转子铁芯、电机和用电设备的制作方法

1.本实用新型涉及电机技术领域，更具体地，涉及一种转子铁芯、电机和用电设备。


背景技术：

2.在相关技术中，市场上的内转子电机，为提高材料利用率，大多采用定转子一体冲裁方式，但该方式材料利用率一般也小于65％，并且，转子冲片叠压方式导致整体性不足，常需要设备校核转子动平衡。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种转子铁芯，所述转子铁芯有效提高了材料利用率。
4.本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述转子铁芯的电机。
5.本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述电机的用电设备。
6.根据本实用新型实施例的转子铁芯，所述转子铁芯具有用于安装永磁体的安装槽，所述转子铁芯包括：主铁芯，所述主铁芯包括一个第一铁芯块体或者多个第一铁芯块体，多个所述第一铁芯块体均为柱状结构且沿所述转子铁芯的轴向排布，或多个所述第一铁芯块体沿所述转子铁芯的周向排布以构成柱状的所述主铁芯，其中，所述第一铁芯块体通过铸造成型或压制成型。
7.根据本实用新型实施例的转子铁芯，通过主铁芯包括至少一个第一铁芯块体，并且第一铁芯块体通过铸造成型或压制成型，可以大大提高转子铁芯的材料利用率，降低生产成本，并且不增加涡流损耗，保证电机性能。
8.另外，根据本实用新型上述实施例的转子铁芯还可以具有如下附加的技术特征：
9.根据本实用新型的一些实施例，所述第一铁芯块体的数量小于或等于3。
10.根据本实用新型的一些实施例，在所述转子铁芯的轴向上，所述第一铁芯块体的高度大于或等于所述转子铁芯高度的1/3；和/或，所述主铁芯的高度大于或等于所述转子铁芯高度的3/5。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述转子铁芯还包括：副铁芯，所述副铁芯设于所述主铁芯的至少轴向一侧。
12.根据本实用新型的一些实施例，在所述转子铁芯的轴向上，所述副铁芯的高度小于所述主铁芯的高度。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述副铁芯包括一个铁芯冲片或者沿轴向层叠布置的多个铁芯冲片。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述副铁芯包括沿所述转子铁芯的周向排布的多个第二铁芯块体，所述第二铁芯块体为一体式结构或包括沿轴向层叠布置的多个片体。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述副铁芯与所述主铁芯铆接或压接。
16.根据本实用新型实施例的电机，包括定子和转子，所述定子具有定子孔，所述转子
位于所述定子孔内，所述转子包括根据本实用新型实施例的转子铁芯。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述定子包括定子铁芯，所述定子铁芯包括绕所述定子的轴线螺旋卷绕的冲裁片，所述冲裁片的相邻两圈螺旋片沿所述定子的轴线层叠布置。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述冲裁片包括轭部冲裁片、位于所述轭部冲裁片同一侧的多个齿部冲裁片，所述齿部冲裁片的第一端与所述轭部冲裁片相连且第二端设有齿靴冲裁片，在所述定子的周向上，相邻两个所述齿部冲裁片的所述第一端的间距为l，所述齿靴冲裁片的宽度为m，m≤l。
19.根据本实用新型实施例的用电设备，包括根据本实用新型实施例的电机。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，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
21.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：
22.图1是相关技术中定转子一体冲裁片的示意图；
23.图2是相关技术中冲裁叠压式转子的示意图；
24.图3是根据本实用新型实施例的电机的结构示意图；
25.图4是根据本实用新型第一实施例的转子铁芯的结构示意图；
26.图5是根据本实用新型第二实施例的转子铁芯的结构示意图；
27.图6是根据本实用新型第三实施例的转子铁芯的结构示意图；
28.图7是根据本实用新型第四实施例的转子铁芯的结构示意图；
29.图8是根据本实用新型第四实施例的第二铁芯块体的结构示意图；
30.图9是根据本实用新型第五实施例的第二铁芯块体的结构示意图；
31.图10是根据本实用新型实施例的冲裁片的结构示意图；
32.图11是根据本实用新型实施例的两个冲裁片的结构示意图。
33.附图标记：
34.相关技术：定子冲片1’；转子冲片2’；
35.电机1000；
36.转子100；永磁体110；
37.转子铁芯10；安装槽101；
38.主铁芯20；第一铁芯块体21；
39.副铁芯30；铁芯冲片31；第二铁芯块体32；片体321；
40.定子200；定子孔210；定子铁芯220；冲裁片230；轭部冲裁片231；齿部冲裁片232；齿靴冲裁片233。
具体实施方式
41.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参
考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
42.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”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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。
43.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征，“多个”的含义是两个或两个以上，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
44.在相关技术中，如图1和图2所示，为了提高材料利用率，电机的定子冲片1’和转子冲片2’采用一体冲片成型结构。但是，即便如此，材料利用率一般也会小于64％，材料浪费率较高。并且，转子冲片2’叠压形成转子铁芯，导致转子铁芯整体性不足，常需要设备来校核转子动平衡。
45.基于此，本技术提出一种转子铁芯10，其材料利用率可以达到100％，且整体性好，无需进行动平衡校验。并且，适用于变频电机，同时避免影响电机1000的涡流损耗。
46.下面参考附图描述根据本实用新型实施例的转子铁芯10和电机1000。
47.参照图3-图9所示，根据本实用新型实施例的转子铁芯10具有安装槽101，安装槽101用于安装永磁体110。例如，在转子铁芯10加工完成后，转子铁芯10如图4-图7所示具有敞开的安装槽101，如图3所示可以将永磁体110安装至安装槽101内，以形成电机1000的转子100。并且，该转子100适用于变频电机，利用永磁体110的磁路与电机1000的定子200配合工作，由此可以通过定子200施加不同大小、频率的电流进行励磁，与转子100中永磁体110的磁路交替驱动转子100，实现不同运转方式。
48.其中，转子铁芯10可以包括主铁芯20，主铁芯20包括一个第一铁芯块体21或者包括多个第一铁芯块体21。其中，包括多个第一铁芯块体21的实施例中，多个第一铁芯块体21均为柱状结构，且多个柱状结构沿转子铁芯10的轴向排布；或者，多个第一铁芯块体21沿转子铁芯10的周向排布以构成柱状的主铁芯20。
49.如图5所示，多个第一铁芯块体21均为柱状结构，且多个柱状结构沿转子铁芯10的轴向排布。这里，“柱状结构”需做广义理解，是指第一铁芯块体21的外周面位于同一柱面，而并非指第一铁芯块体21的外周面为连续延伸的柱面，实际上第一铁芯块体21的外周面可以为连续延伸的柱面，也可以设有开口、缺口、凸起等结构。
50.多个第一铁芯块体21沿转子铁芯10的周向排布，以构成柱状的主铁芯20。每个第一铁芯块体21大体形成扇形块体结构或拱形块体结构，使多个第一铁芯块体21连接在一起构成柱状的主铁芯20。这里，“柱状”同样需做广义理解，是指主铁芯20的外周面位于同一柱面，而并非指主铁芯20的外周面为连续延伸的柱面，实际上主铁芯20的外周面可以为连续延伸的柱面，也可以设有开口、缺口、凸起等结构。
51.需要说明的是，在如图3-图7所示的示例中，转子铁芯10包括筒状结构和沿筒状结构周向间隔排布的多个类似扇形结构；筒状结构限定出转子孔，用于安装转轴；相邻两个扇形结构之间限定出安装槽101，用于安装永磁体110；安装槽101的外端敞开，形成槽口。在另一些实施例中，转子铁芯10的具体结构包括但不限于此，只需要满足安装永磁体110以与定子200配合工作即可。
52.此外，第一铁芯块体21为一体成型件。也就是说，如图4、图6-图7所示，主铁芯20包括一个第一铁芯块体21的实施例中，该第一铁芯块体21为一体成型件；如图5所示，主铁芯20包括多个第一铁芯块体21的实施例中，每个第一铁芯块体21为一体成型件，再将多个第一铁芯块体21连接在一起，以形成整个主铁芯20。
53.具体地，第一铁芯块体21可以通过铸造成型(例如铸铁成型)或者通过压制成型(例如粉末冶金压制成型)。采用上述方式一体成型的第一铁芯块体21，材料利用率可以达到100％，避免冲裁过程造成的材料浪费，从而提高生产成本。并且，与冲片叠压的方式相比，一体成型的第一铁芯块体21使转子铁芯10的整体性大大提高，无需另外设备校核转子100动平衡也能够保证转子100性能，同样有利于降低生产成本。
54.此外，在转子铁芯10用于变频电机的实施例中，由于永磁体110产生的磁力线方向始终为n极指向s极，并无交变磁场，因此一体成型的第一铁芯块体21并不能增加相对的涡流损耗，保证了电机1000性能。
55.根据本实用新型实施例的转子铁芯10，通过主铁芯20包括至少一个第一铁芯块体21，并且第一铁芯块体21通过铸造成型或压制成型，可以大大提高转子铁芯10的材料利用率，降低生产成本，并且不增加涡流损耗，保证电机1000性能。
56.在本实用新型的一些实施例中，第一铁芯块体21的数量小于或等于3。例如，在一些具体实施例中，主铁芯20可以包括两个或者三个第一铁芯块体21。在上述数量范围内，可以避免第一铁芯块体21的体积过小而影响主铁芯20的整体性，并且可以降低第一铁芯块体21加工的工艺难度，提高生产效率，避免材料浪费。
57.以主铁芯20包括两个第一铁芯块体21为例，第一铁芯块体21为柱状结构的实施例中，两个第一铁芯块体21的轴向高度之和为主铁芯20的轴向高度；第一铁芯块体21沿周向排布的实施例中，每个第一铁芯块体21所对应圆心角为180
°
，以使两个第一铁芯块体21能够连接成柱状的主铁芯20，当然，两个第一铁芯块体21所对应圆心角也可以不相等，只需要两个第一铁芯块体21所对应圆心角之和等于360
°
即可。
58.根据本实用新型的一些实施例，在转子铁芯10的轴向上，第一铁芯块体21的高度大于或等于转子铁芯10高度的1/3。第一铁芯块体21的高度过小，会影响转子铁芯10的整体性，并且影响转子铁芯10的整体材料利用率。在上述比例范围内，有利于保证转子100整体性好，材料利用率高。
59.根据本实用新型的一些实施例，在转子铁芯10的轴向上，主铁芯20的高度大于或等于转子铁芯10高度的3/5。主铁芯20的高度过小，会影响转子铁芯10的整体性，并且影响转子铁芯10的整体材料利用率。在上述比例范围内，有利于保证转子100整体性好，材料利用率高。
60.例如，在如图4所示的示例中，第一铁芯块体21的高度等于转子铁芯10高度的100％，主铁芯20的高度等于转子铁芯10高度的100％。在如图5所示的示例中，第一铁芯块
体21的高度等于转子铁芯10高度的50％，主铁芯20的高度等于转子铁芯10高度的100％。在如图6和图7所示的示例中，第一铁芯块体21的高度大于转子铁芯10高度的60％，主铁芯20的高度大于转子铁芯10高度的60％。
61.根据本实用新型的一些实施例，如图6-图9所示，转子铁芯10还包括副铁芯30。副铁芯30设于主铁芯20的至少轴向一侧。即，主铁芯20的轴向一侧设有副铁芯30，或者主铁芯20的轴向两侧均设有副铁芯30。
62.在相关技术中，整机功能性改动，一般电磁方案调节方式通常体现在定子200匝数、转子100高度及端部形状微调等手段。改动过程对电机1000的改动较大，重新调整生产设备，导致生产成本提高。而在本技术中，可以通过在主铁芯20的基础上设置副铁芯30，主铁芯20与副铁芯30配合使转子铁芯10能够具有不同的电磁性能，从而通过较为简单的改动满足不同方案需求，提升电机1000在不同环境适用功能性。并且，不同规格的电机1000可以采用相同规格的主铁芯20，以提高主铁芯20的适用性，降低生产成本。
63.在一些实施例中，如图6和图7所示，在转子铁芯10的轴向上，副铁芯30的高度小于主铁芯20的高度。以改变电机1000性能的前提下，保证整个转子铁芯10的整体材料利用率较高，整体性好。在一些具体实施例中，在主铁芯20的两侧均设有副铁芯30的实施例中，两个副铁芯30的高度之和可以小于主铁芯20的高度。
64.在本实用新型的一些实施例中，如图6所示，副铁芯30可以包括一个铁芯冲片31或者沿轴向层叠布置的多个铁芯冲片31。换言之，副铁芯30通过铁芯冲片31层叠构成。由此，通过调节副铁芯30所包括铁芯冲片31的数量即可调节副铁芯30的高度，从而调节电机1000的整体性能，性能调节更便捷。并且，铁芯冲片31的厚度较小，使副铁芯30的高度调节更精细，性能调节更准确。
65.在本实用新型的另一些实施例中，如图7-图9所示，副铁芯30可以包括沿转子铁芯10的周向排布的多个第二铁芯块体32。换言之，每个第二铁芯块体32可以大体为扇形或者拱形结构，以使每个第二铁芯块体32的体积较小，便于加工制造，也便于提高材料利用率。
66.例如，在一些具体实施例中，如图7和图8所示，第二铁芯块体32包括沿轴向层叠布置的多个片体321。每个片体321可以通过冲裁等方式加工而成，第二铁芯块体32的体积较小，使片体321的面积较小，从而便于在冲裁过程中更灵活排布料带上片体321的冲裁位置，以提高料带的利用率。并且，通过调节第二铁芯块体32所包括片体321的数量，可以更精准、灵活地调节副铁芯30的高度，从而更精准、灵活地调节电机1000的性能。
67.再例如，在另一些具体实施例中，如图9所示，第二铁芯块体32为一体式结构。例如，第二铁芯块体32可以通过铸造成型或压制成型等方式加工而成，第二铁芯块体32的材料利用率可以达到100％，大大提高了转子铁芯10的整体材料利用率。并且，第二铁芯块体32在铸造或者压制成型过程中，体积较小，可以减小模具体积，降低加工工艺难度和成本，也便于调节第二铁芯块体32的高度，从而使性能调节方便。
68.在本实用新型的实施例中，副铁芯30与主铁芯20可以铆接(如图7所示通过铆扣铆接)或压接，以使副铁芯30与主铁芯20连接可靠，且连接便捷。并且，在副铁芯30包括多个铁芯冲片31(或多个片体321)的实施例中，还有利于保证多个铁芯冲片31(或多个片体321)之间的连接可靠性。
69.根据本实用新型实施例的电机1000包括定子200和转子100，定子200具有定子孔
210，转子100位于定子孔210内，形成内转子电机。其中，转子100包括根据本实用新型实施例的转子铁芯10。例如，电机1000可以为bldc变频电机(无刷直流电机)。
70.由于根据本实用新型实施例的转子铁芯10具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的电机1000，通过主铁芯20包括至少一个第一铁芯块体21，并且第一铁芯块体21通过铸造成型或压制成型，可以大大提高转子铁芯10的材料利用率，降低生产成本，并且不增加涡流损耗，保证电机1000性能。
71.需要说明的是，电机1000所包括的定子200的定子铁芯220的成型方式，本技术不做特殊限制，例如定子铁芯220可以采用冲片叠压方式以降低涡流损耗，定子铁芯220也可以如图10和图11所示，采用冲裁片230螺旋卷绕方式以提高材料利用率，等。
72.在一些实施例中，如图3和图10所示，定子200包括定子铁芯220。定子铁芯220包括绕定子200的轴线螺旋卷绕的冲裁片230，冲裁片230的相邻两圈螺旋片沿定子200的轴线层叠布置。换言之，冲裁片230螺旋卷绕后，能够形成多圈螺旋片，多圈螺旋片的厚度之和为定子铁芯220的周向高度。
73.在生产过程中，可以对长条形料带进行冲裁得到如图10所示的冲裁片230，然后将冲裁片230螺旋卷绕，形成定子铁芯220。定子铁芯220具有定子孔210，若采用相关技术多个冲片叠压的方式，会导致冲片加工过程中料带的材料利用率很低。而本技术能够螺旋卷绕的冲裁片230冲裁过程中无需浪费定子孔210对应区域的材料，从而有利于提高材料利用率。并且，与包括一体成型的第一铁芯块体21的转子铁芯10配合，能够有效提高电机1000的整体材料利用率。
74.在一些具体实施例中，如图10和图11所示，冲裁片230包括轭部冲裁片231、多个齿部冲裁片232和多个齿靴冲裁片233。多个齿部冲裁片232位于轭部冲裁片231同一侧，并且齿部冲裁片232的两端分别为第一端和第二端，齿部冲裁片232的第一端与轭部冲裁片231相连，齿部冲裁片232的第二端设有齿靴冲裁片233。
75.由此，在冲裁片230螺旋卷绕后，轭部冲裁片231螺旋层叠构成定子铁芯220的环形的轭部；多个齿部冲裁片232螺旋层叠构成定子铁芯220的沿周向间隔开排布的多个齿部；多个齿靴冲裁片233螺旋层叠构成与多个齿部一一对应的多个齿靴，多个齿靴配合限定出定子孔210。
76.此外，继续参照图10和图11所示，在定子200的周向上，相邻两个齿部冲裁片232的第一端的间距为l，齿靴冲裁片233的宽度为m，m≤l。由此，如图10所示在冲裁片230螺旋卷绕之前，相邻两个齿部冲裁片232的间距为l，齿靴冲裁片233的宽度小于或等于l，使相邻两个齿部冲裁片232之间可额外加工出齿部冲裁片232。在冲裁过程中，料带可以采用如图11所示的双列冲裁方式，两个冲裁片230的多个齿部冲裁片232相间布置，以进一步提高料带的材料利用率。
77.在一些具体实施例中，转子铁芯10的主铁芯20材料利用率达到100％，定子铁芯220的冲裁片230采用双列冲裁方式，材料利用率可以达到72％，电机1000的整体材料利用率可以达到85％以上，具有成本低、技术性高等优点。
78.根据本实用新型实施例的用电设备包括根据本实用新型实施例的电机1000。由于根据本实用新型实施例的电机1000具有上述有益的技术效果，因此根据本实用新型实施例的用电设备，通过主铁芯20包括至少一个第一铁芯块体21，并且第一铁芯块体21通过铸造
成型或压制成型，可以大大提高转子铁芯10的材料利用率，降低生产成本，并且不增加涡流损耗，保证电机1000性能。
79.在一些实施例中，用电设备可以为洗衣机、干衣机、空调、空气净化器等家用电器。
80.根据本实用新型实施例的用电设备和电机1000的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
81.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。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。
82.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者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示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。
83.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。