专利名称：一种电动机转子及包括该电动机转子的电动机和压缩机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电动机转子，以及包括该电动机转子的电动机和压缩机。
背景技术：
铁氧体磁铁是一种广泛应用的低成本磁铁。相对于钕铁硼磁铁来说，铁氧体磁铁本身的剩磁和矫顽力较低，因此通常在永磁电机转子的设计中需要使用的体积较大。但是在目前电机小型化、高功率密度化的趋势下，铁氧体磁铁使用体积较大的要求往往无法满足电机转子的有限空间。目前，通常能够满足转子有限空间的铁氧体磁铁设计，转子空间利用率较低，如图1 (a)、图1(b)以及图1(c)所示，其在电机气隙中建立的磁场有时无法满足电机的要求，例如电机性能、抗退磁性等。限于现有的加工技术，长方形和弧形磁体生产技术成熟，已经大量应用，但是这些简单的规则形状在利用转子空间上具有不可避免的局限性。某些现有其他技术的磁体并不易实现，实用性较低，不能满足实际工业大规模电机生产和使用需要。如图1(d)所示，该磁体由两个长方形磁体和一个横截面为梯形的梯形磁体组成。虽然该磁体的转子空间利用率较高，但其中梯形磁体的形状较为复杂，生产技术还不成熟，加工成本较高，且成品率低。现有技术中公开了一种U形磁铁，但并未公开有关其结构和尺寸的其他技术特征，如图1 (e)所示。
实用新型内容本实用新型提供了一种电动机转子，以解决上述存在的不易于大批量生产的问题。一方面，本实用新型提供一种电动机转子，包括铁芯以及设置在上述铁芯内部的多个永磁体，上述永磁体具有弧形横截面，上述弧形横截面包括两个长方形直臂以及两端分别接于两个所述长方形直臂的弧形底部；上述永磁体为一组三段式结构的永磁体，由两个横截面为上述长方形直臂的长方磁体以及一个横截面为上述弧形底部的瓦片状磁体组成；上述永磁体是一体式结构；上述弧形横截面的宽度大于或等于上述弧形横截面的高度的2倍；上述永磁体是径向充磁，上述永磁体的内表面和外表面的磁极相反；相邻的两个上述永磁体的磁极分布为相反；上述弧形横截面的弧形底部呈轴对称；上述永磁体沿上述铁芯的外圆周均匀分布，上述弧形横截面的弧形底部朝向上述铁芯外圆周凹进。本实用新型提供的电动机转子，铁芯内部嵌入多个永磁体，上述永磁体具有弧形横截面，使得永磁体提高转子空间的利用率，在电机气隙中建立的磁场可满足电机性能的要求。现有技术中，长方体或者弧形体磁体(其横截面为弧形，也称瓦片状磁体)生产技术成熟，适用于工业大规模生产。上述永磁体的生产易实现，成本降低。上述三段式结构的永磁体，其各部分的磁体均适用于工业大规模加工和生产，在满足电机性能的同时节约成本。上述一体式结构的永磁体，其弧形横截面的宽度大于或等于上述弧形横截面的高度的2倍，在加工上述永磁体时不易碎，提高成品率。上述永磁体的充磁方向为径向充磁方向，充磁后上述永磁体的表面磁密均匀,满足电机性能要求且较平行充磁易实现。另一方面，本实用新型还提供了一种永磁电动机，包括上述任一的电动机转子；其中，上述铁芯的周向方向上设置有安装槽以容纳上述永磁体，上述安装槽的形状和数量与上述永磁体一致。再一方面，本实用新型还提供了 一种压缩机，包括上述任一的电动机转子。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:图1(a)是现有技术的一种电动机转子的剖面图；图1(b)是现有技术的一种电动机转子的剖面图；图1(c)是现有技术的一种电动机转子的剖面图；图1(d)是现有技术的一种电动机转子的剖面图；图1(e)是现有技术的一种电动机转子的剖面图；图2是本实用新型第一实施例提供的电动机转子的剖面图；图3是本实用新型第一实施例提供的电动机转子的永磁体的剖面图；图4是本实用新型第一实施例提供的电动机转子的永磁体磁感线方向示意图；图5是本实用新型第二实施例提供的电动机转子的剖面图；图6是本实用新型第二实施例提供的电动机转子的永磁体的剖面图；图7是本实用新型第一实施例提供的电动机转子的永磁体磁感线方向示意图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。下面对优选实施方式的描述仅仅是示范性的，而绝不是对本发明及其应用或用法的限制。实施例一图2是所述电动机转子2横截面的示意图。电动机转子2包括铁芯210以及设置在所述铁芯210内部的多个永磁体220，所述永磁体220为一组三段式结构的永磁体。所述铁芯210上沿所述铁芯210的周向方向上设置有六组安装槽230。每组安装槽230大致呈弧形，由两个长方形安装槽231、233以及一个弧形安装槽232三部分组成。六组所述永磁体220分别对应地嵌入在每组安装槽230中。所述电动机转子2以所述铁芯210的轴心240为圆心沿其圆周方向均匀分布了六组永磁体220。图3是所述永磁体220横截面的示意图。每一组的所述永磁体220为三段式结构，分别由两个长方磁体221、223和一个瓦片状磁体222组成。所述长方磁体221、223的横截面及纵剖面均呈长方形；所述瓦片状磁体222的纵剖面呈长方形，其横截面呈弧形。其中，所述的弧形为轴对称图形，包括外弧和内弧，所述外弧与所述内弧的曲率半径差是恒定的或者由对称轴向两边逐渐减小。所述永磁体220的横截面大致呈弧形，所述弧形横截面包括长方形部分及弧形部分，两个所述长方磁体221、223的横截面分别构成了所述弧形横截面的长方形部分，所述瓦片状磁体222的横截面构成了所述弧形横截面的弧形部分。所述瓦片状磁体222的两端分别与两个所述长方磁体221、223相接。如图2所示，所述永磁体220沿所述铁芯210的外圆周均匀分布，所述弧形横截面的弧形部分，即所述瓦片状磁体222，其朝向所述铁芯210的外圆周凹进。由于现有的加工技术有限，铁氧体在大批量工业生产中只能使用长方体或者弧形体。本实用新型第一实施例提供的电动机转子2，所述永磁体220由两块长方磁体221、223和一块瓦片状磁体222 (即弧形体)组成，有利于大批量工业加工，降低生产成本。该技术领域的技术人员应该理解，各部分磁体的尺寸可根据需要适当调整。每组所述永磁体220为径向充磁，充磁后其磁感线的大致方向如图4所示。所述永磁体220包括由线A分为内弧部分224和外弧部分225。所述内弧部分224的磁极为S极，所述外弧部分225的磁极与所述内弧部分224的磁极相反，为N极。与所述永磁体220相邻的一组为永磁体220-1,所述永磁体220-1的磁极分布与所述永磁体220相反，即其内弧部分224-1磁极为N，外弧部分225-1磁极为S。以此类推，相邻两组所述永磁体的磁极分布是相反的。即磁极分布如所述永磁体220的永磁体，与即磁极分布如所述永磁体220-1的永磁体，沿所述铁芯210外圆周呈交替分布。径向充磁比较容易实现，在电机气隙中建立的磁场可满足电机性能的要求。总体地，所述永磁体的弧形横截面使得永磁体提高转子空间的利用率，在电机气隙中建立的磁场可满足电机性能的要求；所述永磁体为三段式结构，各部分都可应用于工业上大批量生产，所述弧形横截面的宽度大于或等于所述弧形横截面的高度的2倍，使所述永磁体在烧结后不易开裂，提高成品率。实施例二图5是所述电动机转子5横截面的示意图。电动机转子5包括铁芯510以及设置在所述铁芯510内部的多个永磁体520，所述永磁体520为一体式结构的永磁体。所述铁芯510上沿所述铁芯510的周向方向上设置有六个安装槽530。每个安装槽530大致呈弧形。六个所述永磁体520分别对应地嵌入在每个安装槽530中。所述电动机转子5以所述铁芯510的轴心540为圆心沿其圆周方向均匀分布了六个永磁体520。图6是所述永磁体520横截面的不意图。每个所述永磁体520为一体式结构。所述永磁体520的横截面大致呈弧形，所述弧形横截面包括两个长方形部分521、523及一个弧形部分522。其中，所述的弧形为轴对称图形，包括外弧和内弧，所述外弧与所述内弧的曲率半径差是恒定的或者由对称轴向两边逐渐减小。所述弧形横截面的两个所述长方形部分521、523分别与所述弧形部分522的两端相连接。如图5所示，所述永磁体520沿所述铁芯510的外圆周均匀分布，所述弧形横截面的弧形部分522，其朝向所述铁芯510的外圆周凹进。由于现有的加工技术有限，铁氧体在大批量工业生产中只能使用长方体(横截面为长方形)或者弧形体(横截面为弧形)。本实用新型第二实施例提供的电动机转子5，所述永磁体520分别由横截面为的所述长方形部分521、523以及横截面为弧形的所述弧形部分522组成，有利于大批量工业加工，降低生产成本。目前永磁体主要是采用粉末冶金压制而成，需经过熔炼、粉碎、加磁场压制、高温烧结和热处理等。尤其在高温烧结的过程中，若永磁体的尺寸不合适，其在烧结后常易开裂。经过发明人大量的实验和总结，假设所述永磁体520的高度为H，其宽度为W，则两者满足:2H〈W。符合该尺寸范围的永磁体，由于各部位的磁场强度较为均匀，其相应的取向度相差较小，因此相差较小的收缩率减小了磁体烧结后产生的应力，磁体不易开裂，成品率大大提闻。每组所述永磁体520为径向充磁，充磁后其磁感线的大致方向如图7所示。所述永磁体520包括由线B分为内弧部分524和外弧部分525。所述内弧部分524的磁极为S极，所述外弧部分525的磁极与所述内弧部分524的磁极相反，为N极。与所述永磁体520相邻的一组为永磁体520-1,所述永磁体520-1的磁极分布与所述永磁体520相反，即其内弧部分524-1磁极为N，外弧部分525-1磁极为S。以此类推，相邻两组所述永磁体的磁极分布是相反的。即磁极分布如所述永磁体520的永磁体，与即磁极分布如所述永磁体520-1的永磁体，沿所述铁芯510外圆周呈交替分布。径向充磁比较容易实现，在电机气隙中建立的磁场可满足电机性能的要求。总体地，所述永磁体的弧形横截面使得永磁体提高转子空间的利用率，在电机气隙中建立的磁场可满足电机性能的要求；所述永磁体为一体式结构，由长方形部分和弧形部分组成，可应用于工业上大批量生产，所述弧形横截面的宽度大于或等于所述弧形横截面的高度的2倍，使所述永磁体在烧结后不易开裂，提高成品率。本实用新型还提供了一种电动机和压缩机，均包括前述的电动机转子。电动机为压缩机提供原动力，带动压缩机构运转，实现对介质的压缩，是压缩机的重要部件之一。电动机主要包括用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组以及可旋转的转子。转子切割定子旋转磁场并产生感应电动势及电流，并形成电磁转矩而使电动机旋转。通过所述电动机转子增大了所述电动机中的气隙磁通密度，均提高了所述电动机和所述压缩机的工作效率；同时可用于工业上大批量生产，降低所述电动机和压缩机的成产成本。本实用新型提供的所述永磁体的数量(六组)仅起示例性作用。本技术领域的技术人员应该理解，所述永磁体的数量可根据需要为任意的双数组。本实用新型提供的示例性实施例以使本公开更加完整，并向本领域技术人员全面传达其保护范围。阐述许多细节，比如特定部件、装置和方法的例子，以提供对本公开的全面的实施例的理解。对本领域技术人员来说很明显的，不必提供细节，示例性实施例可以许多不同形式实施，且不应该解释为限制本公开的范围。在某些示例性实施例中，众所周知的过程、众所周知的装置结构和众所周知的技术不作详细说明。尽管在此可以使用术语第一、第二、第三等等以描述各种元件、部件或部分，但这些元件、部件或部分不应被这些术语限制；这些术语可仅用于区别一个元件、部件或部分。当在此使用术语如“第一”、“第二”及其他数值术语时，其并不包含顺序或次序，除非上下文中明确指出。因此，在不脱离示例性实施例的说明的情况下，以下所述第一元件、部件、部分可以解释为术语第一元件、部件、部分。尽管在此已详细描述本实用新型的各种实施方式，但是应该理解本实用新型并不局限于这里详细描述和示出的具体实施方式
，在不偏离本实用新型的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。所有这些变型和变体都落入本实用新型的范围内。而且，所有在此描述的构件都可以由其他技术性上等同的构件来代替。
权利要求1.一种电动机转子，包括铁芯以及嵌入在所述铁芯内部的多个永磁体，所述永磁体具有弧形横截面，其特征在于，所述弧形横截面包括两个长方形直臂以及两端分别接于两个所述长方形直臂的弧形底部。
2.根据权利要求1所述的电动机转子，其特征在于，所述永磁体为一组三段式结构的永磁体，由两个横截面为所述长方形直臂的长方磁体以及一个横截面为所述弧形底部的瓦片状磁体组成。
3.根据权利要求1所述的电动机转子，其特征在于，所述永磁体是一体式结构。
4.根据权利要求3所述的电动机转子，其特征在于，所述弧形横截面的宽度大于或等于所述弧形横截面的高度的2倍。
5.根据权利要求1-4任一所述的电动机转子，其特征在于，所述永磁体是径向充磁，所述永磁体的内表面和外表面的磁极相反。
6.根据权利要求5所述的电动机转子，其特征在于，相邻的两个所述永磁体的磁极分布为相反。
7.根据权利要求1-4任一所述的电动机转子，其特征在于，所述弧形横截面的弧形底部呈轴对称。
8.根据权利要求1-4任一所述的电动机转子，其特征在于，所述永磁体沿所述铁芯的外圆周均匀分布，所述弧形横截面的弧形底部朝向所述铁芯外圆周凹进。
9.一种永磁电动机,其特征在于,包括权利要求1-8任一所述的电动机转子；其中，所述铁芯的周向方向上设置有安装槽以容纳所述永磁体，所述安装槽的形状和数量与所述永磁体一致。
10.一种压缩机，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的电动机转子。
专利摘要本实用新型提供了一种电动机转子及包括该电动机转子的电动机和压缩机，该电动机转子包括铁芯以及嵌入在该铁芯内部的多个永磁体，永磁体具有弧形横截面，其中，该弧形横截面包括两个长方形直臂以及两端分别接于两个长方形直臂的弧形底部。该电动机转子在满足电动机性能的同时，适用于工业大规模加工和生产，降低生产成本。
文档编号H02K1/27GK202978479SQ20122057737
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月5日 优先权日2012年11月5日
发明者曹平山, 李欣, 李鑫, 庄艳 申请人:艾默生环境优化技术(苏州)有限公司