一种电机转子及具有其的电动机的制作方法

本实用新型涉及一种电机技术领域。尤其涉及一种电机转子及具有其的电动机。

背景技术：

永磁无刷电动机主要由同步电动机本体、电力电子逆变器、转子位置检测器和控制器组成。其中，同步电动机的转子主要由永磁体和导磁体等构成。永磁直流无刷电动机主要由永磁电动机本体、转子位置传感器和电子换向电路组成。无论是结构或控制方式，永磁直流无刷电动机与传统的直流电动机都有很多相似之处：用装有永磁体的转子取代有刷直流电动机的定子磁极；用具有多相绕组的定子取代电枢；用由固态逆变器和轴位置检测器组成的电子换向器取代机械换向器和电刷。

传统的永磁无刷直流电动机采用表贴磁钢或者内置径向充磁磁钢，在实际应用中，在有限的电动机体积下，要增大电动机的输出功率，径向式充磁结构电动机受电动机体积限制不能提供足够的磁通。而轮辐式磁钢结构转子可以实现两块磁钢并联以提供磁通，明显提高了气隙磁通，使电动机输出功率增加。现有的轮辐式磁钢结构转子存在以下缺点：漏磁严重，磁钢利用率低。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种采用轮辐式磁钢结构的永磁无刷直流电动机转子，其能有效降低电动机的漏磁并能有效增强转子的机械强度。

根据本实用新型提供一种电机转子，包括转轴、转子铁芯和插入所述转子铁芯内的多片磁钢，所述多片磁钢呈轮辐式沿所述转子铁芯周向排列，所述转子铁芯内设置有多片交错叠加的第一转子冲片和第二转子冲片。

所述第一转子冲片沿所述转子铁芯周向方向设有多个磁钢槽，所述磁钢槽从所述转子铁芯外周沿径向方向朝所述转子铁芯内部延伸依次形成开口状的第一突起部、矩形部、第二突起部和空隙部，所述相邻两磁钢槽之间形成芯体部，所述芯体部从所述转子铁芯外周以周向宽度逐渐变窄的方式在相邻两磁钢槽的空隙部之间形成较窄的磁通饱和处。

进一步地，所述第二转子冲片沿所述转子铁芯周向方向设有多个磁钢槽，所述磁钢槽呈矩形，所述磁钢槽与所述转子铁芯外周形成闭口部，所述磁钢槽朝向内侧为开口。

进一步地，所述第一转子冲片的外圆和所述第二转子冲片的外圆由多段不同心的圆弧段组成。

进一步地，所述多片磁钢设置在所述磁钢槽内，所述磁钢槽长边的长度为L1，所述多片磁钢长边的长度为h，L1≤h。

进一步地，所述多片第二转子冲片总叠加厚度不大于所述转子铁芯总叠加厚度的50％。

进一步地，所述第一转子冲片和所述第二转子冲片单片冲片的厚度为t，t≥0.5mm。

进一步地，所述第一转子冲片和所述第二转子冲片的材料均为硅钢片，所述多片磁钢的材料为钕铁硼。

进一步地，所述空隙部填充有空气或其它非导磁材料。

本实用新型还提供一种电动机，包括电机定子和电机转子，所述电机定子同轴套设在所述电机转子外侧，所述电机定子为拼块式或直条式芯片连接结构。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：转子铁芯由两种转子冲片按照一定片数比例交错叠加组成，可以有效降低转子漏磁，提高电动机性能。另外转子冲片上设有多个突起部或闭口部，使得转子在高速运转的情况下，磁钢也不会甩出。转子冲片外圆由多段不同心的圆弧段组成，形成不均匀气隙，明显降低电动机的齿槽转矩，提高电动机运行的稳定性。转子冲片可采用单片厚度为至少0.5mm以上的硅钢片，优选采用单边厚度为0.5mm的硅钢片，大大降低了转子冲片的加工难度，提高了加工设备的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型电动机结构的原理图；

图2是本实用新型第一转子冲片的结构示意图；

图3是本实用新型第二转子冲片的结构示意图；

图4是本实用新型电机转子的立体结构示意图。

其中，附图标记为：1-转子铁芯，1a-第一转子冲片，1b-第二转子冲片，2-磁钢槽，2a-第一突起部，2b-矩形部，2c-第二突起部，2d-空隙部，2d-闭口部，3-多片磁钢，4-转轴，5-磁芯部，6-磁通饱和处。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，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的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“顶”、“底”、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的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例1：

如图1至图4所示，本发明实施例提供一种电机转子，包括转轴4、转子铁芯1和插入所述转子铁芯1内的多片磁钢3，所述多片磁钢3呈轮辐式沿所述转子铁芯1周向排列，所述转子铁芯1内设置有多片交错叠加的第一转子冲片1a和第二转子冲片1b。

所述转子铁芯1由多片电磁钢板冲裁成规定形状而形成。电磁钢板优选硅钢片，其磁感高、铁损低，有利于降低电动机的损耗。所述转子铁芯1上沿所述转子铁芯1周向方向设置有多个呈轮辐式结构排布的多个磁钢槽2，多个所述磁钢槽2内插入多片磁钢3，磁钢3形状为矩形，方便加工。所述磁钢3选优钕铁硼类材料，可提高电动机的气隙磁通，提高电动机的输出功率。单片磁钢3两面的极性相反，相邻两磁钢3彼此面对的面的极性相同，使得多片磁钢3并联提供磁通，明显提高了气隙磁通，使电动机输出功率增加。转轴4设置在转子铁芯1的中心部，使得转子能够自由旋转并输出电磁转矩。

转子铁芯1包括第一转子冲片1a和第二转子冲片1b。所述第一转子冲片1a沿所述转子铁芯1周向方向设有多个磁钢槽2，所述磁钢槽2从所述转子铁芯1的外周沿径向方向朝向所述转子铁芯1的内部延伸依次形成开口状的第一突起部2a、矩形部2b、开口状的第二突起部2c、空隙部2d。所述第一突起部2a的存在使得转子在高速旋转时，多片磁钢3不会被甩出，所述第二突起部2b的存在使得所述磁钢3在矩形部2b的位置固定而不会发生窜动。

相邻两磁钢槽3之间形成芯体部5，芯体部5从所述转子铁芯1外周以周向宽度逐渐变窄的方式在相邻两磁钢槽3的空隙部3c之间形成较窄的磁通饱和处6，磁通饱和处6的存在使得磁通密度在该处趋于饱和。从降低转子漏磁考虑，磁通饱和处6的宽度越窄越好，但过窄机械强度会变差，综合考虑所述磁通饱和处6的宽度限制在一定范围。空隙部3c的存在起到进一步降低转子漏磁的作用。

如图3所示，所述第二转子冲片1b沿所述转子铁芯1的周向方向设有多个磁钢槽2，所述磁钢槽2呈矩形，所述磁钢槽2与所述转子铁芯1外周形成闭口部2e、所述磁钢槽2朝向转子内部为开口。所述闭口部2e可增强转子铁芯1外周的机械强度。第二转子冲片1b朝向转子内部设为开口，且假定所述第二转子冲片1b的矩形磁钢槽2长边的长度为L1，所述矩形磁钢3的长边的长度为h，满足L1≤h。这样设置可有效减少磁钢3流向转子铁芯1的内部的漏磁。

优选地，所述第二转子冲片1b总叠加厚度不大于所述转子铁芯1总叠加厚度的50％。这样使得转子铁芯1的磁通饱和处6的机械强度足够大而不至于在转子高速运转的情况下造成断裂。为满足转子的机械强度符合转子高速运转的要求，所述第二转子冲片1b总叠加厚度可进一步减少，例如设为不大于所述转子铁芯1总叠加厚度的20％，这样转子铁芯1的磁通饱和处6的机械强度进一步增强。

所述第一转子冲片1a的外圆和所述第二转子冲片1b的外圆由多段不同心的圆弧段组成。形成不均匀气隙，明显降低电动机的齿槽转矩，提高电动机运行的稳定性。

本实用新型实施例还提供一种电动机，包括电机定子和电机转子，所述电机定子同轴套设在所述电机转子外侧，所述电机转子在所述电机定子内部自由转动，所述电机定子为拼块式或直条式结构的定子铁芯。这样定子冲片和转子冲片在冲裁时可以分开，电机转子冲片可采用单片厚度t≥0.5mm的硅钢片，大大降低了转子冲片的加工难度，提高了加工设备的使用寿命。优选单片转子冲片的厚度t＝0.5mm。

综上所述，本实用新型具有如下有益效果：

转子铁芯由形状不同的多片第一转子冲片和第二转子冲片按照一定片数比例交错叠加组成，可以有效降低转子漏磁，提高电动机性能。另外冲片上设有多个突起部或闭口部，使得转子在高速运转的情况下，磁钢也不会甩出。冲片外圆由多段不同心的圆弧段组成，形成不均匀气隙，明显降低电动机的齿槽转矩，提高电动机运行的稳定性。所述第一转子冲片和第二转子冲片可采用单片厚度为至少0.5mm以上的硅钢片，优选采用单边厚度为0.5mm的硅钢片，大大降低了转子冲片的加工难度，提高了加工设备的使用寿命。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。