转子组件及交替极电机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种转子组件及交替极电机，转子组件包括铁芯和多个永磁体。铁芯上开设有容纳永磁体的多个安装槽，安装槽沿铁芯的周向分布。每个安装槽靠近铁芯外缘端部的两侧还分别设有第一空气槽和第二空气槽。第一空气槽位于永磁极区，第二空气槽位于交替极区，第一空气槽与安装槽间隔设置。第一空气槽沿铁芯径向向外的周向宽度尺寸逐渐增大。第二空气槽与安装槽连通。与安装槽间隔设置的第一空气槽调整了永磁极面向气隙的宽度，提高永磁体利用率。第二空气槽一方面能够防止永磁体发出的磁力线通过永磁体端部短路进而减少漏磁，另一方面能够调整交替极上的磁力线走向，削弱转矩波动。

Rotor assembly and alternating pole motor

The utility model relates to a rotor assembly and an alternating pole motor, which comprises an iron core and a plurality of permanent magnets. A plurality of installation grooves for permanent magnets are arranged on the iron core, and the installation grooves are distributed along the circumferential direction of the iron core. Each installation groove is also provided with a first air groove and a second air groove on both sides near the end of the outer edge of the iron core. The first air groove is located in the permanent magnet pole region, the second air groove is located in the alternating pole region, and the first air groove is spaced with the installation groove. The circumferential width of the first air tank increases gradually along the radial direction of the core. The second air tank is connected with the installation tank. The first air groove spaced with the installation groove adjusts the width of the permanent magnet pole facing the air gap and improves the utilization ratio of the permanent magnet. On the one hand, the second air groove can prevent the magnetic line emitted by the permanent magnet from short-circuiting through the end of the permanent magnet, thereby reducing magnetic leakage. On the other hand, it can adjust the direction of the magnetic line on the alternating pole and weaken the torque fluctuation.

【技术实现步骤摘要】
转子组件及交替极电机
本技术涉及电机
，特别是涉及一种转子组件及交替极电机。
技术介绍
相比于传统的永磁同步电机，交替极永磁同步电机对永磁体的利用更加充分。交替极永磁同步电机内使用的永磁体数量仅为传统永磁同步电机内永磁体数量的一半，显著降低了电机中永磁体的使用数量，进而降低了电机的成本。但一般交替极永磁同步电机的转矩波动较大，限制了交替极永磁同步电机的进一步推广应用。
技术实现思路
基于此，有必要针对一般交替极永磁同步电机存在的转矩波动较大的问题，提供一种平稳输出转矩的转子组件及交替极电机。一种转子组件，所述转子组件包括：铁芯，所述铁芯上开设有多个安装槽，多个所述安装槽沿所述铁芯的周向分布，多个所述安装槽将所述铁芯划分为多个永磁极区和多个交替极区，每个所述安装槽具有靠近所述铁芯外缘的第一端；所述第一端的两侧分别设置一个第一空气槽和一个第二空气槽，所述第一空气槽位于所述永磁极区，所述第二空气槽位于所述交替极区；所述第一空气槽与所述安装槽间隔设置，所述第一空气槽沿所述铁芯径向向外的周向宽度尺寸逐渐增大；所述第二空气槽与所述安装槽连通；多个永磁体，分别容置于多个所述安装槽内，多个所述永磁体朝向所述铁芯外缘的磁极相同。在其中一个实施例中，所述第二空气槽沿所述铁芯的周向延伸，所述第二空气槽靠近所述铁芯轴心的一侧为阶梯状；所述第二空气槽沿所述铁芯径向的尺寸为所述第二空气槽的径向宽度，所述第二空气槽沿远离所述第一端的方向依次包括第一阶梯槽和第二阶梯槽，所述第一阶梯槽的径向宽度小于所述第二阶梯槽的径向宽度。在其中一个实施例中，所述铁芯的半径为R，所述第一阶梯槽的径向宽度为w1，所述第二阶梯槽的径向宽度为w2；所述铁芯的半径R、所述第一阶梯槽的径向宽度w1、所述第二阶梯槽的径向宽度w2之间满足如下关系：w2<0.17R，并且w2/w1＝1.4-1.8。在其中一个实施例中，多个所述永磁极区和多个所述交替极区沿所述铁芯的周向间隔分布；多个所述永磁极区分别对应的圆心角相等，多个所述交替极区分别对应的圆心角相等。在其中一个实施例中，所述永磁极区和所述交替极区的数量分别为N；一个所述交替极区上的两个所述第二空气槽中，两个所述第二阶梯槽远离各自对应所述安装槽的两个端面形成的圆心角为a1，满足：a1/(180°/N)＝0.5-0.65。在其中一个实施例中，一个所述交替极区上的两个所述第二空气槽中，两个所述第二阶梯槽远离各自对应所述安装槽的两个端面形成的圆心角为a1，两个所述第二阶梯槽靠近各自对应所述安装槽的两个端面形成的圆心角为a2，满足：a2/a1＝1.5-1.9。在其中一个实施例中，所述永磁体为稀土永磁体；所述铁芯的半径为R；一个所述永磁极上的两个所述第一空气槽中，两个所述第一空气槽远离各自对应所述安装槽的两个端面形成的圆心角为a4；所述第一空气槽沿所述铁芯径向的尺寸为所述第一空气槽的径向宽度，所述第一空气槽的径向宽度为W4；每个所述安装槽具有靠近所述铁芯中心的第二端，所述安装槽上所述第二端指向所述第一端的尺寸为所述安装槽的宽度，所述安装槽的宽度为w3；满足：2*(w3-w4)*0.8/(2*π*a4*R/360°)＝1.6-1.9。在其中一个实施例中，所述永磁体为铁氧体永磁体；所述铁芯的半径为R；一个所述永磁极上的两个所述第一空气槽中，两个所述第一空气槽远离各自对应所述安装槽的两个端面形成的圆心角为a4；所述第一空气槽沿所述铁芯径向的尺寸为所述第一空气槽的径向宽度，所述第一空气槽的径向宽度为W4；每个所述安装槽具有靠近所述铁芯中心的第二端，所述安装槽上所述第二端指向所述第一端的尺寸为所述安装槽的宽度，所述安装槽的宽度为w3；满足：2*(w3-w4)*0.3/(2*π*a4*R/360°)＝1.6-1.9。在其中一个实施例中，每两个所述安装槽形成一个安装槽组，所述安装槽组呈V形，所述安装槽组的开口朝向所述铁芯的外缘，每个所述安装槽组内的两个所述安装槽关于所述铁芯的径向对称设置；多个所述安装槽组沿所述铁芯的周向均匀分布；所述安装槽组V形夹角内的区域为永磁极区，相邻所述安装槽组之间区域为交替极区。在其中一个实施例中，所述永磁极区中设有两个所述第一空气槽，两个所述第一空气槽分别靠近一个所述安装槽组中两个所述安装槽的所述第一端，两个所述第一空气槽关于对应所述安装槽组的V形中心线对称；一个所述安装槽组中两个所述安装槽的第一端分别对应的两个所述第二空气槽，关于对应所述安装槽组的V形中心线对称。在其中一个实施例中，所述铁芯的中心开设有转轴孔；所述铁芯上还开设有第三空气槽，所述第三空气槽环设于所述转轴孔的外缘；所述第三空气槽为多段式结构，每段所述第三空气槽夹设于两个所述安装槽之间，所述第三空气槽的端面与所述安装槽间隔设置。在其中一个实施例中，每个所述安装槽具有靠近所述铁芯中心的第二端，所述安装槽上所述第二端指向所述第一端的尺寸为所述安装槽的宽度；所述第三空气槽沿所述铁芯径向的尺寸为所述第三空气槽的径向宽度；所述安装槽的宽度为w3，所述第三空气槽的径向宽度为t2，满足：t2/w3＝0.1-0.3。在其中一个实施例中，所述第三空气槽沿所述铁芯径向的尺寸为所述第三空气槽的径向宽度，所述第三空气槽的径向宽度为t2；所述转轴孔的侧壁与第三空气槽靠近所述转轴孔的侧壁之间的距离为t3，满足：t3≥2*t2。在其中一个实施例中，所述第三空气槽沿所述铁芯径向的尺寸为所述第三空气槽的径向宽度，所述第三空气槽的径向宽度为t2；所述第三空气槽的端面与所述安装槽靠近所述第三空气槽的侧壁之间的距离为tb1，满足：tb1/t2＝0.3-1。在其中一个实施例中，所述第二阶梯槽中靠近所述安装槽的端面与靠近所述铁芯轴心的侧面之间的夹角为a3，满足：a3＝85°-110°。在其中一个实施例中，所述第一空气槽沿所述铁芯径向的尺寸为所述第一空气槽的径向宽度；所述第一空气槽的径向宽度为w4，所述第一空气槽与所述安装槽之间的距离为tb2，满足：tb2/w4＝0.3-0.5。一种交替极电机，包括转子组件及定子组件，所述转子组件为上述方案任一项所述的转子组件；所述定子组件套设于所述转子组件的外缘。上述转子组件及交替极电机，第一空气槽调整了永磁极面向气隙的宽度，同时第一空气槽限制了永磁体两端的漏磁。研究表明，沿永磁体方向向转子外周缘宽度逐渐增加的特征能够显著降低铁损。第一空气槽与安装槽间隔设置，能够允许更多的永磁体磁力线进入气隙，进一步提高永磁体利用率。第二空气槽一方面能够防止永磁体发出的磁力线通过永磁体端部短路进而减少漏磁，另一方面能够调整交替极上的磁力线走向，削弱转矩波动。附图说明图1为本技术一实施例提供的转子组件结构示意图；图2为图1中安装槽的第一端附近结构放大示意图；图3为本技术一实施例提供的第二阶梯槽径向宽度变化时对转矩曲线的影响曲线图；图4为本技术一实施例提供的电磁转矩随w2/w1变化曲线图；图5为本技术一实施例提供的电机转轴上的漏磁路径示意图；图6为本技术提供的交替极电机与现有技术中电机输出转矩对比曲线图。其中：10-转子组件100-铁芯110-安装槽111-第一端113-凸起120-永磁极区130-交替极区140-第一空气本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种转子组件，其特征在于，所述转子组件(10)包括：铁芯(100)，所述铁芯(100)上开设有多个安装槽(110)，多个所述安装槽(110)沿所述铁芯(100)的周向分布，多个所述安装槽(110)将所述铁芯(100)划分为多个永磁极区(120)和多个交替极区(130)，每个所述安装槽(110)具有靠近所述铁芯(100)外缘的第一端(111)；所述第一端(111)的两侧分别设置一个第一空气槽(140)和一个第二空气槽(150)，所述第一空气槽(140)位于所述永磁极区(120)，所述第二空气槽(150)位于所述交替极区(130)；所述第一空气槽(140)与所述安装槽(110)间隔设置，所述第一空气槽(140)沿所述铁芯(100)径向向外的周向宽度尺寸逐渐增大；所述第二空气槽(150)与所述安装槽(110)连通；多个永磁体(200)，分别容置于多个所述安装槽(110)内，多个所述永磁体(200)朝向所述铁芯(100)外缘的磁极相同。

【技术特征摘要】
1.一种转子组件，其特征在于，所述转子组件(10)包括：铁芯(100)，所述铁芯(100)上开设有多个安装槽(110)，多个所述安装槽(110)沿所述铁芯(100)的周向分布，多个所述安装槽(110)将所述铁芯(100)划分为多个永磁极区(120)和多个交替极区(130)，每个所述安装槽(110)具有靠近所述铁芯(100)外缘的第一端(111)；所述第一端(111)的两侧分别设置一个第一空气槽(140)和一个第二空气槽(150)，所述第一空气槽(140)位于所述永磁极区(120)，所述第二空气槽(150)位于所述交替极区(130)；所述第一空气槽(140)与所述安装槽(110)间隔设置，所述第一空气槽(140)沿所述铁芯(100)径向向外的周向宽度尺寸逐渐增大；所述第二空气槽(150)与所述安装槽(110)连通；多个永磁体(200)，分别容置于多个所述安装槽(110)内，多个所述永磁体(200)朝向所述铁芯(100)外缘的磁极相同。2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述第二空气槽(150)沿所述铁芯(100)的周向延伸，所述第二空气槽(150)靠近所述铁芯(100)轴心的一侧为阶梯状；所述第二空气槽(150)沿所述铁芯(100)径向的尺寸为所述第二空气槽(150)的径向宽度，所述第二空气槽(150)沿远离所述第一端(111)的方向依次包括第一阶梯槽(151)和第二阶梯槽(152)，所述第一阶梯槽(151)的径向宽度小于所述第二阶梯槽(152)的径向宽度。3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述铁芯(100)的半径为R，所述第一阶梯槽(151)的径向宽度为w1，所述第二阶梯槽(152)的径向宽度为w2；所述铁芯(100)的半径R、所述第一阶梯槽(151)的径向宽度w1、所述第二阶梯槽(152)的径向宽度w2之间满足如下关系：w2<0.17R，并且w2/w1＝1.4-1.8。4.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，多个所述永磁极区(120)和多个所述交替极区(130)沿所述铁芯(100)的周向间隔分布；多个所述永磁极区(120)分别对应的圆心角相等，多个所述交替极区(130)分别对应的圆心角相等。5.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，所述永磁极区(120)和所述交替极区(130)的数量分别为N；一个所述交替极区(130)上的两个所述第二空气槽(150)中，两个所述第二阶梯槽(152)远离各自对应所述安装槽(110)的两个端面形成的圆心角为a1，满足：a1/(180°/N)＝0.5-0.65。6.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，一个所述交替极区(130)上的两个所述第二空气槽(150)中，两个所述第二阶梯槽(152)远离各自对应所述安装槽(110)的两个端面形成的圆心角为a1，两个所述第二阶梯槽(152)靠近各自对应所述安装槽(110)的两个端面形成的圆心角为a2，满足：a2/a1＝1.5-1.9。7.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，所述永磁体(200)为稀土永磁体；所述铁芯(100)的半径为R；一个所述永磁极上的两个所述第一空气槽(140)中，两个所述第一空气槽(140)远离各自对应所述安装槽(110)的两个端面形成的圆心角为a4；所述第一空气槽(140)沿所述铁芯(100)径向的尺寸为所述第一空气槽(140)的径向宽度，所述第一空气槽(140)的径向宽度为W4；每个所述安装槽(110)具有靠近所述铁芯(100)中心的第二端，所述安装槽(110)上所述第二端指向所述第一端(111)的尺寸为所述安装槽(110)的宽度，所述安装槽(110)的宽度为w3；满足：2*(w3-w4)*0.8/(2*π*a4*R/360°)＝1.6-1.9。8.根据权利要求4所述的转子组件，其特征在于，所述永磁体(200)为铁氧体永磁体；所述铁芯(100)的半径为R；一个所述永磁极上的两个所述第一空气槽(140)中，两个所述第一空...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈彬，李权锋，肖勇，史进飞，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44