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CN109936229A - 电机及其电机组件 - Google Patents

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CN109936229A
CN109936229A CN201711360080.1A CN201711360080A CN109936229A CN 109936229 A CN109936229 A CN 109936229A CN 201711360080 A CN201711360080 A CN 201711360080A CN 109936229 A CN109936229 A CN 109936229A
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CN
China
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magnetic
rotor
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permanent magnet
core
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CN201711360080.1A
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李越
柴捷
张涛
陈静
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Johnson Electric Shenzhen Co Ltd
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Johnson Electric Shenzhen Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种电机及其电机组件，所述电机包括定子和能相对于定子转动的转子；所述转子包括转轴和所述电机组件。所述电机组件包括固定套设到所述转轴的转子磁芯、嵌入到所述转子磁芯内的永磁体。所述永磁体使所述转子磁芯沿周向形成若干磁极，所述转子磁芯的周向表面为由多个第一表面和第二表面相互连接而构成的非圆柱面，每个所述第一表面对应一个所述永磁体，每两个相邻的第一表面通过一所述第二表面相连接。本发明可减少通过永磁体的磁通量的泄露量。

Description

电机及其电机组件
【技术领域】
本发明涉及一种电机及其电机组件，该电机组件包括柱体状磁芯和嵌装到磁芯的永磁体，该磁芯优选地作为电机的转子磁芯。
【背景技术】
无刷电机一般包括定子以及可转动地安装到定子的转子。转子包括转子磁芯和安装到转子磁芯的永磁体。转子磁芯在对应永磁体的位置形成磁极。在通电时，一部分磁通量会从相邻两个磁极之间的位置处穿过，也就是漏磁，从而影响了电机的性能，降低了电机的输出功率密度。
【发明内容】
本发明的目的旨在于提供一种磁通量泄露少的电机及电机组件。
本发明的第一方面提供一种电机，包括定子和能相对于定子转动的转子；所述转子包括转轴、固定套设到所述转轴的转子磁芯、嵌入到所述转子磁芯内的永磁体，所述永磁体使所述转子磁芯沿周向形成若干磁极；所述转子磁芯的周向表面为由多个第一表面和第二表面相互连接而构成的非圆柱面，每个所述第一表面对应一个所述永磁体，每两个相邻的第一表面通过一所述第二表面相连接。
进一步地，所述转子磁芯包括本体、若干磁极部以及若干磁桥部；所述本体套设于所述转轴，所述若干磁极部环绕在所述本体的外周，相邻磁极部之间通过一个所述磁桥部连接，且所述磁桥部连接到所述本体。
进一步地，每个所述磁桥部包括周向磁桥和径向磁桥，每个所述周向磁桥连接相邻的两个磁极部；每个所述径向磁桥将与其连接的所述周向磁桥连接到所述本体。
进一步地，所述周向磁桥的长度是所述径向磁桥的长度的3～4倍。
进一步地，每个所述磁极部与所述本体之间形成有用于容纳一个所述永磁体的腔体。
进一步地，每个所述磁极部包括与一个所述永磁体贴合的内表面以及一个所述第一表面。
进一步地，每个所述永磁体对应的极弧为120～130电角度。
进一步地，每个所述磁桥部的外表面为一个所述第二表面。
进一步地，所述定子包括定子磁芯，所述定子磁芯包括环形的轭部、从所述轭部向内伸出的若干定子齿；所述转子磁芯收容在所述若干定子齿围成的空间内；所述转子磁芯的最大外径是所述定子磁芯外径的0.55～0.65倍。
本发明的第二方面提供一种电机组件，包括磁芯和若干永磁体，所述若干永磁体沿所述磁芯的周向分布并嵌入到所述磁芯内，所述永磁体使所述磁芯沿周向形成若干磁极，所述磁芯的周向表面为由多个第一表面和第二表面相互连接而构成的非圆柱面，每个所述第一表面对应一个所述永磁体，每两个相邻的第一表面通过一所述第二表面相连接。
实施本发明，可减少通过永磁体的磁通量的泄露量，提高了电机的转速，从而提高了电机的输出功率密度。
【附图说明】
图1为本发明一实施例提供的一种电机的示意图；
图2是图1所示电机的转子的示意图；
图3是图2所示转子的周向磁桥和径向磁桥的长度以及磁极对应的极弧的电角度的示意图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
参考图1，本发明的一个实施方式提供的一种电机100，为一种直流无刷电机，可应用于需要提供高转速的设备，例如冲击扳手、高速风机等。电机100包括定子10和能相对定子10转动的转子50。
定子10包括定子磁芯11和绕设于定子磁芯11的定子绕组(图上未示出)。定子磁芯11包括环形的轭部12以及从轭部12向内沿着径向伸出的若干定子齿13。所述定子绕组分别绕设于所述若干定子齿13。
转子50包括转轴(图上未示出)、固定套设到转轴的转子磁芯51以及嵌入到转子磁芯51内的若干永磁体52。该若干永磁体52使转子磁芯51沿周向形成若干磁极。转子磁芯51收容在若干定子齿13围成的空间内。转子磁芯51与定子磁芯11之间存在气隙14，该间隙14的存在使转子磁芯51能够相对于定子磁芯11转动。转子磁芯51具有变化的外径或外半径，具体地，在图2所示的平面图中，穿过转子磁芯51的中心与永磁体52的中心的直线与转子磁芯51的轮廓线相交之处为转子磁芯51的最大半径所在的位置。转子磁芯51的最小半径所在的位置通过如下方式确定：确定满足如下条件的直线：穿过转子磁芯51的中心且相邻的两个永磁体52相对于该直线对称，该直线与转子磁芯51的轮廓线相交之处为转子磁芯51的最小半径所在的位置。因此，转子磁芯51的最小半径所在的位置所对应的气隙14的厚度最大，转子磁芯51的最大半径所在的位置对应的气隙14的厚度最小，从而降低了漏磁。
转子磁芯51的最大外径d是定子磁芯11外径D的0.55～0.65倍，优选为0.55倍。本实施例中，永磁体52为6个，沿转子磁芯51的周向间隔排列。
本实施例中，电机100的凸极率(交轴电感Lq与直轴电感Ld之比)大于1.5小于3，从而提高了电机100的输出磁阻转矩，相对传统的电机，电机100的输出磁阻转矩可提高16％，极大地提高了电机100的转速。优选地，电机100的凸极率为2。
参考图2和图3，嵌入到转子磁芯51内的永磁体52使转子磁芯51沿周向形成若干磁极。转子磁芯51的周向表面为由多个第一表面501和第二表面502相互连接而构成的非圆柱面。每个第一表面501对应一个永磁体52，每两个相邻的第一表面501通过一所述第二表面502相连接。本实施例中，第一表面501为弧面，第二表面502大致为平面，因而转子磁芯51在第一表面501的位置处具有最大的半径R，转子磁芯51在第二表面502的位置处具有最小的半径r。当电机100通电时，因为相邻两个永磁体52之间的区域的气隙14厚度较大(参考图1)，该区域的磁阻较大，从而减小了不想要的磁漏，有利于提高了电机100的性能，有利于提高了电机100的输出功率密度。
转子磁芯51包括本体53、若干磁极部54以及若干磁桥部55。本体53具有通孔531以固定套设到转轴。若干磁极部54环绕在本体53的外周并与本体53隔开。
每个磁极对应的极弧为120～130电角度，如图3所示，例如用A表示电角度。本说明书和权利要求书中，极弧是指转子50的每个磁极对应的圆心角的电角度，也就是每个磁极对应的永磁体52的径向外侧表面对应的圆心角对应的电角度。
相邻两个磁极部54之间通过一个磁桥部55连接，且该磁桥部55连接到本体53。如此，每个磁极部54的两端分别通过两个磁桥部55连接到本体53。每个磁极部54与本体53之间形成有用于容纳一个永磁体52的腔体。永磁体52嵌装到腔体内。优选地，永磁体52为条形磁铁。每个磁极部54包括与一个所述永磁体52贴合的内表面及一个所述第一表面501。每个磁极部54的第一表面501为弧面，从而使气隙14的厚度平滑地变化。
每个磁桥部55的径向外表面为一个所述第二表面502。每个磁桥部55包括周向磁桥551和径向磁桥552。每个周向磁桥551的径向外表面为一个所述第二表面502。每个周向磁桥551连接相邻的两个磁极部54。每个径向磁桥552将与其连接的周向磁桥551连接到本体53。优选地，周向磁桥551和径向磁桥552相互垂直。
周向磁桥551的长度L1是径向磁桥552的长度L2的3～4倍，优选为3倍，该方案能较好地降低相邻磁极通过周向磁桥551发生漏磁。
优选地，径向磁桥552的两侧为镂空553，从而减少了通过的磁通量，进一步减少了磁通量的泄露量。
以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电机，包括定子和能相对于定子转动的转子；所述转子包括转轴、固定套设到所述转轴的转子磁芯、嵌入到所述转子磁芯内的永磁体，所述永磁体使所述转子磁芯沿周向形成若干磁极；其特征在于，所述转子磁芯的周向表面为由多个第一表面和第二表面相互连接而构成的非圆柱面，每个所述第一表面对应一个所述永磁体，每两个相邻的第一表面通过一所述第二表面相连接。
2.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述转子磁芯包括本体、若干磁极部以及若干磁桥部；所述本体套设于所述转轴，所述若干磁极部环绕在所述本体的外周，相邻磁极部之间通过一个所述磁桥部连接，且所述磁桥部连接到所述本体。
3.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，每个所述磁桥部包括周向磁桥和径向磁桥，每个所述周向磁桥连接相邻的两个磁极部；每个所述径向磁桥将与其连接的所述周向磁桥连接到所述本体。
4.根据权利要求3所述的电机，其特征在于，所述周向磁桥的长度是所述径向磁桥的长度的3～4倍。
5.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，每个所述磁极部与所述本体之间形成有用于容纳一个所述永磁体的腔体。
6.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，每个所述磁极部包括与一个所述永磁体贴合的内表面以及一个所述第一表面。
7.根据权利要求5所述的电机，其特征在于，每个所述永磁体对应的极弧为120～130电角度。
8.根据权利要求2所述的电机，其特征在于，每个所述磁桥部的外表面为一个所述第二表面。
9.根据权利要求1所述的电机，其特征在于，所述定子包括定子磁芯，所述定子磁芯包括环形的轭部、从所述轭部向内伸出的若干定子齿；所述转子磁芯收容在所述若干定子齿围成的空间内；所述转子磁芯的最大外径是所述定子磁芯外径的0.55～0.65倍。
10.一种电机组件，包括磁芯和若干永磁体，所述若干永磁体沿所述磁芯的周向分布并嵌入到所述磁芯内，所述永磁体使所述磁芯沿周向形成若干磁极，其特征在于，所述磁芯的周向表面为由多个第一表面和第二表面相互连接而构成的非圆柱面，每个所述第一表面对应一个所述永磁体，每两个相邻的第一表面通过一所述第二表面相连接。
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