一种拼块转子铁氧体永磁电机

1.本实用新型涉及永磁电机技术领域，特别是涉及一种拼块铁氧体永磁电机（轮辐转子电机）。


背景技术：

2.高效率、高功率密度的稀土永磁电机被广泛应用于各行各业，但稀土材料的供应不稳定和价格波动大的缺点阻碍了稀土永磁电机的发展空间。原料丰富、价格低廉的铁氧体是稀土永磁材料的有力竞争者，但由于铁氧体磁性能远低于钕铁硼等稀土永磁材料，为了保证电机的功率（转矩）输出能力，铁氧体永磁电机多采用带聚磁效应的轮辐式结构（或称内置切向转子结构）。
3.为了进一步增加轮辐式铁氧体永磁电机的功率密度，降低轮辐式永磁电机的漏磁，专利（申请号cn202110367655.2）提出了双隔磁槽降低靠近转轴侧的漏磁的方法，这种方法虽然降低了漏磁，提高了电机功率密度，但转子结构复杂，且强度大大降低。
4.在现有技术中，转子的结构强度与隔磁效果是相互制约的，如何合理设计电机的结构，在有限的转子空间中提高铁氧体永磁体的用量和降低电机的漏磁，进而提高永磁电机的功率密度，这是采用低性能铁氧体永磁材料电机亟待解决的问题。


技术实现要素：

5.实用新型目的：
6.本实用新型提出一种拼块转子铁氧体永磁电机，其目的在于解决转子的结构强度与隔磁效果相互制约的问题，提供一种结构简单、低漏磁的轮辐式转子结构的永磁电机；本实用新型的另一个目的在于提高转子空间利用率，最大化铁氧体永磁体用量，提供一种低成本、高功率密度的铁氧体永磁电机。
7.技术方案：
8.一种拼块转子铁氧体永磁电机，所述电机包括定子和转子，所述定子包括铁芯和绕组，绕组嵌放于铁芯的定子槽中，定子置于转子的内周圈或者外周圈，其特征在于，转子包括转子函、铁磁极、永磁体、压板，压板和转子函固定连接形成圆环状的槽体结构，铁磁极和永磁体沿槽体结构的圆周相间固定在槽体结构中。
9.进一步的，铁磁极由多片硅钢片叠压而成，硅钢片包括极身、极孔和极耳，极身为扇形，极身上下两端均设置有极耳，极耳的高度h＜1mm，宽度a＞1mm，极身上远离定子的一侧开设极孔。
10.进一步的，铁磁极和永磁体数量相等，相邻两块永磁体的充磁方向d相反，所述永磁体形状为矩形，永磁体四角顶在铁磁极的极耳上。
11.进一步的，转子函包括函体、函沿、磁极锁定函孔和压板固定孔，函体与函沿垂直一体设置，对于外转子电机，函体包围函沿，对于内转子电机，函沿包围函体，函沿上开设磁极锁定函孔，磁极锁定函孔为通孔，函体上开设压板固定孔，压板固定孔为螺纹孔。
12.进一步的，将铁磁极、转子函和压板通过紧固钉紧固在一起，紧固钉、转子函上的磁极锁定函孔和压板固定孔数量不少于3，但不超过铁磁极的数量。
13.本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：
14.（1）本实用新型提出的拼块转子结构简单，节省硅钢片材料和降低成本。
15.（2）本实用新型提出的拼块转子结构电机，转子消除了磁桥，极大地降低了漏磁，提升了电机的功率密度。
16.（3）本实用新型提出的拼块转子结构电机，转子铁磁极、永磁体固定结构简单，极大地节约了空间，为采用更多的铁氧体永磁体提供了空间。
17.（4）本实用新型提出的拼块转子铁氧体永磁电机相对于钕铁硼永磁电机而言，其所用铁氧体用量的价格不到钕铁硼用量的价格的一半。
附图说明
18.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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。
19.图1为本实用新型拼块外转子铁氧体永磁电机结构图；
20.图2为本实用新型拼块内铁氧体永磁电机结构图；
21.图3为本实用新型电机的外转子结构图；
22.图4为本实用新型电机的内转子结构图；
23.图5为本实用新型电机的外转子结构爆炸图；
24.图6为本实用新型铁磁极和永磁体的布置图；
25.图7为本实用新型电机的铁磁极图；
26.图8为本实用新型电机的转子函图；
27.图9为本实用新型电机的压板图；
28.其中：1-定子、2-转子、10-铁芯、11-绕组、21-转子函、22-铁磁极、23-永磁体、24-压板、25-紧固钉、26-螺钉、211-函体、212-函沿、213-磁极锁定函孔、214-压板固定孔、221-极身、222-极孔、223-极耳、241-压板定位孔、242磁极锁定压板孔。
具体实施方式
29.以下结合说明书附图更详细的说明本结构。
30.实施例1
31.外转子电机
32.如图1所示，一种拼块转子铁氧体永磁电机，所述电机包括定子1和转子2，所述定子1包括铁芯10和绕组11，绕组11嵌放于铁芯10的定子槽中，定子1置于转子2的内周圈，如图3-5所示，转子2包括转子函21、铁磁极22、永磁体23、压板24，压板24和转子函21固定连接形成圆环状的槽体结构，铁磁极22和永磁体23交替固定放置在槽体结构中。具体为用螺钉26将压板24固定在转子函21上，再用紧固钉25将铁磁极22、转子函21和压板24紧固在一起。
33.如图7所示，铁磁极22由多片硅钢片叠压而成，硅钢片包括极身221、极孔222和极耳223，极身221为扇形，极身221上下两端均设置有极耳223，极耳223高度h＜1mm，宽度a＞1mm，极身221上远离定子的一侧开设极孔222。极孔222通过紧固钉25将铁磁极22固定到转
子函21上，使其与转子函21成为一体。极耳223将永磁体23限制在相邻铁磁极22构成的槽中，防止永磁体23沿径向窜动。
34.铁磁极22和永磁体23沿圆周相间布置，如图6所示，铁磁极22和永磁体23数量相等，相邻两块永磁体23的充磁方向d相反，所述永磁体23材质为铁氧体永磁，形状为矩形，永磁体23四角顶在铁磁极22的极耳223上。
35.如图8所示，转子函21包括函体211、函沿212、磁极锁定函孔213和压板固定孔214，函体211与函沿212垂直一体设置，对于外转子电机（转子2置于定子1外圆侧），函体211包围函沿212，函沿212上开设磁极锁定函孔213，磁极锁定函孔213为通孔，函体211上开设压板固定孔214，压板固定孔214为螺纹孔。转子函21为不导磁材料，如铝合金，或不导磁不锈钢等。
36.如图9所示，压板24上开设有压板定位孔241和磁极锁定压板孔242，压板24为不导磁材料。压板定位孔241与压板固定孔214相对应，磁极锁定压板孔242与磁极锁定函孔213相对应。
37.所述电机上的紧固钉25、转子函21上的磁极锁定函孔213和压板固定孔214数量不少于3，但不超过铁磁极22的数量。紧固钉25、转子函21上的磁极锁定函孔213和压板固定孔214数量不少于3，就可以实现3点固定，防止铁磁极22和永磁体23周向转动；紧固钉25、转子函21上的磁极锁定函孔213和压板固定孔214数量，最多就等于铁磁极22的数量，如果紧固钉25的数量太多，装配工作量大，造成生产效率太低。紧固钉25数量的多少可根据生产需求来确定数量。
38.实施例2
39.内转子电机
40.实施例2与实施例1的区别为，如图2所示，转子2置于定子1的内周圈制备成内转子电机，函沿212包围函体211，其他结构与实施例1相同。
41.装配方式：
42.转子函21上的压板固定孔214与压板24上的压板定位孔241相正对，通过螺钉26固定，形成槽体结构。沿圆周相间布置的铁磁极22和永磁体23置于转子函21与压板24形成的槽体结构中，转子函21上磁极锁定函孔213、铁磁极22上极孔222、压板24上的磁极锁定压板孔242均正对，紧固钉25穿过磁极锁定函孔213、极孔222和磁极锁定压板孔242将三者锁固。所述电机转子装配完成后，浸渍高粘度绝缘漆，烘干（目的：让转子各部件固化为一体，提高转子强度，同时也作为防腐涂层）。
43.本装置应用于一款电动二轮车上，与同规格的电机相比，运行性能相同，但成本降低了15%，具体材料成本见下表。
[0044][0045]
本实用新型提供一种拼块转子铁氧体永磁电机具有更低的漏磁和永磁用料成本，同时，具有转子结构简单、铁氧体用量大的优点，相对于同规格（功率相同、转矩相同）的稀土永磁电机成本更低。