电机转子以及应用其的电机制造技术

本发明专利技术涉及一种电机转子(5)以及应用该电机转子的电机，其中电机转子(5)具有多个槽(2)，该多个槽(2)沿电机转子(5)的径向成辐射状分布，并且用于将多个永磁铁氧体(3)接收于其内，电机转子(5)的外表面是由沿该电机转子(5)的周向分布且相间布置的多个样条曲面(11)和弧形连接段(12)的外表面形成的非圆形面，使得当电机转子(5)安装到内表面为圆形的电机定子铁芯(4)内，电机转子(5)的外表面和该电机定子的定子铁芯(4)之间的间隙为非均匀气隙。

Motor rotor and motor using the same

The invention relates to a motor rotor (5) and the application of the motor rotor, wherein the rotor (5) having a plurality of slots (2), the plurality of slots (2) along the rotor (5) of the radial radial distribution, and for a number of permanent ferrite (3) received on the inside, the rotor of the motor (5) is composed of the outer surface of the rotor (5) along the circumferential multi sample distribution and layout of the white surface (11) and (12) the formation of arc connecting section of the outer surface of the non circular surface, so that when the motor is mounted to the inner rotor (5) the surface of stator core round (4), (5) motor rotor stator core and the outer surface of the stator (4) and the clearance between the non uniform air gap.

【技术实现步骤摘要】
电机转子以及应用其的电机
本专利技术涉及电机，具体而言，涉及一种电机转子及应用该电机转子的电机。
技术介绍
在滚筒洗衣机的领域中广泛地使用电机，特别是永磁同步电机，来驱动滚筒的旋转。决定该类电机性能优劣的关键点在于在洗衣机洗涤和脱水两个工作过程中电机的效率和噪音。随着洗衣机品质的提高，在洗衣机脱水过程中要求电机达到很高的转速，该电机转速至少达到10000r/min，特别地可能高达18000r/min，然而不希望带来能耗和噪音的大幅提高。用于滚筒洗衣机的传统电机的转子主要包括两种类型，一种是表面式转子磁路结构，另一种是内置式切向转子磁路结构。在表面式转子磁路结构中，永磁体粘贴于转子表面，永磁体整体裸露在气隙中，其产生的磁场正对定子磁场，由于电机在高速弱磁时，定子线圈上产生的电流变大，会导致裸露在电机气隙中的永磁体容易出现退磁现象，降低电机的使用寿命。此外，为了避免电机高转速下永磁体从转子表面脱落，通常需要在永磁体表面使用钢套、来保护转子表面上的永磁体在电机高速运转时不从转子铁芯表面脱落，而这种保护钢套的工艺复杂、成本较高，会带来电机整体复杂度和成本的提高。内置式切向转子磁路结构解决了上述问题，但是其本身仍然存在很多缺陷。传统的内置式切向转子磁路结构中，齿槽转矩较大，使得电机的转矩脉动较大，从而带了不期望的振动和噪音；电机运行时产生很大的反电动势谐波含量，使得电机在以高转速运行时带来较大的振动噪音。在传统的解决方案中，相邻的转子磁极之间是断开的，并通过注塑等方式使得其它非导磁材料的填充物填充到相邻转子磁极之间的断开处，用来固定每个单独的永磁体。这种布置方式虽然能一定程度地减小转子的漏磁现象，但是在电机的高速运行过程中，填充在相邻磁极断开位置上的注塑体承受较高的转矩，可能会断裂或破碎，从而对电机内部以及定子/转子的其他部分造成损坏，因此将较低强度的注塑体填充在断开的磁极之间的布置方式会给高速运转(例如：洗衣机的脱水过程)的电机带来风险。因此，需要一种高效、低噪音、适于长时间高速运转的电机。
技术实现思路
本专利技术涉及一种电机转子，其中电机转子具有多个槽，该多个槽沿电机转子的径向成辐射状分布，并且用于将多个永磁铁氧体接收于其内，并且，电机转子的外表面是由沿该电机转子的周向分布且相间布置的多个样条曲面和弧形连接段的外表面形成的非圆形面，使得当电机转子安装到内表面为圆形的电机定子铁芯内，电机转子的外表面和该电机定子的定子铁芯之间的间隙为非均匀气隙。在电机转子的一个可选的实施例中，接收在相邻的槽内的相邻的永磁铁氧体的相互面向的表面具有相同的极性，使得在每对相邻的铁氧体之间形成磁极。在电机转子的一个可选的实施例中，磁极的外表面为样条曲面，每两个相邻的磁极通过弧形连接段而连接。在电机转子的一个可选的实施例中，样条曲面关于其中心轴线呈轴对称，并且在其中心轴线处与定子铁芯之间的气隙为最小气隙δmin，最小气隙δmin与样条曲面和定子铁芯之间的气隙δ的比值是电机转子相对于样条曲面的中心轴线转过的电角度β的余弦函数，其中电角度β是电机转子相对于样条曲面的中心轴线转过的机械角度θ与电机的极对数P的乘积。在电机转子的一个可选的实施例中，样条曲面的形状满足公式：δmin/δ＝cos(β)。在电机转子的一个可选的实施例中，电机转子具有沿周向方向均匀分布的八个槽，并且分别用于将八个永磁铁氧体接收于其中，每条样条曲面关于其中心轴线呈轴对称，并且跨过的机械角度θ0为31°。在电机转子的一个可选的实施例中，在弧形连接段和永磁铁氧体之间形成有空槽，注塑体注入到空槽中，以将永磁铁氧体进一步固定在槽中。在电机转子的一个可选的实施例中，弧形连接段的厚度在0.4mm到0.6mm的范围内，其中弧形连接段的厚度为弧形连接段的外圆半径R2和内圆半径R1之间的差值。在电机转子的一个可选的实施例中，弧形连接段的宽度b1小于永磁铁氧体的宽度b2，其中弧形连接段的宽度b1为弧形连接段与相邻的样条曲面两个连接点之间的距离。在电机转子的一个可选的实施例中，弧形连接段的高度H1不大于样条曲面的顶点与电机转子的轴心的距离H2，且大于样条曲面的最远离其顶点的最低点处与电机转子的轴心的距离H3，其中弧形连接段的高度H1为弧形连接段的顶点与电机转子的轴心的距离。本专利技术还涉及一种电机，其包含在前述任意实施例中限定的电机转子。在电机的一个可选的实施例中，该电机还包括定子，定子的定子铁芯的内表面整体成圆形，并且定子铁芯包括中心对称、沿周向均匀布置的定子齿，每两个相邻的定子齿之间形成凹槽，每个凹槽用于接收相应的电枢绕组于其内。在电机的一个可选的实施例中，定子铁芯的叠厚L2小于转子的叠厚L1。在电机的一个可选的实施例中，定子铁芯的叠厚L2与转子的叠厚L1的比值L2/L1在0.8到0.96的范围内。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本专利技术的一些实施例，而非对本专利技术的限制。图1示意性地示出了根据本专利技术实施例的电机定子的结构。图2示意性地示出了根据本专利技术的实施例的电机转子的正视图。图3中示出了半个光滑的样条曲面的最小气隙与周边气隙的比值随电角度β变化的曲线。图4是电机转子的正视图的另一示图，示出了样条曲面和连接段相对于该电机转子的尺寸关系。图5示出了根据本专利技术的实施例的电机的截面图，其中转子5和定子4已经配合到一起。图6示出了具有根据本专利技术的实施例优化后的转子结构的电机的齿槽转矩与现有技术中的具有传统转子磁路结构的电机的齿槽转矩的实验结果的对比曲线，其中虚线表示未优化的电机的齿槽转矩随时间变化的曲线，而实线则表示根据本专利技术的公开内容进行优化的电机的齿槽转矩随时间变化的曲线。图7示出了具有根据本专利技术的实施例优化后的转子结构的电机的反电势与现有技术中的具有传统转子磁路结构的电机的反电势的实验结果的对比曲线。其中虚线表示未优化的电机的反电势随时间变化的曲线，而实线则表示根据本专利技术的公开内容进行优化的电机的反电势随时间变化的曲线。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例的附图，对本专利技术实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。根据本专利技术的实施例，公开了一种永磁同步电机，特别地适用于洗衣机滚筒驱动。具体而言，该电机包括：内置切向磁路结构的电机转子和与其配合的定子结构，该电机转子结构以及转子与定子配合的结果可以实现优异的电机性能，使得应用该电机的洗衣机的洗涤效率和脱水效率都能保持较高的水平，减少损耗，降低噪音和振动，提高洗衣机品质。图1示意性地示出了根据本专利技术实施例的电机定子的结构。具体而言，如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机转子(5)，其特征在于，所述电机转子(5)具有多个槽(2)，该多个槽(2)沿所述电机转子(5)的径向成辐射状分布，并且用于将多个永磁铁氧体(3)接收于其内，其中，所述电机转子(5)的外表面是由沿该电机转子(5)的周向分布且相间布置的多个样条曲面(11)和弧形连接段(12)的外表面形成的非圆形面，使得当所述电机转子(5)安装到内表面为圆形的电机定子铁芯(4)内，所述电机转子(5)的外表面和该电机定子的定子铁芯(4)之间的间隙为非均匀气隙。

【技术特征摘要】
1.一种电机转子(5)，其特征在于，所述电机转子(5)具有多个槽(2)，该多个槽(2)沿所述电机转子(5)的径向成辐射状分布，并且用于将多个永磁铁氧体(3)接收于其内，其中，所述电机转子(5)的外表面是由沿该电机转子(5)的周向分布且相间布置的多个样条曲面(11)和弧形连接段(12)的外表面形成的非圆形面，使得当所述电机转子(5)安装到内表面为圆形的电机定子铁芯(4)内，所述电机转子(5)的外表面和该电机定子的定子铁芯(4)之间的间隙为非均匀气隙。2.根据权利要求1所述的电机转子(5)，其特征在于，接收在相邻的槽(2)内的相邻的永磁铁氧体(3)的相互面向的表面具有相同的极性，使得在每对相邻的铁氧体(3)之间形成磁极(1)。3.根据权利要求2所述的电机转子(5)，其特征在于，所述磁极(1)的外表面为所述样条曲面(11)，每两个相邻的磁极(1)通过所述弧形连接段(12)而连接。4.根据权利要求1-3的任意一项所述的电机转子(5)，其特征在于，所述样条曲面(11)关于其中心轴线呈轴对称，并且在其中心轴线处与定子铁芯(4)之间的气隙为最小气隙δmin，所述最小气隙δmin与所述样条曲面(11)和所述定子铁芯(4)之间的气隙δ的比值是所述电机转子相对于所述样条曲面(11)的中心轴线转过的电角度β的余弦函数，其中所述电角度β是所述电机转子相对于所述样条曲面(11)的中心轴线转过的机械角度θ与电机的极对数P的乘积。5.根据权利要求4所述的电机转子(5)，其特征在于，所述样条曲面(11)的形状满足公式：δmin/δ＝cos(β)。6.根据权利要求1-3的任意一项所述的电机转子(5)，其特征在于，所述电机转子(5)具有沿周向方向均匀分布的八个槽(2)，并且分别用于将八个永磁铁氧体(3)接收于其中，每条所述样条曲面(11)关于其中心轴线呈轴对称，并且跨过的机械角度(θ0)为31°。7.根据权利要求3所...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫晶芬，沈玉明，黄伟，殷志坚，严刚，
申请(专利权)人：常州雷利电机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32