本发明涉及电机制造技术领域，尤其是涉及一种用于自起动永磁同步电机的转子铁芯、具有所述转子铁芯的用于自起动永磁同步电机的转子以及具有所述转子的自起动永磁同步电机。
背景技术：
目前，自起动永磁同步电机多数采用鼠笼结构，利用鼠笼绕组实现电机的起动，然而，鼠笼绕组和磁钢都是均匀分布在转子铁芯上，导致气隙谐波不易减小，影响电机的起动性能，电机的振动和噪音较大。
技术实现要素：
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于自起动永磁同步电机的转子铁芯，所述用于自起动永磁同步电机的转子铁芯具有气隙谐波小、起动性能好、振动和噪音小的优点。
本发明还提出一种具有所述用于自起动永磁同步电机的转子铁芯的用于自起动永磁同步电机的转子。
本发明还提出一种具有所述用于自起动永磁同步电机的转子的自起动永磁同步电机。
根据本发明第一方面实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯，所述转子铁芯上设有转轴孔和沿所述转子铁芯的周向间隔设置的多个永磁体槽，所述转子铁芯的外周面上设有沿所述转子铁芯的周向间隔设置的多个鼠笼槽，所述多个永磁体槽在所述转子铁芯的径向上位于所述转轴孔和所述多个鼠笼槽之间，所述鼠笼槽的数量为所述永磁体槽的数量的整数倍。
根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯，通过将鼠笼槽的数量设计为永磁体槽的数量的整数倍，可以削弱气隙谐波，从而起动性能好，振动和噪音小。
另外，根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯还具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一些实施例，多个所述永磁体槽沿所述转子铁芯的周向等间距设置，多个所述鼠笼槽沿所述转子铁芯的周向非等间距设置。
根据本发明的一些实施例，所述多个鼠笼槽包括多个正对鼠笼槽和多个非正对鼠笼槽，所述正对鼠笼槽的数量与所述永磁体槽的数量一致，多个所述正对鼠笼槽与多个所述永磁体槽在所述转子铁芯的径向上分别一一相对，多个所述非正对鼠笼槽在所述转子铁芯的周向上分别位于相邻所述正对鼠笼槽之间。
进一步地，在所述转子铁芯的横截面内，所述正对鼠笼槽的中心轴线穿过所述转子铁芯的圆心以使所述正对鼠笼槽沿所述转子铁芯的径向延伸，所述非正对鼠笼槽的中心轴线避开所述转子铁芯的圆心以使所述非正对鼠笼槽相对于所述转子铁芯的径向倾斜。
有利地，所述非正对鼠笼槽相对于所述转子铁芯的径向的倾斜角度不大于25°。
在本发明的一些实施例中，在所述转子铁芯的横截面内，所述鼠笼槽的数量为N，以一个鼠笼槽为基点，其余所述鼠笼槽从所述基点沿所述转子铁芯的周向依次标记槽号M，其余所述鼠笼槽中每一个与所述基点的圆心角α满足：其中K1＜0.1，K2为所述永磁体槽的数量。
根据本发明的一些实施例，所述转子铁芯由多个转子冲片叠压而成。
优选地，所述转子冲片为硅钢片。
根据本发明的一些实施例，所述永磁体槽包括：直形部，所述直形部在所述转子铁芯的横截面内沿所述转子铁芯的径向延伸；弧形部，所述弧形部在所述转子铁芯的横截面内沿所述转子铁芯的周向延伸，所述弧形部与所述直形部的邻近所述转轴孔的一侧相连，所述弧形部的朝向所述直形部的侧壁上设有与所述直形部在所述转子铁芯的径向上相对的凸起。
根据本发明第二方面实施例的用于自起动永磁同步电机的转子，包括：转子铁芯，所述转子铁芯为根据本发明第一方面实施例所述的转子铁芯；转轴，所述转轴装配在所述转轴孔内；永磁体，所述永磁体装配在所述永磁体槽内；鼠笼绕组，所述鼠笼绕组装配在所述鼠笼槽内。
根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子，利用如上所述的转子铁芯，气隙谐波小，从而起动性能好，振动和噪音小。
根据本发明的一些实施例，所述永磁体为磁钢，所述鼠笼绕组为铝制件。
根据本发明第三方面实施例的自起动永磁同步电机，包括根据本发明第二方面实施例所述的用于自起动永磁同步电机的转子。
根据本发明实施例的自起动永磁同步电机，利用如上所述的用于自起动永磁同步电机的转子，起动性能优良，运行时的振动和噪音小。
本发明的附加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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1是根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯的结构示意图。
附图标记：
用于自起动永磁同步电机的转子铁芯10，
转子冲片100，转轴孔110，永磁体槽120，直形部121，弧形部122，凸起123，鼠笼槽130，正对鼠笼槽131，非正对鼠笼槽132。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
下面参考图1描述根据本发明第一方面实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯10，该用于自起动永磁同步电机的转子铁芯10具有气隙谐波小、起动性能好、振动和噪音小的优点。
如图1所示，根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯10，转子铁芯10上设有转轴孔110和多个永磁体槽120，多个永磁体槽120沿转子铁芯10的周向间隔设置，转子铁芯10的外周面上设有多个鼠笼槽130，多个鼠笼槽130沿转子铁芯10的周向间隔设置，多个永磁体槽120在转子铁芯10的径向上位于转轴孔110和多个鼠笼槽130之间，其中，鼠笼槽130的数量为永磁体槽120的数量的整数倍，例如，鼠笼槽130的数量为30，永磁体槽120的数量为6。
根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯10，通过将鼠笼槽130的数量设计为永磁体槽120的数量的整数倍，可以削弱气隙谐波，从而起动性能好，振动和噪音小。
根据本发明的一些实施例，如图1所示，多个永磁体槽120沿转子铁芯10的周向等间距设置，多个鼠笼槽130沿转子铁芯10的周向非等间距设置，从而可以进一步减小气隙谐波。
举例而言，在转子铁芯10的横截面内，鼠笼槽130的数量为N，以一个鼠笼槽130为基点，其余鼠笼槽130从该基点沿转子铁芯10的周向依次标记槽号M，其余鼠笼槽130中的每一个鼠笼槽130与基点的圆心角α满足：其中K1＜0.1，K2为永磁体槽120的数量。
在本发明的一些实施例中，如图1所示，多个鼠笼槽130包括多个正对鼠笼槽131和多个非正对鼠笼槽132，正对鼠笼槽131的数量与永磁体槽120的数量一致，多个正对鼠笼槽131与多个永磁体槽120在转子铁芯10的径向上分别一一相对，多个非正对鼠笼槽132在转子铁芯10的周向上分别位于相邻正对鼠笼槽131之间。由此，电机的起动性能更好，振动和噪音更小。
进一步地，如图1所示，在转子铁芯10的横截面内，正对鼠笼槽131的中心轴线穿过转子铁芯10的圆心，以使正对鼠笼槽131沿转子铁芯10的径向延伸，非正对鼠笼槽132的中心轴线避开转子铁芯10的圆心，以使非正对鼠笼槽132相对于转子铁芯10的径向倾斜，从而可以削弱气隙谐波。
有利地，如图1所示，非正对鼠笼槽132相对于转子铁芯10的径向的倾斜角度β不大于25°，即，β≤25°，从而保证良好的起动性能，较小的振动和噪音。
根据本发明的一些实施例，如图1所示，转子铁芯10由多个转子冲片100叠压而成，从而利于减小转子铁芯10的涡流损耗。优选地，转子冲片100可以为硅钢片，从而矫顽力和铁芯损耗小。
根据本发明的一些实施例，如图1所示，永磁体槽120包括直形部121和弧形部122。直形部121在转子铁芯10的横截面内沿转子铁芯10的径向延伸，永磁体装配在直形部121内。例如，在转子铁芯10的横截面内直形部121为矩形。弧形部122在转子铁芯10的横截面内沿转子铁芯10的周向延伸，弧形部122与直形部121的邻近转轴孔110的一侧(即，直形部121的内侧)相连，弧形部122的朝向直形部121的侧壁(即，弧形部122的内侧壁)上设有凸起123，凸起123与直形部121在转子铁芯10的径向上相对。由此，凸起123可以限制永磁体在转子铁芯10的径向上的位置，提高永磁体的稳定性；弧形部122可以形成隔磁桥，从而减少漏磁。
下面参考附图详细描述根据本发明的一个具体实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯10，值得理解的是，下述描述只是示例性说明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯10，转子铁芯10由多个转子冲片100叠压而成，转子冲片100为硅钢片。
具体而言，转子冲片100上设有转轴孔110、6个永磁体槽120和30个鼠笼槽130。6个永磁体槽120沿转子冲片100的周向等间距设置，30个鼠笼槽130沿转子冲片100的周向非等间距设置，6个永磁体槽120在转子冲片100的径向上位于转轴孔110和30个鼠笼槽130之间。
每个永磁体槽120包括直形部121和弧形部122。直形部121沿转子冲片100的径向延伸。弧形部122沿转子冲片100的周向延伸，弧形部122与直形部121的内侧相连，弧形部122的内侧壁上设有凸起123，凸起123与直形部121在转子冲片100的径向上相对。
每个鼠笼槽130进一步贯通转子冲片100的外周沿。其中，30个鼠笼槽130包括6个正对鼠笼槽131和24个非正对鼠笼槽132，6个正对鼠笼槽131与6个永磁体槽120在转子冲片100的径向上分别一一相对，在转子冲片100的周向上相邻正对鼠笼槽131之间设有4个非正对鼠笼槽132。
正对鼠笼槽131的中心轴线穿过转子冲片100的圆心，以使正对鼠笼槽131沿转子冲片100的径向延伸，非正对鼠笼槽132的中心轴线避开转子冲片100的圆心，以使非正对鼠笼槽132相对于转子冲片100的径向倾斜，非正对鼠笼槽132相对于转子铁芯10的径向的倾斜角度β不大于25°，且在转子冲片100的周向上分别位于正对鼠笼槽131两侧的两个非正对鼠笼槽132均朝向该正对鼠笼槽131倾斜。
鼠笼槽130的数量为N，以一个鼠笼槽130为基点，其余鼠笼槽130从该基点沿转子冲片100的周向依次标记槽号M，其余鼠笼槽130中的每一个鼠笼槽130与基点的圆心角α满足：其中K1＜0.1，K2为永磁体槽120的数量。根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯10，当K1＝0.05、K2＝6时，永磁体槽120和鼠笼槽130的分布位置如下：
根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子铁芯10，通过将鼠笼槽130的数量设计为永磁体槽120的数量的整数倍，使永磁体槽120均匀分布且鼠笼槽130非均匀分布，且使正对鼠笼槽131沿转子冲片100的径向延伸，非正对鼠笼槽132相对于转子冲片100的径向倾斜，由此，可以削弱气隙谐波，从而起动性能好，振动和噪音小。
根据本发明第二方面实施例的用于自起动永磁同步电机的转子，包括转子铁芯、转轴、永磁体和鼠笼绕组。
具体而言，所述转子铁芯为根据本发明第一方面实施例所述的转子铁芯10。转轴装配在转轴孔110内。永磁体装配在永磁体槽120内。鼠笼绕组装配在鼠笼槽130内。优选地，永磁体可以为磁钢，从而永磁体的机械强度高；鼠笼绕组可以为铝制件，从而成本低廉。
根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子，利用如上所述的转子铁芯10，气隙谐波小，从而起动性能好，振动和噪音小。
根据本发明实施例的用于自起动永磁同步电机的转子的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
根据本发明第三方面实施例的自起动永磁同步电机，包括根据本发明第二方面实施例所述的用于自起动永磁同步电机的转子。
根据本发明实施例的自起动永磁同步电机，利用如上所述的用于自起动永磁同步电机的转子，起动性能优良，运行时的振动和噪音小。
根据本发明实施例的自起动永磁同步电机的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”、“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发明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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。