电机转子和永磁电机的制作方法

本实用新型属于电机技术领域，具体涉及一种电机转子和永磁电机。

背景技术：

永磁体切向磁化结构的电机由于具有“聚磁”效果，较永磁体径向磁化电机能够产生更高的气隙磁密，使得电机具有较大的转矩/电流比和转矩/体积比，越来越多地被应用于伺服系统、电力牵引、办公自动化、家用电器等场合。

现有技术的切向永磁电机由于转子永磁体为径向排布，永磁体一部分深埋在转子内侧，将外部磁场施加在转子上，对转子永磁体进行充磁时，永磁体内侧导磁通路使得充磁磁场很难进入转子靠近转轴的部分，永磁体靠近转轴的部分无法充磁达到饱和状态，容易导致电机性能下降，甚至永磁体失磁，电机无法运转。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种电机转子和永磁电机，能够有效提高隔磁效果，降低电机转子内侧漏磁，提升电机转子的充磁饱和度，提升电机性能。

为了解决上述问题，本实用新型提供一种电机转子，包括转子铁芯，转子铁芯上沿径向设置有永磁体槽，永磁体槽内设置有切向磁化的永磁体，相邻的两个永磁体具有相同的极性相对设置，永磁体槽的径向内侧设置有隔磁槽，隔磁槽与永磁体槽一一对应设置，隔磁槽包括第一隔磁槽和第二隔磁槽，第一隔磁槽和第二隔磁槽沿转子铁芯的周向交替设置，第一隔磁槽与第二隔磁槽之间形成折线形或曲线形的隔磁桥。

优选地，第一隔磁槽的周向两侧具有第一伸出部，第一伸出部朝向相邻的第二隔磁槽延伸，越过磁极中心线，并与相邻的第二隔磁槽之间形成隔磁桥。

优选地，第一伸出部沿着伸出的方向宽度递减。

优选地，第一隔磁槽的径向内侧边沿着远离转子铁芯的中心轴线的方向内凹。

优选地，第一隔磁槽的径向最小宽度为A，第一伸出部与永磁体的径向最大距离为D，永磁体的宽度为C，A/C的比值满足以下关系：

0.3≥A/C≥0.15；

D/A的比值满足以下关系：

2.4≥D/A≥1.8。

优选地，第一隔磁槽的侧壁具有向内伸出的凸块，凸块位于永磁体槽与第一隔磁槽的交界处。

优选地，第一伸出部的头部相对于第一伸出部的根部更靠近转子铁芯的中心轴线。

优选地，第二隔磁槽的周向两侧具有凹陷部，第一伸出部对应凹陷部设置，并与凹陷部配合形成隔磁桥。

优选地，第二隔磁槽的径向内侧边沿着远离转子铁芯的中心轴线的方向内凹。

优选地，第二隔磁槽的最小径向宽度为E，永磁体的宽度为C，E/C的比值满足以下关系：

0.35≥E/C≥0.2。

优选地，第二隔磁槽的径向内侧边与凹陷部之间形成第二伸出部，第二伸出部延伸至第一隔磁槽的径向内侧。

优选地，第二伸出部的宽度均匀，第二伸出部的宽度为F，第二隔磁槽的径向内侧边凹槽底部宽度为G，F/G的比值满足以下关系：

1.5≥F/G≥0.7。

优选地，第一伸出部的宽度均匀，第二伸出部的宽度均匀，第一伸出部和第二伸出部之间形成隔磁桥，隔磁桥的宽度为H，电机的气隙宽度为δ，H/δ的比值满足以下关系：

1.8≥H/δ≥0.8。

优选地，第一伸出部的宽度均匀，第二伸出部的宽度均匀，第一伸出部和第二伸出部之间形成隔磁桥，隔磁桥的宽度为H，第一伸出部的宽度为I，I/H的比值满足以下关系：

2.5≥I/H≥1.5。

优选地，第一伸出部的末端设置有朝第二隔磁槽凸出的凸起，凸起与第二隔磁槽之间形成隔磁桥，隔磁桥的宽度均匀。

优选地，转子铁芯的外周侧套设有不导磁的紧固护套。

优选地，第一隔磁槽和/或第二隔磁槽内设置有不导磁的加强杆。

优选地，加强杆的外表面与第一隔磁槽和/或第二隔磁槽的内表面相接触，或加强杆的形状与第一隔磁槽和/或第二隔磁槽的形状相匹配。

优选地，第一隔磁槽和/或第二隔磁槽内充注有不导磁材料。

优选地，每个永磁体槽内均设有永磁体，永磁体切向磁化，相邻的两个永磁体极性相斥设置

根据本实用新型的另一方面，提供了一种永磁电机，包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。

本实用新型提供的电机转子，包括转子铁芯，转子铁芯上沿径向设置有永磁体槽，永磁体槽内设置有切向磁化的永磁体，相邻的两个永磁体具有相同的极性相对设置，永磁体槽的径向内侧设置有隔磁槽，隔磁槽与永磁体槽一一对应设置，隔磁槽包括第一隔磁槽和第二隔磁槽，第一隔磁槽和第二隔磁槽沿转子铁芯的周向交替设置，第一隔磁槽与第二隔磁槽之间形成折线形或曲线形的隔磁桥。第一隔磁槽与第二隔磁槽之间形成折线形或曲线形的隔磁桥，切向电机在充磁时，永磁体槽底部两侧的转子铁芯构成导磁通路，磁力线从此导磁通路闭合，使得磁力线较难进入永磁体内侧底部位置，形成漏磁通Φσ，在永磁体内侧底部设置此种隔磁结构，可以增大永磁体槽底部通路的磁阻，减少充磁磁场在此处闭合的磁力线，减少漏磁通，促使磁力线进入磁钢底部，从而提高转子永磁体的充磁饱和度，同时可以减少靠近转子底部的永磁体端部漏磁，进而提高电机的空载磁链，提升电机的效率，提高电机的性能，同时永磁体充磁的越饱和，电机的退磁能力越强，同时电机转子的永磁体槽外侧为开口槽，进一步降低永磁体外侧的漏磁，提高气隙磁密，提高电机效率。由于隔磁桥直接由第一隔磁槽和第二隔磁槽所形成，减小了开孔数量，因此能够降低工艺加工成本，提高加工效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电机转子的尺寸结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的电机转子的尺寸结构示意图；

图3为本实用新型另一实施例的电机转子的尺寸结构示意图；

图4为本实用新型另一实施例的电机转子的结构示意图；

图5为本实用新型另一实施例的电机转子的结构示意图；

图6为本实用新型另一实施例的电机转子的尺寸结构示意图；

图7为本实用新型另一实施例的电机转子的结构示意图；

图8为本实用新型实施例的电机转子的磁路结构示意图；

图9为本实用新型另一实施例的电机转子的结构示意图；

图10为本实用新型另一实施例的电机转子的结构示意图；

图11为本实用新型另一实施例的电机转子的结构示意图。

附图标记表示为：

1、转子铁芯；2、永磁体槽；3、永磁体；4、第一隔磁槽；5、第二隔磁槽；6、隔磁桥；7、转轴孔；8、紧固护套；9、加强杆；10、开口；11、第一伸出部；12、第二伸出部；13、凸块；14、凸起。

具体实施方式

结合参见图1至11所示，根据本实用新型的实施例，电机转子包括转子铁芯1，转子铁芯1沿周向设置有永磁体槽2，永磁体槽2内设置有永磁体3，永磁体槽2的内侧设置有隔磁槽，隔磁槽与永磁体槽2一一对应设置，隔磁槽包括第一隔磁槽4和第二隔磁槽5，第一隔磁槽4和第二隔磁槽5沿转子铁芯1的周向交替设置，第一隔磁槽4与第二隔磁槽5之间形成折线形或曲线形的隔磁桥6。优选地，每个永磁体槽2内均设有永磁体3，永磁体3切向磁化，相邻的两个永磁体3极性相斥设置。

电机转子包括转子铁芯1，转子铁芯1上沿径向设置有永磁体槽2，永磁体槽2内设置有切向磁化的永磁体3，永磁体槽2的径向内侧设置有第一隔磁槽4和第二隔磁槽5，相邻的第一隔磁槽4和第二隔磁槽5之间形成折线形或曲线形的隔磁桥6。上述的永磁体3例如为磁钢。

在永磁体内侧底部设置此种曲廊形的隔磁结构，可以增大永磁体槽2底部通路的磁阻，减少充磁磁场在此处闭合的磁力线，促使磁力线进入永磁体底部，从而提高转子永磁体的充磁饱和度，同时可以减少靠近转子底部的永磁体端部漏磁，进而提高电机的空载磁链，提高电机的功率密度，提升电机的效率。

在本实施例中，永磁体3均沿周向方向匀分布在转子铁芯1上，永磁体3的数量为N个，其中N为大于等于4的偶数，每个永磁体3均是沿转子铁芯的径向放置，且永磁体3是沿切向磁化，相邻的两个永磁体3具有相同的极性相对设置。转子铁芯1内侧有转轴孔7，永磁体槽2靠近转轴孔7的径向内侧称为永磁体槽2的内侧，靠近转子外圆的径向外侧称为永磁体槽2的外侧，转子铁芯1为一体式结构，永磁体槽内侧与转轴孔7之间有一连接筋。

在永磁体槽2远离转轴孔7的径向外侧开设有开口10，该开口10从永磁体槽2沿径向向外贯穿转子铁芯1，能够进一步降低永磁体3径向外侧的漏磁，提高气隙磁密，提高电机效率。

第一隔磁槽4与第二隔磁槽5之间形成折线形或曲线形的隔磁桥6，切向电机在充磁时，永磁体槽2底部两侧的转子铁芯构成导磁通路，磁力线从此导磁通路闭合，使得磁力线较难进入永磁体内侧底部位置，形成漏磁通Φσ，在永磁体内侧底部设置此种隔磁结构，可以增大永磁体槽2底部通路的磁阻，减少充磁磁场在此处闭合的磁力线，促使磁力线进入磁钢底部，从而提高转子永磁体3的充磁饱和度，即使采用刚性轴也可以减少靠近转子内侧的永磁体端部漏磁，进而提高电机的磁链，提升电机的性能，同时电机转子的永磁体槽外侧为开口槽，进一步降低永磁体外侧的漏磁，提高气隙磁密，提高电机效率。

由于隔磁桥6直接由第一隔磁槽4和第二隔磁槽5所形成，减小了开孔数量，因此能够降低工艺加工成本，提高加工效率。

优选地，第一隔磁槽4关于其所在的永磁体中心线对称设置，第二隔磁槽5关于其所在的永磁体中心线对称设置。

第一隔磁槽4的周向两侧具有第一伸出部11，第一伸出部11朝向相邻的第二隔磁槽5延伸，越过磁极中心线，并与相邻的第二隔磁槽5之间形成隔磁桥6。两个第一伸出部11沿周向方向的最大宽度大于永磁体3沿周向方向的宽度，且两个第一伸出部11均延伸至相邻的永磁体槽2的径向内侧位置。第一隔磁槽4内为非导磁物质，增大宽度，增大第一隔磁槽4的面积，增大第一隔磁槽4的磁阻，提高永磁体3内侧的磁阻，使得充磁磁力线更多的进入永磁体内侧位置，提高永磁体3的充磁饱和度，提高电机空载磁链，提升电机效率。

优选地，第一伸出部11沿着伸出的方向宽度递减，在靠近第二隔磁槽5的一端形成尖端，并通过该尖端与第二隔磁槽5之间形成隔磁桥6。利用该尖端能够更加方便地与第二隔磁槽5之间形成折线形的隔磁桥6，从而加大隔磁桥6的长度，增加隔磁效果，减小从隔磁桥6闭合的漏磁路，同时也可以通过折线形的隔磁桥6加强隔磁桥6两侧的转子铁芯1之间的连接强度。

第一隔磁槽4的径向内侧边沿着远离转子铁芯1的中心轴线的方向内凹，能够在不影响隔磁桥6的隔磁效果的基础上，加大第一隔磁槽4与转轴孔7之间的连接筋的厚度，提高转子铁芯1的机械强度。

第一伸出部11的头部相对于第一伸出部11的根部更靠近转子铁芯1的中心轴线，能够减小转轴连接转子铁芯1的部分的导磁面积，增大内部磁路磁阻，提高内侧磁路的隔磁效果。

第一隔磁槽4的径向最小宽度为A，第一伸出部11与永磁体3的径向最大距离为D，永磁体3的宽度为C，A/C的比值满足以下关系：0.3≥A/C≥0.15；D/A的比值满足以下关系：2.4≥D/A≥1.8。通过限定上述关系，能够增大第一隔磁槽4沿转子直径方向的宽度，增大第一隔磁槽4的磁阻，提高永磁体的充磁饱和度，提高电机的空载磁链，提升电机的效率，第一伸出部11与永磁体3的距离D不能太宽，否则转子连接转轴的部分的厚度过窄，影响电机转子的机械强度，在电机运行时易导致铁芯断裂，电机出现扫膛。

优选地，第一隔磁槽4的侧壁具有向内伸出的凸块13，凸块13位于永磁体槽2与第一隔磁槽4的交界处，能够通过向内伸出的凸块13形成止挡结构，方便对第一隔磁槽4所对应的永磁体3进行固定。

第二隔磁槽5的周向两侧具有凹陷部，第一伸出部11对应凹陷部设置，并与凹陷部配合形成隔磁桥6。由于第二隔磁槽5从周向两侧向内凹陷，因此沿着从第二隔磁槽5的径向外侧边到凹陷位置的方向，第二隔磁槽5的宽度递减，也即从第二隔磁槽5与永磁体槽2连通的部位开始，直到凹陷位置，第二隔磁槽5的宽度始终是小于永磁体槽2的宽度，也小于永磁体3的宽度，因此可以通过第二隔磁槽5的凹陷对永磁体3进行固定，防止永磁体3在电机运行时窜动影响电机效率。

第二隔磁槽5的径向内侧边沿着远离转子铁芯1的中心轴线的方向内凹，能够在不影响隔磁桥6的隔磁效果的基础上，加大第二隔磁槽5与转轴孔7之间的连接筋的厚度，提高转子铁芯1的机械强度。

第二隔磁槽5的最小径向宽度为E，永磁体3的宽度为C，E/C的比值满足以下关系：0.35≥E/C≥0.2，能够增大第二隔磁槽5的磁阻，同时减小连接部的导磁面积，增大连接部处的磁阻，增大内部磁路的磁阻，提高内侧磁路的隔磁效果，使得充磁磁场从转子连接筋处通过的磁通减少，提高永磁体的充磁饱和度，避免永磁体未充磁饱和导致的易退磁问题，提高电机的抗退磁能力。

第二隔磁槽5的径向内侧边与凹陷部之间形成第二伸出部12，第二伸出部12延伸至第一隔磁槽4的径向内侧，可以增大第二隔磁槽5的面积，增大第二隔磁槽5的磁阻，增大充磁磁场进入永磁体内侧的磁力线，减小内部磁路漏磁，提高永磁体的充磁饱和度，提高电机空载磁链，提高电机效率，保证电机可靠运行。

优选地，第二伸出部12的宽度均匀，第二伸出部12的宽度为F，第二隔磁槽5的径向内侧边凹槽底部宽度为G，F/G的比值满足以下关系：1.5≥F/G≥0.7，可以增大第二伸出部12的面积，增大第二伸出部12的磁阻，进一步提高永磁体内侧磁路的磁阻，提高充磁磁场进入永磁体内侧的磁力线，减小漏磁，提高永磁体充磁饱和度，同时简化了隔磁结构，简化了加工工艺，降低了加工成本，降低电机总成本。

第一伸出部11的宽度均匀，第二伸出部12的宽度均匀，第一伸出部11和第二伸出部12之间形成隔磁桥6，隔磁桥6的宽度为H，电机的气隙宽度为δ，H/δ的比值满足以下关系：1.8≥H/δ≥0.8。隔磁桥过窄，隔磁桥充当转轴带动转子旋转的连接部，连接筋越窄，转子结构的机械强度越弱，隔磁桥6的材料为硅钢片，为导磁物质，所以隔磁桥又不能太宽，否则不能起到隔磁效果。当采用上述结构关系时，此时永磁体的充磁饱和度最高，电机的空载磁链最高，电机效率最高，提高电机出力，提高电机输出功率。

第一伸出部11的宽度均匀，第二伸出部12的宽度均匀，第一伸出部11和第二伸出部12之间形成隔磁桥6，隔磁桥6的宽度为H，第一伸出部11的宽度为I，I/H的比值满足以下关系：2.5≥I/H≥1.5。第一伸出部11的宽度I对充磁效果影响较大，因为永磁体主要是内侧中间位置较难充饱和，故宽度I不能过窄，但宽度I又不能过宽，过宽减小连接部的厚度，降低转子结构的机械强度，降低转子结构的抱紧力。

第一伸出部11的末端设置有朝第二隔磁槽5凸出的凸起14，凸起14与第二隔磁槽5之间形成隔磁桥6，隔磁桥6的宽度均匀，能够减小隔磁桥6的厚度，减小隔磁桥6的面积，增大隔磁桥6的磁阻，提高永磁体内侧磁路的总磁阻，提升永磁体的充磁效果，提高电机的充磁饱和度，提升电机效率，避免永磁体未充磁饱和导致的易退磁问题，提高电机的抗退磁能力。

第一隔磁槽4的径向内侧边可以为V形或梯形，第二隔磁槽5的径向内侧边也可以为V形或梯形。

第一伸出部11为三角形时，第二伸出部12可以为四边形，也可以为三角形；第一伸出部11为四边形时，第二伸出部12可以为四边形，也可以为三角形。

上述的第一隔磁槽4、第一伸出部11、第二隔磁槽5以及第二伸出部12的结构可以相互组合，从而形成各种不同实施例的电机转子。

转子铁芯1的外周侧套设有不导磁的紧固护套8。紧固护套8为套筒结构，本身不导磁，能够进一步加固电机转子结构，提高电机转子的结构强度，提高电机转子的运行频率范围，提高运行可靠性，拓宽切向电机的应用场合。

第一隔磁槽4和/或第二隔磁槽5内设置有不导磁的加强杆9，加强杆9不导磁，加强杆9置于转子内侧的部分其表面与和/或第二隔磁槽5相接触或者与两者形状相匹配，加强杆9置于转子外侧的部分可做成圆形或其他形状，加强杆9置于转子外侧的部分与转子挡板相连接，一方面加强杆9在保证永磁体3的充磁饱和度的情况下可以增大永磁体3表面被固定的接触面积，减小运行中的局部压力，可以更好的固定永磁体3，防止运行过程中永磁体3碎裂的风险，另一方面加强杆9与转子铁芯1的挡板相接，与挡板配合进一步提高电机转子的结构强度。

第一隔磁槽4和/或第二隔磁槽5内充注有不导磁材料。第一隔磁槽4和/或第二隔磁槽5内可以完全充注不导磁材料作为加强件，也可以在装入加强杆9之后充注不导磁材料，从而通过充注的不导磁材料对加强杆9在第一隔磁槽4和/或第二隔磁槽5内的安装形成固定。

永磁体槽2可以为矩形，也可以为梯形。

根据本实用新型的实施例，永磁电机包括电机转子，该电机转子为上述的电机转子。

本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。