电机及电机转子组件的制作方法

本发明涉及驱动领域，尤其涉及一种电机组件电机转子组件和使用该种电机组件电机转子组件的电机。

背景技术：

一种传统的双转子无刷电机的转子包括内磁体以及对应设置在内磁体外围的外磁体，每个内磁体与对应的一个外磁体形成一对同性磁极，该种设计的电机有很强的电磁谐波噪音。现有技术中，往往通过增加内磁体与外磁体的个数来降低该种噪音，但该种手段的改善效果有限。

技术实现要素：

本发明的特征和优点在下文的描述中部分地陈述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实践本发明而学习。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供一种电机转子组件，包括安装在一起的内环体与外环体；所述内环体包括内圆筒、安装到内圆筒外壁的若干第一磁体；所述外环体包括外圆筒、安装到外圆筒内壁的若干第二磁体，所述外圆筒环绕在所述内圆筒外侧使所述第一磁体与第二磁体相对；其特征在于，每一所述第一磁体在所述外圆筒的径向投影与对应一个所述第二磁体存在部分重叠且不完全重叠。

作为本发明的一种改进方案，所述第一磁体、第二磁体的数量都为2n，n为自然数；每一所述第一磁体在所述内环体的外周形成一个第一磁极；每一所述第二磁体在所述外环体的内周形成一个第二磁极；每一所述第一磁极与所述第二磁极中的对应同性磁极径向相对且沿周向错开。

作为本发明的一种改进方案，每一所述第一磁体与对应的所述第二磁体沿周向错开θ弧度，其中，0<θ<2π/2n。

作为本发明的一种改进方案，所述第一磁体、第二磁体的数量都为n，n为自然数；每一所述第一磁体在所述内环体的外周形成极性相反的两个第一磁极，每一所述第二磁体在所述外环体的内周形成极性相反的两个第二磁极；每一所述第一磁极与所述第二磁极中的对应同性磁极至少部分地径向相对。

作为本发明的一种改进方案，沿第一圆周方向，每一所述第一磁体在所述内环体的外周形成的两个第一磁极分别为n极与s极，每一所述第二磁体在所述外环体的内周形成的两个第二磁极分别为n极与s极，每一所述第一磁体与对应的所述第二磁体沿周向错开θ弧度，其中，0<θ<2π/2n。

作为本发明的一种改进方案，相邻两个所述第一磁体之间的缝隙的径向投影全部落到相应的一个所述第二磁体上。

作为本发明的一种改进方案，沿第一圆周方向，每一所述第一磁体在所述内环体的外周形成的两个第一磁极分别为n极与s极，每一所述第二磁体在所述外环体的内周形成的两个第二磁极分别为s极与n极。

作为本发明的一种改进方案，所述第一磁极与第二磁极中对应的同性磁极沿周向错开θ弧度，其中，0≤θ<2π/2n。

作为本发明的一种改进方案，所述第一磁体、第二磁体的数量分别为n和2n，n自然数；每一所述第一磁体在所述内环体的外周形成极性相反的 两个第一磁极，每一所述第二磁体在所述外环体的内周形成一个第二磁极；每一所述第一磁极与所述第二磁极中的对应的同性磁极至少部分地径向相对。

作为本发明的一种改进方案，所述第一磁体、第二磁体的数量分别为2n和n，n自然数；每一所述第一磁体在所述内环体的外周形成一个第一磁极，每一所述第二磁体在所述外环体的内周形成极性相反的两个第二磁极；每一所述第一磁极中与所述第二磁极中的对应同性磁极至少部分地径向相对。

作为本发明的一种改进方案，每一所述第一磁极与第二磁极中对应的同性磁极沿周向错开θ弧度，其中，0≤θ<2π/2n。

根据本发明的另一方面，还提供一种电机，包括定子和可相对定子旋转的转子，其特征在于，所述转子包括上述任一项所述电机转子组件，所述定子包括定子磁芯以及绕制到所述定子磁芯的定子绕组，所述定子磁芯及定子绕组位于所述电机转子组件的内环体与外环体之间，所述定子磁芯包括环状的轭部，所述定子绕组绕制到所述轭部。

作为本发明的一种改进方案，所述内圆筒的底部与外圆筒的底部贴靠在一起，所述转子还包括转轴，所述转轴垂直地穿过所述内圆筒的底部的第一通孔、外圆筒的底部的第二通孔；所述第一通孔边缘具有远离所述外圆筒底部的环状的第一延伸部，所述第一延伸部固定到所述转轴。

作为本发明的一种改进方案，所述第二通孔边缘具有远离所述内圆筒底部的环状的第二延伸部，所述第二延伸部固定到所述转轴。

本发明提供一种电机转子组件和使用该种电机转子组件的电机，使每一所述第一磁体在所述外圆筒的径向投影与对应一个所述第二磁体存在部分重叠且不完全重叠，从而有效降低电磁谐波噪音。

通过阅读说明书，本领域普通技术人员将更好地了解这些技术方案的特征和内容。

附图说明

下面通过参考附图并结合实例具体地描述本发明，本发明的优点和实现方式将会更加明显，其中附图所示内容仅用于对本发明的解释说明，而不构成对本发明的任何意义上的限制，在附图中：

图1是本发明第一实施例提供的电机的示意图；

图2是图1所示电机的纵剖示意图；

图3为图1所示电机的转子结构示意图。

图4为本发明第二实施例的电机转子结构示意图。

图5为本发明第三实施例的电机转子结构示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，在本发明一个实施例中，电机100包括定子30以及可转动地安装到定子30的转子。该转子包括转轴28以及固定安装到转轴28的电机转子组件50。电机转子组件50包括内环体10与外环体20；其中，内环体10包括一端开口的内圆筒11以及安装到内圆筒11外壁的若干第一磁体12；外环体20包括一端开口的外圆筒21以及安装带外圆筒21内壁的若干第二磁体22。本实施例中，内圆筒11与外圆筒21的底部贴靠在一起，且内圆筒11与外圆筒21的开口端朝向相同。替换地，内圆筒11与外圆筒21可以一体成型，或者共用同一个底部。本实施例中，内圆筒11的底部中心设有第一通孔13，第一通孔13边缘具有远离外圆筒21底部的环状的第一延伸部14；外圆筒21的底部中心设有第二通孔23，第二通孔 23边缘具有远离内圆筒11底部的环状的第二延伸部24。转轴28穿过上述第一通孔13、第二通孔23并与第一延伸部14、第二延伸部24固定。优选地，转轴28穿过第一通孔13、第二通孔23并通过轴衬29固定到第一延伸部14、第二延伸部24。

定子30包括可转动地支撑转轴28的支撑座31、固定到支撑座31并环绕转轴28的定子磁芯32、绕制到定子磁芯32的定子绕组33。定子磁芯32及其定子绕组33位于电机转子组件50的内环体10与外环体20之间。本实施例中，支撑座31具有筒状的毂部34，该毂部34两端分别安装有两个轴承35，用于滚动支撑转轴28，使转轴28及电机转子组件50能够相对于定子转动。本实施例中，电机为无槽电机，定子磁芯32为环形筒状结构，包括环状的轭部，未设径向延伸的齿，绕组33绕在环状的轭部上，同一匝线圈内半部分与外半部分的电流方向33a相反(请见图2和图3)。

可以理解地，上述转轴28也可以做成非转动轴，即轴28固定安装至定子的毂部34，转子的内环体10和外环体20可通过轴承可动地安装至轴28。

请参照图3，本实施例中，第一磁体12的数量为10，每个第一磁体12由永磁材料制成且沿径向充磁从而分别在磁体的径向外侧、径向外侧形成极性相反的磁极，例如图3所示的第一磁体12b、12c。因为我们关注的是第一磁体12在内环体10外周形成的磁极(下文简称为第一磁极)，因此，第一磁体12d只标注了其径向外侧的磁极，没有标注径向内侧的磁极。本实施例中，该10个第一磁极12在内环体10的外周形成10个第一磁极，该10个第一磁极中n极与s极交替。如果使用2n表示第一磁极的数量，则本实施例中，第一磁体12的数量也是2n。

类似地，第二磁体22的数量也为10，每个第二磁体22由永磁材料制成且沿径向充磁从而分别在磁体的径向外侧、径向外侧形成极性相反的磁 极，例如图3所示的第一磁体22b、22c。因为我们关注的是第二磁体22在外环体20内周形成的磁极(下文简称为第二磁极)，因此，第二磁体22d只标注了其径向内侧的磁极，没有标注径向外侧的磁极。本实施例中，该10个第二磁极22在外环体20的内周形成10个第二磁极，该10个第二磁极中n极与s极交替。如果使用2n表示第二磁极的数量，则本实施例中，第二磁体22的数量也是2n。

每个第一磁极与第二磁极中的同性磁极至少部分地径向相对。该种情况下，绕组33通电时，同一匝线圈内半部分与外半部分的电流方向33a相反，从而促使内环体10、外环体20收到方向相同的电磁力。

如第一磁体12a与第二磁体22a所示，第一磁体12a在外圆筒21的径向投影与对应一个第二磁体22a存在部分重叠且不完全重叠，其中，第一磁体12a在外圆筒21的径向投影为第一磁体12a的两个边界径向线l11与l12之间的区域。本实施例中，第一磁体12、第二磁体22的数量都为2n，n为自然数；第一磁体12a与对应的第二磁体22a沿周向错开θ弧度，其中，0<θ<2π/2n，2n为第一磁体12或第二磁体22的个数；以图3为例，第一磁体与第二磁体均为10个，因此，n的取值为5；所以，第一磁体12a的一边界径向线l11与对应的第二磁体22a边界径向线l21沿周向错开的弧度θ大于0而小于π/5。本实施例中，第一磁体12a与对应的第二磁体22a沿周向错开的角度，实际上等于每个第一磁极与第二磁极中对应的同性磁极的沿周向错开的角度。

优选地，每一第一磁极与每一第二磁极所跨的周向弧度相同。

请参照图4，本实施例中，第一磁体12的数量为5，每一第一磁体12沿径向充磁并在其径向外侧、径向内侧分别形成两个磁极。由于我们关注的是第一磁极12在内环体10外周面形成的磁极，因此，图4中只标出了 每一第一磁体12的径向外侧的两个磁极，该两个磁极极性相反。为便于描述，下文把第一磁极12在内环体10外周形成的磁极称为第一磁极，第一磁极的总数量为10。

类似地，第二磁体22的数量为5，每个第二磁体22在外环体20的内周形成的极性相反的两个第二磁极，第二磁极的总数量为10。如果用2n表示第一磁极的总数量，第一磁体12、第二磁体22的数量都是n，第一磁极和第二磁极的数量都是2n。

本实施例中，沿第一圆周方向例如顺时针方向，每一第一磁体12形成的两个第一磁极分别为n极与s极，每一第二磁体22形成的两个第二磁极分别为n极与s极。并且，每个第一磁极与第二磁极中的对应同性磁极至少部分地径向相对。

如第一磁体12a与第二磁体22a所示，第一磁体12a在外圆筒21的径向投影与对应一个第二磁体22a存在部分重叠且不完全重叠，其中，第一磁体12a在外圆筒21的径向投影为第一磁体12a的两个边界径向线l11与l12之间的区域。本实施例中，第一磁体12、第二磁体22的数量都为n，n为自然数；第一磁体12a与对应的第二磁体22a沿周向错开θ弧度，其中，0<θ<2π/2n，n为第一磁体或第二磁体的个数；以图4为例，第一磁体与第二磁体均为5个，因此，n的取值为5；所以，第一磁体12a的一边界径向线l11与对应的第二磁体22a边界径向线l21沿周向错开的弧度θ大于0而小于π/5。本实施例中，第一磁体12a与对应的第二磁体22a沿周向错开的角度，实际上等于每个第一磁极与第二磁极中对应的同性磁极的沿周向错开的角度。

请参照图5，图5所示方案与图4所示方案的主要区别在于，沿第一圆周方向例如顺时针方向，每个第一磁极12形成的两个第一磁极分别为s极 与n极，每个第二磁体22形成的两个第二磁极分别为n极与s极。即，第一磁体12所形成的第一磁极、第二磁体22所形成的第二磁极的n极、s极排列顺序相反。但是，第一磁极与第二磁极中对应的同性磁极依然至少部分地径向相对，因此，相邻两个第一磁体12之间的缝隙18的径向投影全部落到相应的一个第二磁体22上，相邻两个第二磁体22之间的缝隙28的径向投影全部落到相应的一个第一磁体12上。

如第一磁体12a与第二磁体22a所示，第一磁体12a在外圆筒21的径向投影与对应一个第二磁体22a存在部分重叠且不完全重叠，其中，第一磁体12a在外圆筒21的径向投影为第一磁体12a的两个边界径向线l11与l12之间的区域。本实施例中，第一磁体12、第二磁体22的数量都为n，n为自然数；第一磁体12a的周向边界与对应的第二磁体22a的周向中心(该区域位于第二磁体22a的n极与s极分界处，属于中性区域)沿周向错开θ弧度，其中，0≤θ<2π/2n，n为第一磁体或第二磁体的个数；以图5为例，第一磁体与第二磁体均为5个，因此，n的取值为5；所以，第一磁体12a的一边界径向线l12与对应的第二磁体22a的周向中心的径向线l21沿周向错开的弧度θ大于等于0而小于π/5。可以理解地，该错开角度也等于第一磁极与第二磁极中对应的同性磁极沿周向错开的角度。

在本发明的另一实施例中，第一磁体12、第二磁体22的数量分别为n和2n，n自然数；每一第一磁体12在内环体10的外周形成极性相反的两个第一磁极，每一第二磁体22在外环体20的内周形成一个第二磁极；且第一磁极中的n极与第二磁极中的对应n极至少部分地径向相对，第一磁极中的s极与第二磁极中的s极至少部分地径向相对。第一磁极与第二磁极中对应的同性磁极沿周向错开θ弧度，其中，0≤θ<2π/2n。

在本发明的又一实施例中，第一磁体12、第二磁体22的数量分别为 2n和n，n自然数；每一第一磁体12在内环体10的外周形成极性相反的两个第一磁极，每一第二磁体22在外环体20的内周形成一个第二磁极；且第一磁极中的n极与第二磁极中的对应n极至少部分地径向相对，第一磁极中的s极与第二磁极中的s极至少部分地径向相对。第一磁极与第二磁极中对应的同性磁极沿周向错开θ弧度，其中，0≤θ<2π/2n。

本发明提供一种电机转子组件和使用该种电机转子组件的电机，每一第一磁体在内环体外周的第一磁极与每一第二磁体在外环体的内周形成的第二磁极中的同性磁极沿周向错开一定的弧度以达到降低噪音的目的。本发明提供的电机转子组件和使用该种电机转子组件的电机创新采用磁体的设置位置改善电磁谐波噪音，从而在不增加成本的前提下得到具有较低电磁谐波噪音的电机。

以上参照附图说明了本发明的优选实施例，本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质，可以有多种变型方案实现本发明。举例而言，作为一个实施例的部分示出或描述的特征可用于另一实施例以得到又一实施例。以上仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。