电机转子、具有其的电机和压缩机的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型公开了一种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯、安装于所述磁体槽中的磁体、以及与所述转子铁芯的转子内孔相配合的电机轴，其中，所述转子铁芯包括第一铁芯段和第二铁芯段，所述转子内孔的内径包括位于第一铁芯段的第一内径和位于第二铁芯段的第二内径，所述磁体槽包括位于第一铁芯段中的第一磁体槽和位于第二铁芯段中的第二磁体槽，其中，所述第一内径大于所述第二内径，所述第一磁体槽的深度小于所述第二磁体槽的深度。本实用新型将电机转子的转子铁芯依照转子内径进行分段设计，各段的磁体槽采用不同的结构，可以提高电机铁芯的利用率，增加磁体的磁通有效面积，提高电机能效。本实用新型还涉及电机和压缩机。
【专利说明】
电机转子、具有其的电机和压缩机
技术领域
[0001]本实用新型涉及电机技术领域，具体涉及一种电机转子。本实用新型还涉及电机和压缩机。
【背景技术】
[0002]图1和图2示出了现有技术中常见的转子铁芯及电机转子的结构示意图。例如，转子铁芯100包括转子内孔1I和磁体槽102，电机的转子轴110装配于转子内孔1I中。特别是在压缩机的应用中，转子轴(例如同时也是压缩机的曲轴)上可能套设有法兰(例如气缸上法兰)111，为减少整机的高度尺寸，往往会在转子铁芯中设置沉孔，以容纳法兰111。现有技术中，对这一类电机转子而言，磁体槽102的深度尺寸(即沿转子径向方向的尺寸)是恒定不变的，即，每一条磁体槽都以恒定的深度尺寸贯穿转子铁芯100的轴向两端。
[0003]—方面，当转子内孔101为阶梯孔(例如存在沉孔)时，在电机的设计过程中为保证铁芯100的强度要求，需要保证转子内孔101与磁体槽102之间的最小实体尺寸(参见图3中的尺寸L)不小于确定值。这使得磁体槽的深度尺寸受限于转子内孔的最大孔径，从而使得磁体槽的深度尺寸较小，磁钢的磁通有效面积因此也较小，电机的能效较低。与此同时，在转子内孔的小孔径段，磁体槽与转子内孔之间的实体尺寸则明显大于该确定值，这实际上是对转子铁芯利用率的浪费。
[0004]另一方面，当电机的转子轴径较大时，为保证转子内孔与磁体槽之间的最小实体尺寸不小于确定值，同样会导致磁体槽的深度尺寸较小，磁钢的磁通有效面积因此也较小，电机的能效较低。
【实用新型内容】
[0005]鉴于现有技术的上述现状，本实用新型的主要目的在于提供一种电机转子，其能在保证转子铁芯强度的前提下增加磁体的磁通有效面积。
[0006]上述目的通过以下技术方案实现:
[0007]—种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯、安装于所述磁体槽中的磁体、以及与所述转子铁芯的转子内孔相配合的电机轴，其中，所述转子铁芯包括第一铁芯段和第二铁芯段，所述转子内孔的内径包括位于第一铁芯段的第一内径和位于第二铁芯段的第二内径，所述磁体槽包括位于第一铁芯段中的第一磁体槽和位于第二铁芯段中的第二磁体槽，其中，所述第一内径大于所述第二内径，所述第一磁体槽的深度小于所述第二磁体槽的深度。
[0008]优选地，所述转子铁芯还包括位于所述第一铁芯段外侧的第三铁芯段，所述转子内孔的内径还包括位于第三铁芯段的第三内径，所述磁体槽还包括位于第三铁芯段中的第三磁体槽，其中，所述第三内径大于所述第一内径，所述第三磁体槽的深度小于所述第一磁体槽的深度。
[0009]优选地，所述电机轴包括与所述转子内孔的至少一个内径相配合的轴段。
[0010]优选地，所述电机轴上套设有法兰，所述法兰容纳在所述转子内孔的内径最大的部分中。
[0011]优选地，所述磁体为整体式磁体，其包括阶梯结构，所述阶梯结构与所述磁体槽的不同深度部分相适应。
[0012]优选地，所述磁体包括长度不同的磁体块，各磁体块的长度与所述磁体槽的不同深度相适应。
[0013]优选地，所述转子铁芯的相邻铁芯段之间具有偏转角度。
[0014]优选地，所述转子铁芯的不同铁芯段中的磁体槽的形状相同或不同。
[0015]本实用新型的第二方面提供了一种电机，其包括前面所述的电机转子。
[0016]优选地，所述电机为磁阻电机或永磁同步电机。
[0017]本实用新型的第三方面提供了一种压缩机，其包括前面所述的电机转子。
[0018]优选地，所述电机轴为压缩机的曲轴。
[0019]本实用新型将电机转子的转子铁芯依照转子内径进行分段设计，例如分成两段或多段，各段的磁体槽采用不同的结构，从而可以在保证转子铁芯强度的前提下提高电机铁芯的利用率，增加磁体的磁通有效面积，提高电机能效。特别地，本实用新型的电机转子在有沉孔结构的情况下，既能有效保留转子沉孔，又能提高转子铁芯利用率。本实用新型的电机转子在分段设计的同时，可将转子进行分段斜极装配，从而在电机性能不下降的情况下使电机转矩脉动减小。
【附图说明】
[0020]以下将参照附图对根据本实用新型的电机转子、电机及压缩机的优选实施方式进行描述。图中:
[0021 ]图1为现有技术的转子铁芯的主视示意图；
[0022]图2为现有技术的电机转子的主视示意图；
[0023]图3-6示意地示出了本实用新型的一种示例性实施方式的转子铁芯，其中图3为第一转子冲片的结构示意图，图4为第二转子冲片的结构示意图，图5为转子铁芯的端面视图，图6为图5的左视不意图；
[0024]图7-10示意地示出了本实用新型的另一种示例性实施方式的转子铁芯，其中图7为第一转子冲片的结构示意图，图8为第二转子冲片的结构示意图，图9为转子铁芯的端面视图，图10为图9的左视不意图；
[0025]图11为本实用新型的一种示例性实施方式的电机转子的主视示意图；
[0026]图12为本实用新型的另一种示例性实施方式的电机转子的主视示意图；
[0027]图13为本实用新型的又另一种示例性实施方式的电机转子的主视示意图；
[0028]图14和图15为本实用新型的电机转子中的整体式磁体的外形示意图；
[0029]图16为本实用新型的电机转子的分段斜极设计示意图。
【具体实施方式】
[0030]基于现有技术的前述现状，本实用新型提供了一种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯、安装于所述磁体槽中的磁体、以及与所述转子铁芯的转子内孔相配合的电机轴。
[0031]典型地，转子铁芯可通过模具冲压的转子冲片(例如图3的第一转子冲片I)叠压而成，由扣点扣合，扣合后磁体槽内装入磁体(优选磁钢)，装配完成后与电机轴(或压缩机曲轴)进行热套。如图3所示，在转子设计中，需要保证磁体槽7底部到转子内孔的距离L(即实体部分的最小尺寸)，保证其在一定的尺寸以上，才能保证转子在高速运转过程中的可靠性以及在热套装配时的强度。因此，在磁体槽的设计过程中，由于受转子内孔内径尺寸的限制，磁体的尺寸会受到限制。如果转子内孔的内径变小，磁体槽的设计位置就会增加，从而可在设计方面增加磁体长度，以提升磁体的磁通有效面积。
[0032]参见图3-6及图7-10，其中示出了本实用新型的转子铁芯的两种示例性实现方案。本实用新型的转子铁芯包括第一铁芯段3和第二铁芯段4，相应地，所述转子内孔的内径包括位于第一铁芯段3的第一内径5和位于第二铁芯段4的第二内径6，所述磁体槽包括位于第一铁芯段3中的第一磁体槽7和位于第二铁芯段4中的第二磁体槽8，其中，所述第一内径5大于所述第二内径6，所述第一磁体槽7的深度小于所述第二磁体槽8的深度。其中，磁体槽的深度是指磁体槽沿转子径向方向的尺寸。
[0033]也即，对于存在阶梯孔的转子铁芯，通过将转子铁芯按转子内孔的内径进行分段，并使各段内的磁体槽具有不同的深度尺寸，从而可以在转子内孔的内径尺寸小的铁芯段中获得较大深度的磁体槽，进而可在该部分铁芯中使用长度较大的磁体(例如磁钢)，以增加一部分铁芯的磁体磁通有效面积。
[0034]S卩，由于第二磁体槽8的深度尺寸不再受限于第一内径5的尺寸，因而可以大于第一磁体槽7的深度尺寸。对应地，第二磁体槽8中的磁体(或磁体部分)的长度尺寸可以大于第一磁体槽7中的磁体(或磁体部分)的长度尺寸。
[0035]具体地，本实用新型的转子铁芯例如可由两种规格的转子冲片构成，S卩，图3或图7所示的第一转子冲片I，以及图4或图8所示的第二转子冲片2，各转子冲片均保证距离L在一定尺寸以上。其中，第一转子冲片I具有内径较大的内孔和深度尺寸较小的第一磁体槽7，多个第一转子冲片I叠压构成第一铁芯段3;第二转子冲片2具有内径较小的内孔和深度尺寸较大的第二磁体槽8，多个第二转子冲片2叠压构成第二铁芯段4。第一铁芯段3和第二铁芯段4叠压构成转子铁芯，叠压后，第一磁体槽和第二磁体槽的外端对齐。
[0036]优选地，所述转子铁芯还可以包括位于所述第一铁芯段3外侧(即第二铁芯段的相反侧)的第三铁芯段9(参见图13)，所述转子内孔的内径还包括位于第三铁芯段9的第三内径，所述磁体槽还包括位于第三铁芯段9中的第三磁体槽(未示出)，其中，所述第三内径大于所述第一内径，所述第三磁体槽的深度小于所述第一磁体槽的深度。
[0037]也即，转子铁芯可以包括三段，各段的内孔内径依次递减，对应地，各段中的磁体槽的深度尺寸可以依次递增，从而在保证铁芯强度的前提下获得尽可能大的磁体磁通有效面积。
[0038]类似地，转子铁芯可以包括四段、五段、……。
[0039]优选地，本实用新型的转子铁芯的不同铁芯段中的磁体槽的形状可以相同或不同。例如，转子铁芯中的磁体槽形状可以是V型、U型、一字型等，还可是双层磁体槽结构等。以图3和图4为例，第一铁芯段中的磁体槽可以采用角度较大、深度较浅的V型，第二铁芯段中的磁体槽可以采用角度较小、深度较深的V型结构。以图7和图8为例，第一铁芯段中的磁体槽可以采用深度较浅的U型结构，第二铁芯段中的磁体槽可以采用深度较深的V型结构，且两种结构的磁体槽的主要部分角度相同。
[0040]优选地，参见图11-13，本实用新型的电机转子中，电机轴10包括与所述转子内孔的至少一个内径相配合的轴段。例如，图11中，电机轴10包括与第一内径相配合的轴段，图12和13中，电机轴10包括与第一内径和第二内径分别配合的两个轴段。
[0041]本实用新型中，电机轴与转子内孔的配合情况可根据二者之间的连接强度情况进行确定。
[0042]例如，图11和图12中所示的情形为电机转子中没有沉孔的方案(S卩，电机轴上的法兰11不需要容纳在转子铁芯中)。现有技术中，此类转子铁芯的内孔为圆直孔，当电机轴的轴径较大时，可用于设置磁体槽的位置较少。因此，本实用新型中，将转子内孔设计成阶梯孔(即内部设计台阶)，电机轴则在保证强度的基础上根据该阶梯孔进行设计，例如，设计成图11所示的仅包括与第一内径相配合的一个轴段，对应于第二内径的部分悬空;或者设计成图12所示的阶梯轴，即包括与第一内径和第二内径分别配合的两个轴段，以获得高的强度。
[0043]优选地，如图13所示，所述电机轴10上套设有法兰11(例如，用于压缩机时，即为压缩机的气缸上法兰)，所述法兰11容纳在所述转子内孔的内径最大的部分中。
[0044]在压缩机的装配过程中，为使整机高度降低、同时使曲轴挠度降低，常规采用转子加沉孔的设计。即，在设计时，使转子铁芯的一部分的内径增加，大于气缸上法兰结构的外径，并在装配过程中使上法兰沉入转子铁芯的沉孔中。
[0045]由于沉孔的尺寸较大，现有技术中采用恒定深度的磁体槽时，同时又要保证转子铁芯的强度，则很难保证磁体的磁通有效面积，因而电机效能较低。为此，本实用新型中，将磁体槽的深度尺寸根据沉孔结构进行设计，使磁体槽的底部与转子内孔处处都满足一定的宽度要求，即，具有沉孔的铁芯段(第一铁芯段或第三铁芯段)采用较浅的磁体槽，例如角度较大、深度较浅的V型结构，具有非沉孔的铁芯段(对应地，第二铁芯段或第一和第二铁芯段)采用较深的磁体槽，例如角度较小、深度较深的V型结构。这样，便可以在装配结构不变的情况下，增加非沉孔位置的磁通有效面积，提升电机能效。
[0046]在有沉孔的情况下，沉孔的内径可以作为第一内径，则电机轴包括与第二内径相配合的轴段。
[0047]替代地，如图13所示，沉孔的内径也可以作为第三内径，则电机轴包括与第一内径相配合的轴段(第二内径部分悬空)，或者同时包括与第一内径和第二内径分别相配合的两个轴段(图示情形)。也即，在存在沉孔的情况下，通过将转子内孔的非沉孔部分也进行台阶设计，再将电机轴结合转子内孔进行相同的设计。从而，电机转子可根据不同的内径尺寸设计磁体结构，使各铁芯段的单位磁通量达到最大，进而最大限度的提升电机输出转矩，提升电机能效。
[0048]优选地，如图14和图15所示，本实用新型的电机转子中，所述磁体为整体式磁体，其包括阶梯结构，所述阶梯结构与所述磁体槽的不同深度部分相适应。其中，图14的整体式磁体例如用于包括两段的电机转子，图15的整体式磁极例如用于包括三段的电机转子。采用整体式磁体结构进行装配，可以节省生产时间。在这种情况下，可以将转子铁芯的各铁芯段组装到一起后再装入磁体。
[0049]替代地，所述磁体也可以包括长度不同的磁体块，各磁体块的长度与所述磁体槽的不同深度相适应。采用分块式磁体结构，使得磁体的形状简单，加工容易，特别是在装配时分段转子的结构不受限制，可以在不同的铁芯段中采用形状不同(例如角度不同)的磁体槽。在这种情况下，可以在转子铁芯的各铁芯段叠压完成后便装入相应的磁体，然后再将各铁芯段组装到一起。
[0050]现有技术中，部分电机为降低转矩脉动而采用多段斜极装配，可有效降低电机噪声，但同时也降低了磁体的磁通面积，降低了磁体利用率，导致电机能效下降。
[0051]对此，优选地，如图16所示，本实用新型的所述转子铁芯的相邻铁芯段之间可以具有偏转角度。也即，在将转子铁芯进行分段设计的基础上，可以将各段进行偏转，实现斜极装配，从而可在电机性能不下降的情况下使电机转矩脉动减小。当转子铁芯分两段时，即可以先装入磁钢再进行斜极装配，也可以先进行斜极装配再从两侧分别装入相应的磁钢；当铁芯分多段时，则只能先装入磁钢再进行斜极装配。例如，在将转子的各铁芯段进行分段斜极设计时，相邻转子铁芯段可偏斜一定的角度Θ;通过不同设计能效提升X%，磁体斜极角度360/p，转子铁芯分η段，P为极对数，因此每段斜极相对上一段的角度Θ应为不大于(360/p)*X%/n，这样便可以保证能效不下降的同时但转矩脉动下降。
[0052]本实用新型的第二方面提供了一种电机，其包括本实用新型前面所述的电机转子。
[0053]优选地，所述电机可以为不同类型的电机，例如，可以为磁阻电机或永磁同步电机。
[0054]本实用新型的第三方面提供了一种压缩机，其包括实用新型前面所述的电机转子。
[0055]优选地，所述电机轴为压缩机的曲轴。
[0056]本实用新型所述的电机转子的制造方法包括步骤:
[0057]提供不同规格的转子冲片，不同规格的转子冲片包括不同内径的内孔和不同深度的磁体槽，例如，第一转子冲片包括内径较大的内孔和深度较浅的磁体槽，第二转子冲片包括内径较小的内孔和深度较深的磁体槽；
[0058]将同一规格的转子冲片进行叠压，形成不同的铁芯段，例如，将预定数量的第一转子冲片进行叠压，形成第一铁芯段，将预定数量的第二转子冲片进行叠压，形成第二铁芯段；
[0059]向磁体槽中装入磁体；
[0060]将装有磁体的转子铁芯与电机轴进行热套装配。
[0061 ]优选地，所述磁体为整体式磁体，向磁体槽中装入磁体的步骤包括:先将不同的铁芯段组装到一起，再将所述整体式磁体装入磁体槽中；或者
[0062]所述磁体包括长度不同的磁体块，向磁体槽中装入磁体的步骤包括:先将不同长度的磁体块分别装入不同的铁芯段中，再将不同的铁芯段组装到一起。
[0063]本实用新型将电机转子的转子铁芯依照转子内径进行分段设计，例如分成两段或多段，各段的磁体槽采用不同的结构，可以提高电机铁芯的利用率，增加磁体的磁通有效面积，提高电机能效。例如，通过设计，电机磁通有效面积可增加10%。
[0064]本实用新型的电机转子在有沉孔结构的情况下，既能有效保留转子沉孔，又能提尚转子铁芯利用率。
[0065]本实用新型的电机转子在分段设计的同时，可将转子进行分段斜极装配，从而在电机性能不下降的情况下使电机转矩脉动减小。
[0066]本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各项措施可以自由地组合、叠加。
[0067]应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本实用新型的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本实用新型的权利要求范围内。
【主权项】
1.一种电机转子，其包括具有磁体槽的转子铁芯、安装于所述磁体槽中的磁体、以及与所述转子铁芯的转子内孔相配合的电机轴，其特征在于，所述转子铁芯包括第一铁芯段和第二铁芯段，所述转子内孔的内径包括位于第一铁芯段的第一内径和位于第二铁芯段的第二内径，所述磁体槽包括位于第一铁芯段中的第一磁体槽和位于第二铁芯段中的第二磁体槽，其中，所述第一内径大于所述第二内径，所述第一磁体槽的深度小于所述第二磁体槽的深度。2.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯还包括位于所述第一铁芯段外侧的第三铁芯段，所述转子内孔的内径还包括位于第三铁芯段的第三内径，所述磁体槽还包括位于第三铁芯段中的第三磁体槽，其中，所述第三内径大于所述第一内径，所述第三磁体槽的深度小于所述第一磁体槽的深度。3.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述电机轴包括与所述转子内孔的至少一个内径相配合的轴段。4.根据权利要求1所述的电机转子，其特征在于，所述电机轴上套设有法兰，所述法兰容纳在所述转子内孔的内径最大的部分中。5.根据权利要求1-4之一所述的电机转子，其特征在于，所述磁体为整体式磁体，其包括阶梯结构，所述阶梯结构与所述磁体槽的不同深度部分相适应。6.根据权利要求1-4之一所述的电机转子，其特征在于，所述磁体包括长度不同的磁体块，各磁体块的长度与所述磁体槽的不同深度相适应。7.根据权利要求1-4之一所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯的相邻铁芯段之间具有偏转角度。8.根据权利要求1-4之一所述的电机转子，其特征在于，所述转子铁芯的不同铁芯段中的磁体槽的形状相同或不同。9.一种电机，其特征在于，其包括根据权利要求1-8之一所述的电机转子。10.根据权利要求9所述的电机，其特征在于，所述电机为磁阻电机或永磁同步电机。11.一种压缩机，其特征在于，其包括根据权利要求1-8之一所述的电机转子。12.根据权利要求11所述的压缩机，其特征在于，所述电机轴为压缩机的曲轴。
【文档编号】H02K1/27GK205453335SQ201620123013
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月16日
【发明人】周博, 曾学英, 陈彬
【申请人】珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司