電動機的轉子的製作方法
2023-09-18 18:04:15
電動機的轉子的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電動機的轉子，其包括：轉子鐵芯；和多組永磁體，所述多組永磁體埋置於所述轉子鐵芯內，每一組永磁體包括沿所述轉子鐵芯的徑向彼此間隔布置的多個永磁體層，所述多個永磁體層中的距所述轉子鐵芯的外圓周表面最近的永磁體層為鐵氧體永磁體層，所述多個永磁體層中的其餘永磁體層為稀土釹鐵硼永磁體層。本發明的電動機的轉子能在增加電動機的磁阻轉矩的同時，也增大電動機的電磁轉矩，從而提高電動機的效率，並且還不會導致電動機的成本增加，也不會導致電動機的噪音、振動惡化的問題。此外還能確保電動機運行的可靠性及在高頻率下也能穩定地運轉。
【專利說明】電動機的轉子
【技術領域】
[0001]本發明涉及電動機【技術領域】，特別涉及一種電動機的轉子。
【背景技術】
[0002]目前，在高導磁性材料製成的電動機的轉子中，為提升電動機的輸出轉矩以及效率，一般具有多組埋置於轉子鐵芯內的永磁鐵，每組永磁體包括沿徑向布置的2個或3個永磁體層，該類轉子具有充分利用磁阻轉矩的特點，以提升電動機的輸出轉矩及其效率。
[0003]然而，在現有技術中，如圖1所示的一種電動機的轉子，雖然電動機磁阻轉矩有所增加，而代表電磁轉矩的Pn* Va*Iq，由於鐵氧體材料中剩磁Br較低的固有特性，導致與電動機定子交鏈的磁通Va較低，電磁轉矩也較低下，從而總轉矩T增加不大，電動機的效率提升不理想，另外，鐵氧體材料中矯頑力較低，電動機的退磁性能惡化，當電動機遭受異常工況時，電動機容易失效，其可靠性也就無法保證。
[0004]此外，在現有技術中，如圖2所示的另一種電動機的轉子，採用高成本的稀土材料，其剩磁Br也高，與電動機定子交鏈的磁通Ψ a較高，從而總的電磁轉矩及電動機的效率也可達到理想的狀態，但電動機的成本卻大大增加，也會出現電動機的振動和噪音惡化的問題，另外，當電動機需要高頻率運轉的情況下，由於稀土材料的剩磁Br高，電動機的反電動勢隨轉速的上升而成比例的相應增加，導致外界的電源無法將電流注入到電動機中，從而電動機也就無法在高頻率下穩定運轉。
[0005]綜上所述，現有的電動機的轉子要麼會導致電動機的效率提升不夠理想，可靠性低；要麼會造成電動機的成本大大增加，出現電動機的振動和噪音惡化問題以及電動機無法在高頻率下穩定運轉的問題，因此，現有的電動機的轉子需要進行改進。
【發明內容】
[0006]本發明的目的旨在至少解決上述的技術缺陷之一。
[0007]為此，本發明的目的在於提出一種電動機的轉子，能夠提高電動機的效率的同時，還不會造成電動機的成本增加。
[0008]為達到上述目的，本發明的實施例提出的一種電動機的轉子，包括:轉子鐵芯；和多組永磁體，所述多組永磁體埋置於所述轉子鐵芯內，每一組永磁體包括沿所述轉子鐵芯的徑向彼此間隔布置的多個永磁體層，所述多個永磁體層中的距所述轉子鐵芯的外圓周表面最近的永磁體層為鐵氧體永磁體層，所述多個永磁體層中的其餘永磁體層為稀土釹鐵硼永磁體層。
[0009]根據本發明實施例的電動機的轉子，能在增加電動機的磁阻轉矩的同時，也增大電動機的電磁轉矩，從而提高電動機的效率，並且還不會導致電動機的成本增加，也不會導致電動機的噪音、振動惡化的問題。此外還能確保電動機運行的可靠性及在高頻率下也能穩定地運轉。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述每一組永磁體中的多個永磁體層沿所述轉子鐵芯的徑向彼此等間隔布置。
[0011]根據本發明的一個實施例，所述多組永磁體沿所述轉子鐵芯的周向均勻分布。
[0012]根據本發明的一個實施例，距所述轉子鐵芯的外圓周表面最近的永磁體層為圓弧形，且所述圓弧的圓心位於所述轉子鐵芯的外圓周表面上。
[0013]根據本發明的一個實施例，所述其餘永磁體層中的每一個永磁體層分成彼此間隔開的多段。
[0014]其中，每一段具有矩形截面。
[0015]並且，所述其餘永磁體層中的每一個永磁體層的段數相等，且每一個永磁體層的每一段的中心線通過距所述轉子鐵芯的外圓周表面最近的永磁體層的圓心。
[0016]根據本發明的一個實施例，所述的電動機的轉子還包括:多個永磁體放置孔，所述永磁體層分別對應地設置在所述永磁體放置孔中。
[0017]根據本發明的一個實施例，所述永磁體為四組。
[0018]根據本發明的另一個實施例，所述永磁體為六組。
[0019]本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]本發明上述的和/或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1為現有技術中一種電動機轉子的端部側視圖；
[0022]圖2為現有技術中另一種電動機轉子的端部側視圖；
[0023]圖3為電流相位改變時而電流值保持一定時電磁轉矩、磁阻轉矩和總轉矩的關係示意圖；
[0024]圖4為根據本發明實施例的電動機的轉子的端部側視圖；
[0025]圖5為電動機的轉子和定子組合後的端部側視圖；以及
[0026]圖6為根據本發明另一個實施例的電動機的轉子的端部側視圖。
[0027]附圖標記:
[0028]1:電動機的轉子；
[0029]2、2a:永磁體，其中，2a為在內側的永磁體，2為在外側的永磁體；
[0030]3:永磁體；
[0031]4a、4b、4c:永磁體放置孔；
[0032]5:轉軸孔；
[0033]6:通氣孔；
[0034]7:螺杆孔；
[0035]8、8a:永磁體，其中，8a為在內側的永磁體，8為在外側的永磁體；
[0036]9:永磁體；
[0037]11:電動機定子。
【具體實施方式】[0038]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用於解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。
[0039]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現本發明的不同結構。為了簡化本發明的公開，下文中對特定例子的部件和設置進行描述。當然，它們僅僅為示例，並且目的不在於限制本發明。此外，本發明可以在不同例子中重複參考數字和/或字母。這種重複是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設置之間的關係。此外，本發明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領域普通技術人員可以意識到其他工藝的可應用於性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特徵在第二特徵之「上」的結構可以包括第一和第二特徵形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特徵形成在第一和第二特徵之間的實施例，這樣第一和第二特徵可能不是直接接觸。
[0040]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」應做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語的具體含義。
[0041]在描述根據本發明實施例提出的電動機的轉子之前先來描述一下現有技術中的電動機的轉子。
[0042]在現有技術中，如圖1所示，有一種電動機轉子包括多組埋置於轉子中的永磁體
2、2a，每組包含在內側的永磁體2a和在外側的另一永磁體2，且在內側的永磁體2a和在外側的另一永磁體2之間具有一定距離,各永磁體2、2a形成朝轉子中心延伸的弧形,於是磁通易於在內側和外側的永磁體間的間隔通過，且增大了 q軸電感，從而除了電磁轉矩外還產生了磁阻轉矩，提高了具有該電動機轉子的電動機的輸出轉矩及效率。
[0043]此外，如圖2所示，另一種電動`機轉子包括多組埋置於轉子中的永磁體8、8a，每組包含在內側的永磁體8a和在外側的另一永磁體8，且在內側的永磁體8a和在外側的另一永磁體8之間具有一定距離。
[0044]在具有以上描述的電動機轉子的電動機中，可導致在各永磁體中心與轉子中心相連的d軸方向的電感Ld和在從該d軸方向轉90°電角度的q軸方向的電感Lq的不同。因此除永磁鐵的電磁轉矩外還產生了磁阻轉矩，總的轉矩T表示為:
[0045]T=PnX {Ψ&Χ Iq+ (Ld-Lq) XIdX Iq}(I)
[0046]式中Pn表示極對數，表示d軸磁通，Ld表示d軸電感，Lq表示q軸電感，Iq表示q軸電流，Id表示d軸電流。公式(I)表示在dq坐標變換後的電壓等式，其中第一項為基本電磁轉矩Pn* Va*Iq ;第二項為磁阻轉矩Pn* (Ld-Lq) *Id*Iq。
[0047]其中，圖3示出當電流相位改變時而電流值保持一定時電磁轉矩、磁阻轉矩和總轉矩的關係。由圖3可看出，在電流相位到達一定的值時，電動機輸出的總轉矩可達到最大。
[0048]然而，雖然具有如圖1所示的電動機轉子的電動機的磁阻轉矩有所增加，而代表電磁轉矩的Pn* Va*Iq,由於鐵氧體材料中剩磁Br較低的固有特性,導致與電動機定子交鏈的磁通Va較低，電磁轉矩也較低下，從而總轉矩T增加不大，電動機的效率提升不理想，另外，鐵氧體材料中矯頑力較低，電動機的退磁性能惡化，當電動機遭受異常工況時，電動機容易失效，其可靠性也就無法確保。
[0049]或者，如圖2所示的另一種電動機轉子，採用高成本的稀土材料，其剩磁Br也高，與電動機定子交鏈的磁通Va較高，從而使得具有該電動機轉子的電動機的總的電磁轉矩及電動機的效率也可達到理想的狀態，但電動機的成本卻大大增加，也會出現電動機的振動和噪音惡化的問題，另外，當電動機需要高頻率運轉的情況下，由於稀土材料的剩磁Br高，電動機的反電動勢隨轉速的上升而成比例的相應增加，導致外界的電源無法將電流注入到電動機中，從而電動機也就無法在高頻率下穩定運轉。
[0050]本發明正是基於以上考慮而提出了一種電動機的轉子，具有該電動機的轉子的電動機能夠在增加磁阻轉矩的同時，也增大電動機的電磁轉矩，從而提高電動機的效率，但卻不會導致電動機的成本增加，也不會導致電動機的噪音、振動惡化的問題，且能確保電動機運行的可靠性以及在高頻率下穩定地運轉。
[0051]下面參照附圖來描述根據本發明實施例提出的電動機的轉子。
[0052]圖4為根據本發明實施例的電動機的轉子的端部側視圖。如圖4所示，該電動機的轉子包括轉子鐵芯100和多組永磁體3、3、9，其中多組永磁體3、3、9埋置於轉子鐵芯100內，每一組永磁體包括沿轉子鐵芯100的徑向彼此間隔布置的多個永磁體層，多個永磁體層中的距轉子鐵芯100的外圓周表面最近的永磁體層為鐵氧體永磁體層，多個永磁體層中的其餘永磁體層為稀土釹鐵硼永磁體層。
[0053]其中，轉子鐵芯100由鋼片層疊製成，且整體為柱狀。
[0054]具體而言，如圖4所示，靠近轉子外圓周表面的第一永磁體層中的永磁體由鐵氧體製成，在第一永磁體層和轉軸之間布置有第二永磁體層和第三永磁體層，第二永磁體層和第三永磁體層中的永磁體由稀土釹鐵硼製成。
[0055]在本發明的實施例中，如圖4所示，每一組永磁體中的多個永磁體層沿轉子鐵芯100的徑向彼此等間隔布置。也就是說，每一組永磁體中沿轉子鐵芯100的徑向布置的多個永磁體層之間具有一定的間隔，且間隔基本上相等。這樣，磁通易於從各個永磁體層之間的間隔通過，且還可以增大q軸電感，從而除了永磁體本身產生的電磁轉矩外還可以產生磁阻轉矩。
[0056]根據本發明的一個實施例，如圖4或圖5所示，永磁體3、3、9為四組。其中，圖5為電動機的轉子I和定子11組合後的端部側視圖。
[0057]根據本發明的另一個實施例，如圖6所示，永磁體3、3、9為六組。
[0058]在本發明的實施例中，如圖4、圖5或圖6所示，多組永磁體沿轉子鐵芯100的周向均勻分布。不管永磁體是四組還是六組，都是沿轉子鐵芯100的圓周方向均勻分布的。
[0059]根據本發明的一個實施例，如圖4、圖5或圖6所不,距轉子鐵芯100的外圓周表面最近的永磁體層即第一永磁體層為圓弧形，且圓弧的圓心可以大致位於轉子鐵芯100的外圓周表面上，優選地，圓弧的圓心位於轉子鐵芯100的外圓周表面上。
[0060]其中，其餘永磁體層中的每一個永磁體層例如第二永磁體層和第三永磁體層分成彼此間隔開的多段。並且，每一段具有矩形截面，也就是說，第二永磁體層和第三永磁體層中的永磁體的形狀為矩形，即第二永磁體層和第三永磁體層中的稀土釹鐵硼的形狀為矩形結構。
[0061]根據本發明的一個實施例，如圖4、圖5或圖6所不,其餘永磁體層中的每一個永磁體層即第二永磁體層和第三永磁體層的段數相等，且每一個永磁體層的每一段的中心線通過距轉子鐵芯100的外圓周表面最近的永磁體層的圓心，或者，每一個永磁體層的每一段的中心線基本通過距轉子鐵芯100的外圓周表面最近的永磁體層的圓心。
[0062]根據本發明的一個實施例，如圖4所示，上述的電動機的轉子還包括:多個永磁體放置孔4a、4b、4c，永磁體層分別對應地設置在永磁體放置孔中。
[0063]此外，如圖4所示，上述的電動機的轉子還包括轉軸孔5、通氣孔6和螺杆孔7。
[0064]根據本發明實施例的電動機的轉子，能在增加電動機的磁阻轉矩的同時，也增大電動機的電磁轉矩，從而提高電動機的效率，並且還不會導致電動機的成本增加，也不會導致電動機的噪音、振動惡化的問題。此外還能確保電動機運行的可靠性及在高頻率下也能穩定地運轉。
[0065]在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0066]儘管已經示出和描述了本發明的實施例，對於本領域的普通技術人員而言，可以理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的範圍由所附權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種電動機的轉子,其特徵在於,包括: 轉子鐵芯；和 多組永磁體，所述多組永磁體埋置於所述轉子鐵芯內，每一組永磁體包括沿所述轉子鐵芯的徑向彼此間隔布置的多個永磁體層，所述多個永磁體層中的距所述轉子鐵芯的外圓周表面最近的永磁體層為鐵氧體永磁體層，所述多個永磁體層中的其餘永磁體層為稀土釹鐵硼永磁體層。
2.如權利要求1所述的電動機的轉子，其特徵在於，所述每一組永磁體中的多個永磁體層沿所述轉子鐵芯的徑向彼此等間隔布置。
3.如權利要求1所述的電動機的轉子，其特徵在於，所述多組永磁體沿所述轉子鐵芯的周向均勻分布。
4.如權利要求1所述的電動機的轉子，其特徵在於，距所述轉子鐵芯的外圓周表面最近的永磁體層為圓弧形，且所述圓弧的圓心位於所述轉子鐵芯的外圓周表面上。
5.如權利要求1所述的電動機的轉子，其特徵在於，所述其餘永磁體層中的每一個永磁體層分成彼此間隔開的多段。
6.如權利要求5所述的電動機的轉子，其特徵在於，每一段具有矩形截面。
7.如權利要求5所述的電動機的轉子，其特徵在於，所述其餘永磁體層中的每一個永磁體層的段數相等，且每一個永磁體層的每一段的中心線通過距所述轉子鐵芯的外圓周表面最近的永磁體層的圓心。
8.如權利要求1所述的電動機的轉子，其特徵在於，還包括:多個永磁體放置孔，所述永磁體層分別對應地設置在所述永磁體放置孔中。
9.如權利要求1所述的電動機的轉子，其特徵在於，所述永磁體為四組。
10.如權利要求1所述的電動機的轉子，其特徵在於，所述永磁體為六組。
【文檔編號】H02K1/27GK103501067SQ201310441556
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】胡健華 申請人:廣東美芝製冷設備有限公司