电动机的转子的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电动机的转子，其包括：转子铁芯；和多组永磁体，所述多组永磁体埋置于所述转子铁芯内，每一组永磁体包括沿所述转子铁芯的径向彼此间隔布置的多个永磁体层，所述多个永磁体层中的距所述转子铁芯的外圆周表面最近的永磁体层为铁氧体永磁体层，所述多个永磁体层中的其余永磁体层为稀土钕铁硼永磁体层。本实用新型的电动机的转子能在增加电动机的磁阻转矩的同时，也增大电动机的电磁转矩，从而提高电动机的效率，并且还不会导致电动机的成本增加，也不会导致电动机的噪音、振动恶化的问题。此外还能确保电动机运行的可靠性及在高频率下也能稳定地运转。
【专利说明】电动机的转子
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电动机【技术领域】，特别涉及一种电动机的转子。
【背景技术】
[0002]目前，在高导磁性材料制成的电动机的转子中，为提升电动机的输出转矩以及效率，一般具有多组埋置于转子铁芯内的永磁铁，每组永磁体包括沿径向布置的2个或3个永磁体层，该类转子具有充分利用磁阻转矩的特点，以提升电动机的输出转矩及其效率。
[0003]然而，在现有技术中，如图1所示的一种电动机的转子，虽然电动机磁阻转矩有所增加，而代表电磁转矩的Pn* Va*Iq，由于铁氧体材料中剩磁Br较低的固有特性，导致与电动机定子交链的磁通Va较低，电磁转矩也较低下，从而总转矩T增加不大，电动机的效率提升不理想，另外，铁氧体材料中矫顽力较低，电动机的退磁性能恶化，当电动机遭受异常工况时，电动机容易失效，其可靠性也就无法保证。
[0004]此外，在现有技术中，如图2所示的另一种电动机的转子，采用高成本的稀土材料，其剩磁Br也高，与电动机定子交链的磁通Ψ a较高，从而总的电磁转矩及电动机的效率也可达到理想的状态，但电动机的成本却大大增加，也会出现电动机的振动和噪音恶化的问题，另外，当电动机需要高频率运转的情况下，由于稀土材料的剩磁Br高，电动机的反电动势随转速的上升而成比例的相应增加，导致外界的电源无法将电流注入到电动机中，从而电动机也就无法在高频率下稳定运转。
[0005]综上所述，现有的电动机的转子要么会导致电动机的效率提升不够理想，可靠性低；要么会造成电动机的成本大大增加，出现电动机的振动和噪音恶化问题以及电动机无法在高频率下稳定运转的问题，因此，现有的电动机的转子需要进行改进。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。
[0007]为此，本实用新型的目的在于提出一种电动机的转子，能够提高电动机的效率的同时,还不会造成电动机的成本增加。
[0008]为达到上述目的，本实用新型提出的一种电动机的转子，包括:转子铁芯；和多组永磁体，所述多组永磁体埋置于所述转子铁芯内，每一组永磁体包括沿所述转子铁芯的径向彼此间隔布置的多个永磁体层，所述多个永磁体层中的距所述转子铁芯的外圆周表面最近的永磁体层为铁氧体永磁体层，所述多个永磁体层中的其余永磁体层为稀土钕铁硼永磁体层。
[0009]根据本实用新型提出的电动机的转子，能在增加电动机的磁阻转矩的同时，也增大电动机的电磁转矩，从而提高电动机的效率，并且还不会导致电动机的成本增加，也不会导致电动机的噪音、振动恶化的问题。此外还能确保电动机运行的可靠性及在高频率下也能稳定地运转。
[0010]优选地，所述每一组永磁体中的多个永磁体层沿所述转子铁芯的径向彼此等间隔布置。
[0011 ] 优选地，所述多组永磁体沿所述转子铁芯的周向均匀分布。
[0012]优选地，距所述转子铁芯的外圆周表面最近的永磁体层为圆弧形，且所述圆弧的圆心位于所述转子铁芯的外圆周表面上。
[0013]优选地，所述其余永磁体层中的每一个永磁体层分成彼此间隔开的多段。
[0014]其中，每一段具有矩形截面。
[0015]并且，所述其余永磁体层中的每一个永磁体层的段数相等，且每一个永磁体层的每一段的中心线通过距所述转子铁芯的外圆周表面最近的永磁体层的圆心。
[0016]此外，所述的电动机的转子还包括:多个永磁体放置孔，所述永磁体层分别对应地设置在所述永磁体放置孔中。
[0017]优选地，所述永磁体可以为四组。
[0018]另外，所述永磁体还可以为六组。
[0019]本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
[0021]图1为现有技术中一种电动机转子的端部侧视图；
[0022]图2为现有技术中另一种电动机转子的端部侧视图；
[0023]图3为电流相位改变时而电流值保持一定时电磁转矩、磁阻转矩和总转矩的关系示意图；
[0024]图4为根据本实用新型实施例的电动机的转子的端部侧视图；
[0025]图5为电动机的转子和定子组合后的端部侧视图；以及
[0026]图6为根据本实用新型另一个实施例的电动机的转子的端部侧视图。
[0027]附图标记:
[0028]1:电动机的转子；
[0029]2、2a:永磁体，其中，2a为在内侧的永磁体，2为在外侧的永磁体；
[0030]3:永磁体；
[0031]4a、4b、4c:永磁体放置孔；
[0032]5:转轴孔；
[0033]6:通气孔；
[0034]7:螺杆孔；
[0035]8、8a:永磁体，其中，8a为在内侧的永磁体，8为在外侧的永磁体；
[0036]9:永磁体；
[0037]11:电动机定子。
【具体实施方式】
[0038]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。
[0039]下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
[0040]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0041 ] 在描述根据本实用新型实施例提出的电动机的转子之前先来描述一下现有技术中的电动机的转子。
[0042]在现有技术中，如图1所示，有一种电动机转子包括多组埋置于转子中的永磁体2、2a，每组包含在内侧的永磁体2a和在外侧的另一永磁体2，且在内侧的永磁体2a和在外侧的另一永磁体2之间具有一定距离,各永磁体2、2a形成朝转子中心延伸的弧形,于是磁通易于在内侧和外侧的永磁体间的间隔通过，且增大了 q轴电感，从而除了电磁转矩外还产生了磁阻转矩，提高了具有该电动机转子的电动机的输出转矩及效率。
[0043]此外，如图2所示，另一种电动机转子包括多组埋置于转子中的永磁体8、8a，每组包含在内侧的永磁体8a和在外侧的另一永磁体8，且在内侧的永磁体8a和在外侧的另一永磁体8之间具有一定距离。
[0044]在具有以上描述的电动机转子的电动机中，可导致在各永磁体中心与转子中心相连的d轴方向的电感Ld和在从该d轴方向转90°电角度的q轴方向的电感Lq的不同。因此除永磁铁的电磁转矩外还产生了磁阻转矩，总的转矩T表示为:
[0045]T=PnX {Ψ&Χ Iq+ (Ld-Lq) XIdX Iq} (I)
[0046]式中Pn表示极对数，表示d轴磁通，Ld表示d轴电感，Lq表示q轴电感，Iq表示q轴电流，Id表示d轴电流。公式(I)表示在dq坐标变换后的电压等式，其中第一项为基本电磁转矩Pn* Va*Iq ;第二项为磁阻转矩Pn* (Ld-Lq) *Id*Iq。
[0047]其中，图3示出当电流相位改变时而电流值保持一定时电磁转矩、磁阻转矩和总转矩的关系。由图3可看出，在电流相位到达一定的值时，电动机输出的总转矩可达到最大。
[0048]然而，虽然具有如图1所示的电动机转子的电动机的磁阻转矩有所增加，而代表电磁转矩的Pn* Va*Iq,由于铁氧体材料中剩磁Br较低的固有特性,导致与电动机定子交链的磁通Va较低，电磁转矩也较低下，从而总转矩T增加不大，电动机的效率提升不理想，另外，铁氧体材料中矫顽力较低，电动机的退磁性能恶化，当电动机遭受异常工况时，电动机容易失效，其可靠性也就无法确保。
[0049]或者，如图2所示的另一种电动机转子，采用高成本的稀土材料，其剩磁Br也高，与电动机定子交链的磁通Va较高，从而使得具有该电动机转子的电动机的总的电磁转矩及电动机的效率也可达到理想的状态，但电动机的成本却大大增加，也会出现电动机的振动和噪音恶化的问题，另外，当电动机需要高频率运转的情况下，由于稀土材料的剩磁Br高，电动机的反电动势随转速的上升而成比例的相应增加，导致外界的电源无法将电流注入到电动机中，从而电动机也就无法在高频率下稳定运转。
[0050]本实用新型正是基于以上考虑而提出了一种电动机的转子，具有该电动机的转子的电动机能够在增加磁阻转矩的同时，也增大电动机的电磁转矩，从而提高电动机的效率，但却不会导致电动机的成本增加，也不会导致电动机的噪音、振动恶化的问题，且能确保电动机运行的可靠性以及在高频率下稳定地运转。
[0051]下面参照附图来描述根据本实用新型实施例提出的电动机的转子。
[0052]图4为根据本实用新型实施例的电动机的转子的端部侧视图。如图4所示，该电动机的转子包括转子铁芯100和多组永磁体3、3、9，其中多组永磁体3、3、9埋置于转子铁芯100内，每一组永磁体包括沿转子铁芯100的径向彼此间隔布置的多个永磁体层，多个永磁体层中的距转子铁芯100的外圆周表面最近的永磁体层为铁氧体永磁体层，多个永磁体层中的其余永磁体层为稀土钕铁硼永磁体层。
[0053]其中，转子铁芯100由钢片层叠制成，且整体为柱状。
[0054]具体而言，如图4所示，靠近转子外圆周表面的第一永磁体层中的永磁体由铁氧体制成，在第一永磁体层和转轴之间布置有第二永磁体层和第三永磁体层，第二永磁体层和第三永磁体层中的永磁体由稀土钕铁硼制成。
[0055]在本实用新型的实施例中，如图4所示，每一组永磁体中的多个永磁体层沿转子铁芯100的径向彼此等间隔布置。也就是说，每一组永磁体中沿转子铁芯100的径向布置的多个永磁体层之间具有一定的间隔，且间隔基本上相等。这样，磁通易于从各个永磁体层之间的间隔通过，且还可以增大q轴电感，从而除了永磁体本身产生的电磁转矩外还可以产生磁阻转矩。
[0056]根据本实用新型的一个实施例，如图4或图5所示，永磁体3、3、9为四组。其中，图5为电动机的转子I和定子11组合后的端部侧视图。
[0057]根据本实用新型的另一个实施例，如图6所示，永磁体3、3、9为六组。
[0058]在本实用新型的实施例中，如图4、图5或图6所示，多组永磁体沿转子铁芯100的周向均匀分布。不管永磁体是四组还是六组，都是沿转子铁芯100的圆周方向均匀分布的。
[0059]根据本实用新型的一个实施例，如图4、图5或图6所示，距转子铁芯100的外圆周表面最近的永磁体层即第一永磁体层为圆弧形，且圆弧的圆心可以大致位于转子铁芯100的外圆周表面上，优选地，圆弧的圆心位于转子铁芯100的外圆周表面上。
[0060]其中，其余永磁体层中的每一个永磁体层例如第二永磁体层和第三永磁体层分成彼此间隔开的多段。并且，每一段具有矩形截面，也就是说，第二永磁体层和第三永磁体层中的永磁体的形状为矩形，即第二永磁体层和第三永磁体层中的稀土钕铁硼的形状为矩形结构。[0061]根据本实用新型的一个实施例，如图4、图5或图6所示，其余永磁体层中的每一个永磁体层即第二永磁体层和第三永磁体层的段数相等，且每一个永磁体层的每一段的中心线通过距转子铁芯100的外圆周表面最近的永磁体层的圆心，或者，每一个永磁体层的每一段的中心线基本通过距转子铁芯100的外圆周表面最近的永磁体层的圆心。
[0062]根据本实用新型的一个实施例，如图4所示，上述的电动机的转子还包括:多个永磁体放置孔4a、4b、4c，永磁体层分别对应地设置在永磁体放置孔中。
[0063]此外，如图4所示，上述的电动机的转子还包括转轴孔5、通气孔6和螺杆孔7。
[0064]根据本实用新型实施例的电动机的转子，能在增加电动机的磁阻转矩的同时，也增大电动机的电磁转矩，从而提高电动机的效率，并且还不会导致电动机的成本增加，也不会导致电动机的噪音、振动恶化的问题。此外还能确保电动机运行的可靠性及在高频率下也能稳定地运转。
[0065]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0066]尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同限定。
【权利要求】
1.一种电动机的转子,其特征在于,包括: 转子铁芯；和 多组永磁体，所述多组永磁体埋置于所述转子铁芯内，每一组永磁体包括沿所述转子铁芯的径向彼此间隔布置的多个永磁体层，所述多个永磁体层中的距所述转子铁芯的外圆周表面最近的永磁体层为铁氧体永磁体层，所述多个永磁体层中的其余永磁体层为稀土钕铁硼永磁体层。
2.如权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，所述每一组永磁体中的多个永磁体层沿所述转子铁芯的径向彼此等间隔布置。
3.如权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，所述多组永磁体沿所述转子铁芯的周向均匀分布。
4.如权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，距所述转子铁芯的外圆周表面最近的永磁体层为圆弧形，且所述圆弧的圆心位于所述转子铁芯的外圆周表面上。
5.如权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，所述其余永磁体层中的每一个永磁体层分成彼此间隔开的多段。
6.如权利要求5所述的电动机的转子，其特征在于，每一段具有矩形截面。
7.如权利要求5所述的电动机的转子，其特征在于，所述其余永磁体层中的每一个永磁体层的段数相等，且每一个永磁体层的每一段的中心线通过距所述转子铁芯的外圆周表面最近的永磁体层的圆心。
8.如权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，还包括:多个永磁体放置孔，所述永磁体层分别对应地设置在所述永磁体放置孔中。
9.如权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，所述永磁体为四组。
10.如权利要求1所述的电动机的转子，其特征在于，所述永磁体为六组。
【文档编号】H02K1/27GK203504323SQ201320594174
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月25日 优先权日:2013年9月25日
【发明者】胡健华 申请人:广东美芝制冷设备有限公司