一种永磁同步电机转子结构以及永磁同步电机的制作方法

本实用新型涉及永磁同步电机技术领域，特别涉及一种永磁同步电机转子结构以及永磁同步电机。

背景技术：

永磁同步电机，对外输出转矩分为两部分——基本转矩和磁阻转矩，永磁体性能会极大影响基本转矩的大小，而电机的凸极率会影响磁阻转矩的大小。

现有技术是将永磁体直接固定到转子铁芯表面，或采用无铁芯转子结构，将永磁体固定到转子支架上，将永磁体直接固定到转子铁芯表面或采用无铁芯转子结构时，电机的直轴电感近似等于交轴电感，基本不会产生磁阻转矩，因此会增加永磁体的用量或采用价格高昂的永磁体材料，导致产品成本上升。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的第一个目的在于提供一种永磁同步电机转子结构，以提高电机的凸极率，增大磁阻转矩。

本实用新型的第二个目的在于提供一种基于上述永磁同步电机转子结构的永磁同步电机。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种永磁同步电机转子结构，包括：

转子支架，所述转子支架周向上均布有多个安装槽；

转子铁芯，所述转子铁芯上开设有永磁体槽以及连接于所述永磁体槽槽端的隔磁空气槽，所述永磁体槽内嵌装有永磁体，所述转子铁芯与所述安装槽相适配，所述转子支架上相邻两个所述安装槽内的转子铁芯的磁场方向相反，所述转子铁芯与所述转子支架均由导磁性材料制成；

用于将所述转子铁芯定位于所述安装槽内的定位机构。

优选地，所述转子铁芯由多个导磁片层叠构成，各个所述导磁片上均开设有所述永磁体槽以及所述隔磁空气槽，各个所述永磁体槽中均嵌装有永磁体。

优选地，所述导磁片上开设有多个所述永磁体槽，每个所述永磁体槽的槽端均设置有所述隔磁空气槽。

优选地，所述安装槽为沿所述转子支架径向开设的多层阶梯槽，所述多层阶梯槽的每一层均与至少一个所述导磁片适配。

优选地，所述多层阶梯槽沿所述转子支架的厚度方向贯穿所述转子支架。

优选地，所述定位机构包括设置于所述转子铁芯上的限位件以及设置于所述安装槽内壁上的配合件，所述限位件与所述配合件配合以从所述转子支架的径向与轴向中的一个方向上对所述转子铁芯进行限位。

优选地，所述限位件与所述配合件中的一个为限位凸台，另一个为限位凹槽。

优选地，所述定位机构还包括定位环，所述定位环与所述转子支架配合以从所述转子支架的径向与轴向中的另一个方向上对所述转子铁芯进行限位。

优选地，所述永磁体槽与所述隔磁空气槽之间的夹角为钝角。

一种永磁同步电机，包括转子，所述转子采用如上任意一项所述的永磁同步电机转子结构。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种永磁同步电机转子结构，包括转子支架、转子铁芯以及定位机构，其中，转子支架周向上均布有多个安装槽；转子铁芯上开设有永磁体槽以及连接于永磁体槽槽端的隔磁空气槽，永磁体槽内嵌装有永磁体，转子铁芯与安装槽相适配，转子支架上相邻两个安装槽内的转子铁芯的磁场方向相反，转子铁芯与转子支架均由导磁性材料制成；定位机构用于将转子铁芯定位于安装槽内；通过在永磁体槽的槽端设置隔磁空气槽，能够减少漏磁，提高电机的凸极率，从而使磁阻转矩增大，当磁阻转矩较大时可选用磁性能较差但价格低廉的永磁体材料而保证电机额定输出转矩不变，达到降低产品成本的目的。

本实用新型还提供了一种永磁同步电机，该永磁同步电机的转子采用上述永磁同步电机转子结构，由于上述永磁同步电机转子结构具有上述技术效果，则采用该永磁同步电机转子结构的永磁同步电机也应具有上述技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的永磁同步电机转子结构的轴测图；

图2为本实用新型实施例提供的转子铁芯的轴测图；

图3为本实用新型实施例提供的转子铁芯局部结构的爆炸图；

图4为本实用新型实施例提供的导磁片的主视图；

图5为本实用新型实施例提供的转子铁芯的剖视图；

图6为本实用新型实施例提供的转子支架的轴测图；

图7为本实用新型实施例提供的转子支架与转子铁芯的装配图；

图8为本实用新型实施例提供的定位环的轴测图。

图中：

1为转子铁芯；110为导磁片；111为永磁体槽；112为隔磁空气槽；113为限位凹槽；120为永磁体；2为转子支架；201为安装槽；202为限位凸台；3为定位环。

具体实施方式

本实用新型的核心之一在于提供一种永磁同步电机转子结构，该永磁同步电机转子结构能够提高电机的凸极率，增大磁阻转矩。

本实用新型的另一核心在于提供一种基于上述永磁同步电机转子结构的永磁同步电机。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的永磁同步电机转子结构的轴测图。

本实用新型实施例提供的一种永磁同步电机转子结构，包括转子支架2、转子铁芯1以及定位机构。

其中，转子支架2周向上均布有多个安装槽201；转子铁芯1上开设有永磁体槽111以及隔磁空气槽112，隔磁空气槽112连接于永磁体槽111的槽端，永磁体槽111与隔磁空气槽112之间的夹角为钝角，从而构成u形结构，永磁体槽111内嵌装有永磁体120构成一个磁极，同一个磁极下永磁体120产生的磁场方向相同，且同一磁极下永磁体120充磁方向平行于转子支架2的轴向方向，且相邻磁极的永磁体120充磁方向相反，转子铁芯1与安装槽201相适配，转子铁芯1与转子支架2均由导磁性材料制成；定位机构用于将转子铁芯1定位于安装槽201内。

与现有技术相比，本实用新型提供的永磁同步电机转子结构通过在永磁体槽111的槽端设置隔磁空气槽112，能够减少漏磁，提高电机的凸极率，从而使磁阻转矩增大，当磁阻转矩较大时可选用磁性能较差但价格低廉的永磁体120材料而保证电机额定输出转矩不变，达到降低产品成本的目的。为便于加工及生产，转子铁芯1由多个导磁片110层叠构成，导磁片110的外形可以为矩形、弧形等，各个导磁片110上均开设有永磁体槽111以及隔磁空气槽112，各个永磁体槽111中均嵌装有永磁体120，并且导磁片110上开设有多个永磁体槽111，每个永磁体槽111的槽端均设置有隔磁空气槽112。

永磁体槽111以及隔磁空气槽112可以贯穿转子铁芯1，也可以不贯穿转子铁芯1，而本领域技术人员可以理解的是，由于本案中转子铁芯1由多个导磁片110层叠构成，若永磁体槽111以及隔磁空气槽112不贯穿转子铁芯1，需要增加没有开槽的导磁片110，导致制造复杂程度上升，为此，在本实用新型一种实施例中，永磁体槽111以及隔磁空气槽112贯穿转子铁芯1，以降低转子铁芯1的制造加工难度，便于转子铁芯1的加工以及转子铁芯1与永磁体120的组装。

具体地，如图2-图5所示，在本实用新型实施例中，转子铁芯1由宽度、厚度一致，长度不同的三个呈矩形的导磁片110按照长短顺序依次层叠构成，每个导磁片110上均设置有4个沿导磁片110厚度方向开设的永磁体槽111，当然永磁体槽111的数量可根据实际需要进行调整，并不局限于4个。

作为优选地，上述导磁片110均为硅钢片。

与上述多层结构的转子铁芯1相对应的，安装槽201为沿转子支架2径向开设的多层阶梯槽，多层阶梯槽的每一层均与至少一个导磁片110适配。

更进一步地，多层阶梯槽沿转子支架2的厚度方向贯穿转子支架2。

如图6所示，在本实用新型实施例中，安装槽201由三个相互连通且从里到外长度逐渐增加的矩形槽构成，每个矩形槽均与一个导磁片110相适配。

作为优选地，定位机构包括设置于转子铁芯1上的限位件以及设置于安装槽201内壁上的配合件，限位件与配合件配合以从转子支架2的径向与轴向中的一个方向上对转子铁芯1进行限位，限位件与配合件中的一个为限位凸台202，另一个为限位凹槽113。

如图2和图6所示，转子支架2的安装槽201的两侧边上分别设置有限位凸台202，转子铁芯1的两侧边上分别设置有限位凹槽113，在装配时将转子铁芯1沿转子支架2的径向插入安装槽201中即可实现对转子铁芯1周向上的限位，装配后如图7所示。

更进一步地，限位凸台202与限位凹槽113配合的结构仅能够从一个方向上对转子铁芯1进行点位，为此，定位机构还包括定位环3，如图8所示，定位环3与转子支架2配合以从转子支架2的径向与轴向中的另一个方向上对转子铁芯1进行限位。

在本实用新型实施例中，定位环3在转子支架2的周向上与转子支架2相配合，定位环3的内壁上不仅设置有与转子支架2周向侧壁相配合的配合面，还设置有与最外侧的导磁片110端面配合的配合面，从而在径向上对转子铁芯1进行限位。

本实用新型实施例还提供了一种永磁同步电机，该永磁同步电机的转子采用如上所述的永磁同步电机转子结构，由于永磁同步电机采用了上述实施例中的永磁同步电机转子结构，因此永磁同步电机的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。