一种用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构及其电机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及直流无刷电机部件技术领域，具体涉及一种用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构及其电机。
【背景技术】
[0002]切向式永磁直流无刷电机由于其具有“聚磁”效果，因此，比径向式电机转子结构产生更高的气隙磁密，而且，切向式永磁直流无刷电机的独特凸极效应比，能够产生较大的磁阻扭矩，使得电机具有较大的转矩/电流比、转矩/体积比和弱磁扩速特性，所以得到了广泛的研究与应用。
[0003]目前，切向式永磁直流无刷电机内的转子结构普遍存在较多的局限性，具体如下，
(1)漏磁系数较大，尤其是靠近转轴的内侧，造成电机性能不佳，过载能力低；(2)结构复杂，转子、铁芯更改为拼块式结构，难以一次成型，并在转子内侧设置隔磁环，装配复杂、工艺成本及材料成本较高、机械强度低，难以用于大功率高速电机。
【发明内容】
[0004]本发明所解决的技术问题是现有的向式永磁直流无刷电机内的转子结构存在的漏磁系数较大，过载能力低，结构及装配复杂的问题。本发明的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构及其电机，结构简单紧凑，漏磁系数小，机械强度高，便于生产，制造成本低，具有较高的抗退磁能力和高过载能力，并增加径向永磁体，使得电机转子永磁体具有较高的工作点，具有更大的转矩/电流比、转矩/体积比和电机效率特性，具有良好的应用前景。
[0005]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是:
一种用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:包括转子铁芯、切向永磁体和转轴，所述转子铁芯沿圆周径向等间隔分布有偶数个切向永磁体槽，相邻的切向永磁体槽内设有极性相对的切向永磁体，所述切向永磁体槽与近气隙侧连接或断开，保持转子铁芯中心对称，所述切向永磁体槽的近转轴侧与位于其两侧的隔磁槽相连通，所述隔磁槽的近气隙侧与对应的切向永磁体槽的中心线呈角度α向外延伸，且相邻的隔磁槽之间形成径向分布的隔磁桥。
[0006]前述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:所述角度α的范围为:π/5ρ彡α彡π/2，ρ为转子极对数。
[0007]前述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:所述隔磁槽的横截面形状为平板形状或弧形形状，且隔磁槽的最小宽度W大于3倍最小气隙宽度S。
[0008]前述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:所述隔磁桥的截面形状为平板形状或沿径向向气隙侧逐渐缩小形状，且隔磁桥的最小宽度L的范围为0.3mm < L < 3mm。
[0009]前述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:所述切向永磁体槽的近气隙侧与位于其两侧的空气槽相连通，所述空气槽的近气隙侧与对应的切向永磁体槽的中心线呈角度β向内延伸，且与相邻空气槽的夹角为γ。
[0010]前述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:所述角度β的范围为3?/5ρ彡β彡π/ρ，所述夹角γ的范围为Ji/2p彡γ彡4 π/5ρ，ρ为转子极对数。
[0011]前述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:所述空气槽的截面形状为平板形状或沿延伸方向逐渐缩小形状，且空气槽的最小宽度W2大于最小气隙宽度S。
[0012]前述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:相邻的两个切向永磁体之间均设有径向永磁体，各径向永磁体近气隙侧的极性与相邻切向永磁体一侧的侧极性相同，所述径向永磁体设置在径向方向上单层或两层结构的径向永磁体槽内。
[0013]前述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:所述径向永磁体槽与相邻切向永磁体槽的最小距离为W1，其范围为0.3mm ^ W1 ^ 3mm。
[0014]前述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，其特征在于:所述径向永磁体在中心径向方向上的厚度为hl，最末端的厚度为h2，且hi多h2 ;所述切向永磁体与径向永磁体的磁能积不一致。
[0015]一种切向式永磁直流无刷电机，包括定子，其特征在于:还包括上述的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构。
[0016]本发明的有益效果是:本发明的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构及其电机，结构简单紧凑，漏磁系数小，机械强度高，便于生产，制造成本低，具有较高的抗退磁能力和高过载能力，在保持切向式转子结构较大凸极比情况下，并增加径向永磁体，使得电机转子永磁体具有较高的工作点，具有更大的转矩/电流比、转矩/体积比和电机效率特性，具有良好的应用前景。
【附图说明】
[0017]图1是本发明的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构的第一实施例结构示意图。
[0018]图2是本发明的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构的第二实施例结构示意图。
[0019]图3是本发明的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构的第三实施例结构示意图。
[0020]图4是本发明第三实施例的径向永磁体槽与相邻切向永磁体槽的最小距示意图。
[0021]图5是本发明的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构的第四实施例结构示意图。
[0022]图6是采用本发明转子机构形成的切向式永磁直流无刷电机的结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
[0024]本发明的用于切向式永磁直流无刷电机的转子结构，如图1所示的第一实施例，包括转子铁芯1、切向永磁体2和转轴3，所述转子铁芯1沿圆周径向等间隔分布有偶数个切向永磁体槽21，相邻的切向永磁体槽21内设有极性相对的切向永磁体2，形成一个转子磁极N或S，所述切向永磁体槽21与近气隙侧连接或断开，可以使用间隔连接和断开结构形式交错进行，保持转子铁芯1中心对称，所述切向永磁体槽21的近转轴侧与位于其两侧的隔磁槽4相连通，所述隔磁槽4的近气隙侧与对应的切向永磁体槽21的中心线5呈角度α向外延伸，且相邻的隔磁槽4之间形成径向分布的隔磁桥6。
[0025]所述角度α的范围为π/5ρ彡α彡π/2，ρ为转子极对数。
[0026]如图1所示的第一实施例，所述隔磁槽4的横截面形状为平板形状或弧形形状，且隔磁槽4的最小宽度W大于3倍最小气隙宽度S。
[0027]所述隔磁桥6的截面形状为平板形状或沿径向向气隙侧逐渐缩小形状，且隔磁桥6的最小宽度L的范围为0.3mm ^ L ^ 3mm，达到更好的隔磁效果。
[0028]如图2所示，本发明的第二实施例，切向永磁体槽21的近气隙侧与位于其两侧的空气槽7相连通，所述空气槽7的近气隙侧与对应的切向永磁体槽21的中心线5呈角度β向内延伸，且与相邻空气槽的夹角为γ，所述角度β的范围为3?/5ρ< β < it/ρ，所述夹角γ的范围为Ji/2p< γ <