两个永磁体的中心线。

但是，由于这种对称性，使得转子外圆磁势分布均匀(如图2所示)，永磁电机启动的位置检测也一直是一个复杂的逻辑控制过程，无法简单方便的识别转子的位置。并且，由于磁路及电路的对称，使得电机转轴输出力矩也是周期均匀变化的，对于一些偏心旋转压缩的变动负载，会因为电机的出力与负载的不同相而出现一些振动和噪音。

因此，如何便于识别转子位置，适应变动负载，抑制振动及噪音，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种转子铁芯，以便于识别转子位置，适应变动负载，抑制振动及噪音。本实用新型还提供了一种具有上述转子铁芯的转子及永磁电机。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种转子铁芯，包括铁芯本体及位于所述铁芯本体上的多个永磁体嵌入槽，其特征在于，多个所述永磁体嵌入槽中至少包括两种结构和/或大小不同的永磁体嵌入槽。

优选地，上述转子铁芯中，相邻两个所述永磁体嵌入槽为不同的永磁体嵌入槽。

优选地，上述转子铁芯中，所述永磁体嵌入槽为弧形槽、条形槽或扇形槽。

优选地，上述转子铁芯中，多个所述永磁体嵌入槽中包括两种永磁体嵌入槽，分别为长永磁体嵌入槽及短永磁体嵌入槽。

优选地，上述转子铁芯中，多个所述永磁体嵌入槽沿所述铁芯本体内孔的圆周分布。

优选地，上述转子铁芯中，多个所述永磁体嵌入槽沿所述铁芯本体内孔中心对称分布。

优选地，上述转子铁芯中，多个所述永磁体嵌入槽沿所述铁芯本体内孔非中心对称分布。

本实用新型还提供了一种转子，包括转子铁芯及嵌入其永磁体嵌入槽的永磁体，所述转子铁芯为如上述任一项所述的转子铁芯。

优选地，上述转子中，所述永磁体为铁氧体磁体或稀土磁铁。

本实用新型还提供了一种永磁电机，包括转子及定子，所述转子为如上所述的转子。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的转子铁芯，多个永磁体嵌入槽中至少包括两种结构和/或大小不同的永磁体嵌入槽。在向转子铁芯的永磁体嵌入槽内嵌入与其结构相匹配的永磁体后，形成永磁电机的转子。由于至少包括两种结构和/或大小不同的永磁体嵌入槽，使得转子上至少包括两种结构和/或大小不同的永磁体，以便于在转子外圆周出现不同幅值的磁通分布。在转子旋转过程中，定子磁极线圈感应出交变电压的幅值不一样，以便于在电机启动运转的过程中识别转子的位置；并且，由于至少有两种不同的永磁体，可以通过不同的永磁体分布引入一些特定的谐波分量，产生一些特定频率的谐波转矩，以便于使电机起到适应变动负载及抑制振动及噪音的效果。

本实用新型还提供了一种具有上述转子铁芯的转子及永磁电机。由于上述转子铁芯具有上述技术效果，具有上述转子铁芯的转子及永磁电机也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

附图说明

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获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种转子铁芯的结构示意图；

图2为现有技术中的一种转子外圆磁势图；

图3为本实用新型实施例提供的第一种转子铁芯的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的第一种转子外圆磁势图；

图5为本实用新型实施例提供的第二种转子铁芯的结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的第二种转子外圆磁势图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种转子铁芯，以便于识别转子位置，适应变动负载，抑制振动及噪音。本实用新型还提供了一种具有上述转子铁芯的转子及永磁电机。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

如图3-图6所示，本实用新型提供了一种转子铁芯，包括铁芯本体1及位于铁芯本体1上的多个永磁体嵌入槽，多个永磁体嵌入槽中至少包括两种结构和/或大小不同的永磁体嵌入槽。

本实用新型实施例提供的转子铁芯，多个永磁体嵌入槽中至少包括两种结构和/或大小不同的永磁体嵌入槽。在向转子铁芯的永磁体嵌入槽内嵌入与其结构相匹配的永磁体后，形成永磁电机的转子。由于至少包括两种结构和/或大小不同的永磁体嵌入槽，使得转子上至少包括两种结构和/或大小不同的永磁体，以便于在转子外圆周出现不同幅值的磁通分布。在转子旋转过程中，定子磁极线圈感应出交变电压的幅值不一样，以便于在电机启动运转的过程中识别转子的位置；并且，由于至少有两种不同的永磁体，可以通过不同的永磁体分布引入一些特定的谐波分量，产生一些特定频率的谐波转矩，以便于使电机起到适应变动负载及抑制振动及噪音的效果。

优选地，相邻两个永磁体嵌入槽为不同的永磁体嵌入槽。通过上述设置，以便于使相邻两个永磁体嵌入槽内的永磁体结构和/或大小不同，进而使得相邻两个永磁体的磁极不一样，提高了识别转子的位置的精确性。以两种永磁体为例，两种永磁体交叉设置。

其中，永磁体嵌入槽可以为弧形槽、条形槽或扇形槽。其中，永磁体嵌入槽与其内的永磁体结构相匹配，即，永磁体可以为弧形、条形或扇形。还可以设置为其他结构，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

为了便于加工，多个永磁体嵌入槽中包括两种永磁体嵌入槽，分别为长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3。当然，也可以设置为三种或四种永磁体嵌入槽等，在此不再一一累述。

在本实施例中，多个永磁体嵌入槽沿铁芯本体1内孔的圆周分布。通过上述设置，有效提高了转子转动的稳定性。

在第一种实施例中，多个永磁体嵌入槽沿铁芯本体1内孔中心对称分布。如图3及图4所示，永磁体嵌入槽中包括长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3且交叉设置，长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3的数量均为两个。由于永磁体嵌入槽沿铁芯本体1内孔中心对称分布，即，两个长永磁体嵌入槽2的中心线及两个短永磁体嵌入槽3的中心线均经过铁芯本体1内孔的圆心且长永磁体嵌入槽2的中心线及短永磁体嵌入槽3的中心线，并且，d轴与q轴的夹角仍为45°。其中，转子的d轴(图中d虚线)为永磁体(本实施例中的长永磁体嵌入槽2)的中心线，q轴为相邻两个永磁体的中心线(长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3延长线的交点与铁芯本体1内孔中心点的连线)。由于多个永磁体嵌入槽沿铁芯本体1内孔中心对称分布，使得永磁体中心线仍是沿转子内孔中心对称。由于长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3的结构和/或大小不一致(在本实施例中的长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3的宽度不同)，短永磁体嵌入槽3较短，因此，对应的转子外圆周磁势会变窄，如图4所示。

在第二种实施例中，多个永磁体嵌入槽沿铁芯本体1内孔中心非对称分布。如图5及图6所示，永磁体嵌入槽中包括长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3且交叉设置，长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3的数量均为两个。由于永磁体嵌入槽沿铁芯本体1内孔中心非对称分布，使得两个长永磁体嵌入槽2的中心线及短永磁体嵌入槽3的中心线均经过铁芯本体1内孔的圆心且长永磁体嵌入槽2的中心线及短永磁体嵌入槽3的中心线。但是，d轴与q轴的夹角不为45°。其中，转子的d轴(图中d虚线)为永磁体(本实施例中的长永磁体嵌入槽2)的中心线，q轴为相邻两个永磁体的中心线(长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3延长线的交点与铁芯本体1内孔中心点的连线)。由于长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3的结构和/或大小不一致(在本实施例中的长永磁体嵌入槽2及短永磁体嵌入槽3的宽度不同)，短永磁体嵌入槽3较短，因此，转子外圆周磁势正负半周长度不等，且短永磁体嵌入槽3对应的磁势半周期短，并且，短永磁体嵌入槽3对应的转子外圆周磁势会变窄。

也可以根据需要将多个永磁体嵌入槽呈其他分布结构布置，在此不再一一累述且均在保护范围之内。

本实用新型实施例还提供了一种转子，包括转子铁芯及嵌入其永磁体嵌入槽的永磁体，转子铁芯为如上述任一种转子铁芯。由于上述转子铁芯具有上述技术效果，具有上述转子铁芯的转子也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

优选地，永磁体为铁氧体磁体或稀土磁铁。也可以将永磁体设置为其他结构，在此不再一一介绍。

本实用新型还提供了一种永磁电机，包括转子及定子，转子为如上所述的转子。由于上述转子具有上述技术效果，具有上述转子的永磁电机也应具有同样的技术效果，在此不再详细介绍。

可以理解的是，永磁电机由定子和转子组成，其中，转子非接触的同轴套入定子的内圆中。分别地，定子的定子铁芯内侧为槽、齿交替排布围成圆形结构。定子铁芯在工艺上可以通过高速冲床冲剪成型，然后通过叠铆或焊接使多个冲剪片组成定子铁芯。定子铁芯的槽内插入绝缘纸，端部嵌入骨架，然后在定子铁芯块的每个深槽内，沿着每个齿环绕线圈，对每个齿的线圈进行分相(如A、B、C分相)，按一定的电路连接方式接出电源端子，定子便已完成。转子将具有转轴孔、永磁体嵌入槽及转子外圆的样式经高速冲床冲剪成片，然后通过叠铆使多个冲剪片组成转子铁芯，将永磁体塞入永磁体嵌入槽，端部设置端板，通过铆钉将永磁体固定在两端板之间，形成转子。

电机的定子固定在基座上，电机的转子固定在转轴上，定子的内圈与转子的外圈非接触同心对齐后，定子接线端子接入控制器输出的三相电源，电机旋转运行，以便于定子磁极线圈感应出交变电压的幅值不一样。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。