一种外转子结构及具有该结构的电机的制作方法

1.本实用新型涉及外转子结构的技术领域，具体涉及一种外转子结构及具有该结构的电机。


背景技术：

2.目前，内嵌式同步电机磁性件采用的是表贴式磁瓦，或者一种内嵌式仅单面磁场利用的一种永磁同步电机，这种电机的磁通密度比较低，导致电机功率较低。通常为了提高磁通密度，电机采用高性能的钕铁硼材料，但目前高性能的钕铁硼原材料高居不下，采用钕铁硼材料的电机制造成本较高。
3.公布号为cn109450138a的发明专利申请文件公开了一种内嵌式磁钢外转子铁芯组件及轮毂电机，内嵌式磁钢外转子铁芯组件包括转子铁芯及多组磁钢；每一组磁钢包括第一磁钢及第二磁钢，且两者沿定子的径向分布；第一磁钢为v型分段磁钢，第二磁钢为u型分段磁钢；转子铁芯设置有多组嵌入槽；每一组嵌入槽包括第一嵌入槽及第二嵌入槽，第一磁钢设置在第一嵌入槽内，第二磁钢设置在第二嵌入槽内。u型磁钢对v型磁钢的聚磁效应进行了有效的补偿，在增加磁通的基础上，凸极率变化大，且合理优化了d轴和q轴的磁路效应，能有效降低轮毂电机在大转矩下的磁密，进而提升转矩密度，也提升了过载能力和响应速度。但上述已公开的转子铁芯组件中，需要在第一嵌入槽和第二嵌入槽内分别设置磁钢，需要使用更多的磁钢材料，并且装配的难度也更大，虽然提高了磁通密度，但成本较高。
4.故现有技术中的转子结构存在磁通密度较低和制造成本较高的问题。


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种外转子结构，其包括外壳、磁性件和转子芯体，该外转子结构具有磁通密度较高和制造成本较低的优点。
6.为实现上述实用新型目的，本实用新型采取的技术方案如下：
7.一种外转子结构，包括外壳和磁性件，所述磁性件位于外壳内侧，还包括转子芯体，所述磁性件安装在转子芯体上且与转子芯体卡接，所述转子芯体固定安装有至少2个导磁体，至少2个导磁体分别设置于磁性件磁极方向的两端，所述导磁体远离外壳外侧的一端设有通磁面。通过这样的设置：能够利用磁性件两面的磁场使得通磁面处原有的磁通密度得到增强，达到了通磁面的磁通密度较高的优点，能够使得电机在运行时得到更强大的磁场能力，从而有效提高了电机的性能。在满足设计要求的基础上，能够选用磁场较弱、成本较低的磁性件，起到降低制造成本的作用，达到了制造成本较低的优点。
8.作为优选，所述外壳固定连接有磁屏蔽块，所述磁性件、磁屏蔽块和导磁体均共设置多个，多个所述磁性件和多个磁屏蔽块间隔设置，多个导磁体和多个磁屏蔽块一一对应。通过这样的设置：起到进一步提高通磁面处的磁通密度，达到磁通密度较高的优点。
9.作为优选，所述导磁体边缘与磁屏蔽块边缘齐平。通过这样的设置：起到方便安装和使结构更紧凑的优点。
10.作为优选，所述转子芯体设有转子定位件，所述外壳固定连接有磁屏蔽块，所述磁屏蔽块设有与转子定位件配合的定位槽。通过这样的设置：磁屏蔽块能够通过转子定位件给转子芯体提供支撑力，使转子芯体能够稳定可靠的安装在外壳内，起到提高转子芯体与外壳之间的结构稳定性。
11.作为优选，所述转子芯体设有与磁屏蔽块抵接的定位面，所述转子定位件位于定位面上。通过这样的设置：能够通过定位面和转子定位件同时对转子芯体进行定位，从而进一步确保转子芯体与外壳的相对位置准确性，保证转子芯体处于正确的安装位置。
12.作为优选，所述定位面上设有至少2个转子定位件，同一所述定位面上的至少2个转子定位件朝向不同。通过这样的设置：进一步确保转子芯体与外壳的相对位置的准确性，保证转子芯体处于正确的安装位置。
13.作为优选，所述导磁体设有导磁定位件，所述导磁定位件与定位槽配合。通过这样的设置：磁屏蔽块能够通过导磁定位件给导磁体提供支撑力，使导磁体能够稳定可靠的安装在外壳内，起到提高导磁体与外壳之间的结构稳定性。
14.作为优选，所述定位槽设有连接口和卡接段，所述连接口的宽度小于卡接段的宽度，所述卡接段设有圆弧面。通过这样的设置：能够有效提高定位槽对转子定位件和导磁定位件的定位精度，保证转子芯体和导磁体处于正确的安装位置。
15.作为优选，所述转子芯体设有供磁性件卡入的安装槽，所述安装槽横截面呈矩形。通过这样的设置：而能够在有限的成本内采用性能更好的磁铁，使磁性件的性能大幅度提升，密度均匀，磁场分布均匀，性能稳定，对磁性件的两面磁场的应用有很大的改善。
16.一种具有外转子结构的电机，包括上述中的外转子结构。通过这样的设置：效提高了电机的性能，能够在满足设计要求的基础上，选用磁场较弱、成本较低的磁性件，起到降低电机制造成本的作用，达到了制造成本较低的优点。
17.相对于现有技术，本实用新型取得了有益的技术效果：
18.1、在磁性件磁极方向的两端分别设置导磁体，使通过导磁体将磁性件两面的磁场引导到靠近外壳中心位置的导磁体处，从而能够将磁性件两面的磁场引导到靠近定子的位置。从而能够利用磁性件两面的磁场使得通磁面处原有的磁通密度得到增强，达到了通磁面的磁通密度较高的优点，能够使得电机在运行时得到更强大的磁场能力，从而有效提高了电机的性能。
19.2、在本外转子结构中，即使采用低性能的磁铁也能使外转子结构整体表现出高性能的磁通，使得本外转子结构表现出了等效于采用了高性能磁铁的常规外转子结构。因此，本外转子结构能够在满足设计要求的基础上，选用磁场较弱、成本较低的磁性件，起到降低制造成本的作用，达到了制造成本较低的优点。
20.3、将磁性件安装在转子芯体上，使磁性件与转子芯体卡接，并将转子芯体安装在外壳上，从而实现磁性件与外壳的固定。通过转子芯体连接磁性件和外壳，使磁性件能够牢固地安装在外壳上，避免了常规电机中胶水连接失效而导致磁性件脱落的问题，有效提高了磁性件的结构稳定性，达到提高电机的可靠性的效果。
21.4、通过卡接的方式将磁性件安装到转子芯体上，从而能够通过转子芯体卡接，有效提高了磁性件的安装精度，从而降低了磁性件的安装难度，实现嵌入式安装磁性件的功能。嵌入式安装的磁性件使得充磁和装配工艺更为简单，能够起到降低本外转子结构的装
配难度和装配成本的作用，起到进一步降低制造成本的效果。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例1中没有安装导磁体时外壳、转子芯体和定子的结构示意图；
23.图2是本实用新型实施例1中没有安装导磁体时外壳和转子芯体的结构示意图；
24.图3是本实用新型实施例1中导磁体、磁屏蔽块和磁性件的结构示意图；
25.图4是本实用新型实施例1中一种外转子结构的磁场仿真示意图；
26.图5是本实用新型实施例2中导磁体与连接杆的结构示意图。
27.其中，各附图标记所指代的技术特征如下：
28.11、外壳；12、磁屏蔽块；13、定位槽；14、连接口；15、卡接段；16、圆弧面；21、转子芯体；22、转子定位件；23、定位面；24、安装槽；31、磁性件；32、导磁体；33、导磁定位件；34、通磁面；35、连接杆；41、定子。
具体实施方式
29.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本实用新型进行进一步详细说明，但本实用新型要求保护的范围并不局限于下述具体实施例。
30.实施例1：
31.参考图1、图2和图3，一种外转子结构，包括外壳11、磁性件31和转子芯体21，磁性件31位于外壳11内侧，转子芯体21安装在外壳11内侧。外壳11固定连接有磁屏蔽块12，磁屏蔽块12为铁、钴、镍及其合金以外的金属及合金制成，在本实施例中，磁屏蔽块12与外壳11采用铸铝材料一体成型，起到方便磁屏蔽块12和外壳11的加工的效果，起到降低制造成本的作用。
32.转子芯体21设有转子定位件22，磁屏蔽块12设有与转子定位件22配合的定位槽13。定位槽13设有连接口14和卡接段15，连接口14的宽度小于卡接段15的宽度，卡接段15设有圆弧面16。转子芯体21设有与磁屏蔽块12抵接的定位面23，转子定位件22位于定位面23上。定位面23上设有至少2个转子定位件22，同一定位面23上的至少2个转子定位件22朝向不同。
33.转子芯体21固定安装有至少2个导磁体32，导磁体32为导磁材料制成的导磁片。相邻的2个导磁体32分别设置于磁性件31磁极方向的两端，导磁体32远离外壳11外侧的一端设有通磁面34。导磁体32边缘与磁屏蔽块12边缘齐平。导磁体32设有导磁定位件33，导磁定位件33与定位槽13配合。连接口14供转子定位件22和导磁定位件33穿过，卡接段15供转子定位件22和导磁定位件33卡入。
34.转子芯体21设有供磁性件31卡入的安装槽24，磁性件31为磁铁。安装槽24横截面呈矩形，磁性件31安装在转子芯体21上且与转子芯体21卡接，磁性件31、磁屏蔽块12和导磁体32均共设置多个，多个磁性件31和多个磁屏蔽块12间隔设置，多个导磁体32和多个磁屏蔽块12一一对应。
35.电机的定子41设置在外壳11的中心位置，多个磁性件31环绕分布在定子41外侧，
定子41设有电磁线圈，给电磁线圈通电，通过磁力作用驱动本外转子结构绕定子41转动，使电机能够产生动力。
36.参考图4，在磁场仿真中，导磁体32利用了磁性件31两面的磁场，增加了磁通量，使得低性能的磁铁表现出了高性能的磁通，即表现出常规结构中高性能磁铁的磁性能。
37.本实施例具有以下优点：
38.在磁性件31磁极方向的两端分别设置导磁体32，使通过导磁体32将磁性件31两面的磁场引导到靠近外壳11中心位置的导磁体32处，从而能够将磁性件31两面的磁场引导到靠近定子41的位置。从而能够利用磁性件31两面的磁场使得通磁面34处原有的磁通密度得到增强，达到了通磁面34的磁通密度较高的优点，能够使得电机在运行时得到更强大的磁场能力，从而有效提高了电机的性能。
39.在本外转子结构中，即使采用低性能的磁铁也能使外转子结构整体表现出高性能的磁通，使得本外转子结构表现出了等效于采用了高性能磁铁的常规外转子结构。因此，本外转子结构能够在满足设计要求的基础上，选用磁场较弱、成本较低的磁性件31，起到降低制造成本的作用，达到了制造成本较低的优点。
40.将磁性件31安装在转子芯体21上，使磁性件31与转子芯体21卡接，并将转子芯体21安装在外壳11上，从而实现磁性件31与外壳11的固定。通过转子芯体21连接磁性件31和外壳11，使磁性件31能够牢固地安装在外壳11上，避免了常规电机中胶水连接失效而导致磁性件31脱落的问题，有效提高了磁性件31的结构稳定性，达到提高电机的可靠性的效果。
41.通过卡接的方式将磁性件31安装到转子芯体21上，从而能够通过转子芯体21卡接，有效提高了磁性件31的安装精度，从而降低了磁性件31的安装难度，实现嵌入式安装磁性件31的功能。嵌入式安装的磁性件31使得充磁和装配工艺更为简单，能够起到降低本外转子结构的装配难度和装配成本的作用，起到进一步降低制造成本的效果。
42.多个磁性件31和多个磁屏蔽块12间隔设置，从而能够通过磁屏蔽块12给转子形成隔磁的效果，使得磁性件31磁极方向两面的磁场主要集中在导磁体32上，从而能够最大化的利用磁性件31所产生的磁场，起到进一步提高通磁面34处的磁通密度，达到磁通密度较高的优点。
43.导磁体32边缘与磁屏蔽块12边缘齐平，起到节省空间的作用，防止导磁体32将磁性件31卡住而造成不方便安装的问题，起到方便安装和使结构更紧凑的优点。
44.将转子芯体21安装到外壳11的过程中，将转子定位件22卡入磁屏蔽块12上的定位槽13中，从而实现转子芯体21的定位。转子定位件22卡入定位槽13内，使转子定位件22与磁屏蔽块12卡接，从而使磁屏蔽块12能够通过转子定位件22给转子芯体21提供支撑力，使转子芯体21能够稳定可靠的安装在外壳11内，起到提高转子芯体21与外壳11之间的结构稳定性。
45.通过定位面23与磁屏蔽块12抵接，从而能够磁屏蔽块12对转子芯体21的安装位置进行进一步的定位，使转子芯体21处于合适的位置。将转子定位件22设置在定位面23上，从而能够通过定位面23和转子定位件22同时对转子芯体21进行定位，从而进一步确保转子芯体21与外壳11的相对位置准确性，保证转子芯体21处于正确的安装位置。
46.通过在定位面23上设置2个朝向不同的定位件，从而能够通过2个定位件在不同方向上对转子芯体21进行定位，从而进一步确保转子芯体21与外壳11的相对位置的准确性，
保证转子芯体21处于正确的安装位置。
47.将导磁体32安装到外壳11的过程中，将导磁定位件33卡入磁屏蔽块12上的定位槽13中，从而实现导磁体32的定位。导磁定位件33卡入定位槽13内，使导磁定位件33与磁屏蔽块12卡接，从而使磁屏蔽块12能够通过导磁定位件33给导磁体32提供支撑力，使导磁体32能够稳定可靠的安装在外壳11内，起到提高导磁体32与外壳11之间的结构稳定性。
48.通过将转子定位件22和导磁定位件33卡入卡接段15，从而通过圆弧面16分别与转子定位件22和导磁定位件33抵接，并通过圆弧面16在不同方向上给转子定位件22和导磁定位件33提供定位的作用，从而能够有效提高定位槽13对转子定位件22和导磁定位件33的定位精度，保证转子芯体21和导磁体32处于正确的安装位置。
49.将磁性件31卡入安装槽24，即可实现将磁性件31安装在转子芯体21上，起到方便安装磁性件31的作用，起到降低本外转子结构的制造成本。将安装槽24的横截面设置呈矩形，从而能够在安装槽24中安装方形磁铁。方形磁铁具有较好的可制造性，从而能够在有限的成本内采用性能更好的磁铁，使磁性件31的性能大幅度提升，密度均匀，磁场分布均匀，性能稳定，对磁性件31的两面磁场的应用有很大的改善。
50.实施例2：
51.参考图5，一种外转子结构，其与实施例1的区别在于：相邻的导磁体32之间设有连接杆35，连接杆35两端分别与相邻的2个导磁体32固定连接。多个导磁体32与多个连接杆35一体冲压成型。
52.本实施例具有以下优点：
53.多个导磁体32与多个连接杆35一体冲压成型，起到方便加工和方便安装导磁体32的作用，达到降低制造成本的优点。
54.实施例3：
55.一种具有外转子结构的电机，包括上述中的外转子结构。
56.本实施例具有以下优点：
57.通过将外转子结构设置在电机上，利用磁性件两面的磁场使得通磁面处原有的磁通密度得到增强，达到了通磁面的磁通密度较高的优点，能够使得电机在运行时得到更强大的磁场能力，从而有效提高了电机的性能。能够在满足设计要求的基础上，选用磁场较弱、成本较低的磁性件，起到降低电机制造成本的作用，达到了制造成本较低的优点。能够在保证电机功率满足需求的同时，减小电机的体积，当电机应用在轴流风机上时能够减小风机造成的风堵塞现象，能够起到提高风机效率的作用。
58.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对实用新型构成任何限制。