一种外转子组件及电动机

文档序号:97508 发布日期:2021-10-12 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 一种外转子组件及电动机 (Outer rotor assembly and motor ) 是由 沈哲 蒋彩峰 范晓晓 吴晓丹 周晓文 于 2021-08-03 设计创作,主要内容包括:本申请公开了一种外转子组件及电动机,外转子组件及电动机。该外转子组件包括转子支架,以及设置在所述转子支架上圆周阵列设置的多个磁钢组件,每个所述磁钢组件包括相对设置的第一磁钢和第二磁钢,其中,所述第一磁钢位于所述转子支架内部,所述第二磁钢贴附于所述转子支架的内壁面。能够降低磁钢的用量,降低生产成本,并提升电动机的性能。(The application discloses an outer rotor assembly and a motor, and the outer rotor assembly and the motor. The outer rotor component comprises a rotor support and a plurality of magnetic steel components arranged on the rotor support in a circumferential array mode, wherein each magnetic steel component comprises first magnetic steel and second magnetic steel which are arranged oppositely, the first magnetic steel is located inside the rotor support, and the second magnetic steel is attached to the inner wall surface of the rotor support. The usage amount of the magnetic steel can be reduced, the production cost is reduced, and the performance of the motor is improved.)

一种外转子组件及电动机

技术领域

本申请外转子组件及电动机,具体而言,涉及一种外转子组件及电动机。

背景技术

电动机是把电能转换成机械能的一种设备。它是利用通电线圈(也就是定子绕组)产生旋转磁场并作用于转子(如鼠笼式闭合铝框或内嵌式磁钢)形成磁电动力旋转扭矩。

电动机通常包括内转子电动机和外转子电动机,内转子电动机是定子在外,转子旋转产生动力。外转子电动机是与之相反的结构,定子在电动机的中间,转子在外。外转子电动机具有效率高、噪声低、重量轻、结构紧凑、安装维修方便等特点,在电动车领域得到了广泛的应用。

现有技术中,受限于外转子中磁钢的设置形式和排列方式,使得磁转矩和磁通量比较小,而且磁钢的用量较大,电动机的制造成本较高且性能偏低。

发明内容

本申请的目的在于提供一种外转子组件及电动机,能够降低磁钢的用量,降低生产成本,并提升电动机的性能。

本申请的实施例是这样实现的:

本申请实施例的一方面,提供一种外转子组件,包括转子支架,以及设置在所述转子支架上圆周阵列设置的多个磁钢组件,每个所述磁钢组件包括相对设置的第一磁钢和第二磁钢,其中,所述第一磁钢位于所述转子支架内部,所述第二磁钢贴附于所述转子支架的内壁面。

可选地,所述第一磁钢和所述第二磁钢平行设置。

可选地,所述转子支架上圆周阵列设置有第一凹槽,且所述转子支架的内壁面圆周阵列设置有第二凹槽,所述第一凹槽与所述第二凹槽一一对应设置,所述第一磁钢嵌设于所述第一凹槽内,所述第二磁钢嵌设于所述第二凹槽内。

可选地,所述磁钢组件还包括设置在所述转子支架内部的第三磁钢,所述第三磁钢与所述第一磁钢之间具有预设夹角,且该预设夹角朝向所述转子支架的内圈,所述第二磁钢位于所述预设夹角的开口处。

可选地,所述预设夹角为10°至150°之间。

可选地,所述磁钢组件的组数为20至64之间。

可选地,所述第一磁钢、所述第二磁钢和所述第三磁钢的结构为矩形或圆弧形。

可选地,所述第一磁钢、所述第二磁钢和所述第三磁钢的表面开设有至少一个凹槽。

可选地,所述转子支架上设置有隔磁桥和/或槽孔,所述隔磁桥和/或所述槽孔位于所述第一磁钢、所述第二磁钢和所述第三磁钢围合形成的空间区域。

本申请实施例的另一方面,提供一种电动机,包括定子,以及如上所述任意一项所述的外转子组件,所述外转子组件位于所述定子的外圈。

本申请实施例的有益效果包括:

本申请实施例提供的外转子组件及电动机,通过转子支架,以及在转子支架上圆周阵列设置的多个磁钢组件,使得转子支架上具有稳定均匀分布的磁感线,并且能够保证所需的磁通量的密度,以保证所提供动力的稳定性。每个磁钢组件包括相对设置的第一磁钢和第二磁钢,且第一磁钢位于转子支架内部,第二磁钢贴附于转子支架的内壁面。与常规的永磁体内置的形式相比,有利于缩小第一磁钢和第二磁钢的尺寸,能够在最大限度的提升磁钢利用率的同时,提升电机的凸极率,提高电机出力和弱磁扩速能力。通过兼顾表贴式转子和内置式转子,从而增加优化空间,并且能够优化电动机性能和效率。采用上述方式,对于相同的输出功率,由于能够缩小第一磁钢和第二磁钢的尺寸,因此可以降低磁钢的用量,从而降低生产成本。另外,在缩小第一磁钢和第二磁钢的尺寸时,电动机的气隙设计更加灵活方便,有利于提高磁钢利用率,并提升电动机的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的外转子组件的结构示意图;

图2为本申请实施例提供的磁钢组件的结构示意图之一;

图3为本申请实施例提供的磁钢组件的结构示意图之二;

图4为本申请实施例提供的磁钢组件的结构示意图之三;

图5为本申请实施例提供的矩形槽钢的结构示意图;

图6为本申请实施例提供的圆弧形槽钢的结构示意图;

图7为本申请实施例提供的磁钢组件分别与隔磁桥和凹槽配合的结构示意图。

图标:100-外转子组件;110-转子支架;112-第一凹槽;114-第二凹槽;116-隔磁桥;118-槽孔;120-磁钢组件;122-第一磁钢;124-第二磁钢;126-第三磁钢;128-槽钢本体;1282-凹槽。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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申请中的具体含义。

电动机通常包括内转子电动机和外转子电动机,内转子电动机是定子在外,转子旋转产生动力。外转子电动机是与之相反的结构,定子在电动机的中间,转子在外。外转子电动机具有效率高、噪声低、重量轻、结构紧凑、安装维修方便等特点,在电动车领域得到了广泛的应用。现有技术中,受限于外转子中磁钢的设置形式和排列方式,使得磁转矩和磁通量比较小,而且磁钢的用量较大,电动机的制造成本较高且性能偏低。针对上述问题,本申请提供以下方案,能够降低磁钢的用量,降低生产成本,并提升电动机的性能。

请参照图1和图2,本实施例提供一种外转子组件100,包括转子支架110,以及设置在转子支架110上圆周阵列设置的多个磁钢组件120,每个磁钢组件120包括相对设置的第一磁钢122和第二磁钢124,其中,第一磁钢122位于转子支架110内部,第二磁钢124贴附于转子支架110的内壁面。

具体的,转子支架110不仅用于固定磁钢组件120,还为电动机提供转动的转矩,通过在转子支架110上圆周阵列设置多个磁钢组件120,有利于通过磁钢组件120与定子配合形成转动所需的动力。可以理解的,磁钢组件120中的第一磁钢122和第二磁钢124可采用永磁体,以保证所提供磁场的稳定性。

需要说明的是,本申请实施例对第一磁钢122和第二磁钢124之间的对应形式不做具体限制,只要保证第一磁钢122位于转子支架110内部,第二磁钢124贴附于转子支架110的内壁面即可。示例的,第一磁钢122与第二磁钢124之间可以平行设置,第一磁钢122和第二磁钢124之间也可以具有一定的夹角,均能够实现所需的磁通量密度。

本申请实施例提供的外转子组件100,通过转子支架110,以及在转子支架110上圆周阵列设置的多个磁钢组件120,使得转子支架110上具有稳定均匀分布的磁感线,并且能够保证所需的磁通量的密度,以保证所提供动力的稳定性。每个磁钢组件120包括相对设置的第一磁钢122和第二磁钢124,且第一磁钢122位于转子支架110内部,第二磁钢124贴附于转子支架110的内壁面。与常规的永磁体内置的形式相比,有利于缩小第一磁钢122和第二磁钢124的尺寸,能够在最大限度的提升磁钢利用率的同时,提升电机的凸极率,提高电机出力和弱磁扩速能力。通过兼顾表贴式转子和内置式转子,从而增加优化空间,并且能够优化电动机性能和效率。采用上述方式,对于相同的输出功率,由于能够缩小第一磁钢122和第二磁钢124的尺寸,因此可以降低磁钢的用量,从而降低生产成本。另外,在缩小第一磁钢122和第二磁钢124的尺寸时,电动机的气隙设计更加灵活方便,有利于提高磁钢利用率,并提升电动机的性能。

如图2所示,第一磁钢122和第二磁钢124平行设置。

具体的,通过将第一磁钢122和第二磁钢124平行设置,有利于提升相互间的紧凑性,并减少转子支架110容置第一磁钢122和第二磁钢124所需的空间,有利于优化转子支架110的结构形式。另外,也可将第一磁钢122的长度大于第二磁钢124的长度,在第一磁钢122和第二磁钢124分别发出磁感线会更加密集,有利于提升磁分布的均匀性,从而保证电动机传动时的平稳性,有利于提升电动机的性能。

如图2所示,转子支架110上圆周阵列设置有第一凹槽112,且转子支架110的内壁面圆周阵列设置有第二凹槽114,第一凹槽112与第二凹槽114一一对应设置,第一磁钢122嵌设于第一凹槽112内,第二磁钢124嵌设于第二凹槽114内。

具体的,通过在转子支架110上圆周阵列设置第一凹槽112,以便于第一磁钢122嵌设于第一凹槽112内,以形成第一磁钢122在转子支架110内置的形式,其中,为了保证第一磁钢122与转子支架110之间连接的稳定性,第一磁钢122与转子支架110之间可以采用胶水粘接的形式进行辅助固定。同样的,通过在转子支架110的内壁面圆周阵列设置第二凹槽114,以便于第二磁钢124嵌设于第二凹槽114内,以形成第二磁钢124在贴附于支架的内壁面的形式,其中,为了保证第二磁钢124与转子支架110之间连接的稳定性,第二磁钢124与转子支架110之间也可以采用胶水粘接的形式进行辅助固定。同时,通过在转子支架110的内壁面设置第二凹槽114,在第二磁钢124与转子支架110配合时,能够避免第二磁钢124外凸于转子支架110,有利于提升空间利用率,并增强连接强度。

如图3和图4所示,在本申请的可选实施例中,磁钢组件120还包括设置在转子支架110内部的第三磁钢126,第三磁钢126与第一磁钢122之间具有预设夹角,且该预设夹角朝向转子支架110的内圈,第二磁钢124位于预设夹角的开口处。

具体的,通过在转子支架110内部增设第三磁钢126,有利于进一步提升磁感线密度,从而提升磁场强度,以进一步的提升电动机性能。当在转子支架110内设置第三磁钢126时,每个磁钢组件120的第一磁钢122与第三磁钢126相对应,且第一磁钢122与第三磁钢126之间具有预设夹角。采用上述形式,在增加磁钢数量的同时,有利于减小转子支架110厚度的增加量,从而提升空间的利用率。

另外,第二磁钢124位于第一磁钢122和第三磁钢126所形成预设夹角的开口处,在保证相互间距离的同时,以提升单位面积内所具有磁钢的数量。这样一来,能够起到一定的隔磁作用,从而避免了磁钢的漏磁系数过大而导致的利用率过低的问题。

在本申请的可选实施例中,该预设夹角在10°至150°之间。

示例的,该预设夹角可以设置为135°或120°等数值,此时,第一磁钢122和第二磁钢124之间形成V型结构(如3所示结构形式)。该预设夹角设置在10°或15°时,第一磁钢122和第二磁钢124之间形成U型结构(图4所示结构形式)。当然,也可以根据需要设置为其他角度,如30°、60°或100°等。

在本申请的可选实施例中,磁钢组件120的组数为20至64之间。

示例的,磁钢组件120的数组可以设置在20、32或64等。根据磁钢组件120的组数的不同,所需的转子支架110的大小可能不同,可以根据实际需要设置转子支架110上磁钢组件120的密度,以保证电动机的稳定性。

如图5和图6所示,第一磁钢122、第二磁钢124和第三磁钢126的结构为矩形或圆弧形(瓦片形)。

具体的,第一磁钢122、第二磁钢124和第三磁钢126的槽钢本体128可同时采用矩形结构或圆弧形结构,也可以是其中一个采用矩形结构或圆弧形结构。如,第一磁钢122和第三磁钢126采用矩形结构,第二磁钢124采用圆弧形结构。具体可根据实际需要灵活设置,只要能够提升磁钢利用率,降低磁钢用量即可。

如图5所示,第一磁钢122、第二磁钢124和第三磁钢126的表面开设有至少一个凹槽1282。

示例的,可以仅第一磁钢122上开设凹槽1282,也可以仅第二磁钢124上开设凹槽1282,也可以仅第三磁钢126上开设凹槽1282。即通过在槽钢本体128上开设凹槽1282,以改善磁感线的分布形式,有利于提升磁通量的密度,从而提升磁钢利用率。

如图7所示,在本申请的可选实施例中,转子支架110上设置有隔磁桥116和/或槽孔118,隔磁桥116和/或槽孔118位于第一磁钢122、第二磁钢124和第三磁钢126围合形成的空间区域或位于其间隔区域。

具体的,转子支架110上可以只设置隔磁桥116,也可以只设置槽孔118,或者同时设置隔磁桥116和槽孔118。其中,隔磁桥116可以设置在第一磁钢122、第二磁钢124和第三磁钢126围合形成的空间区域或位于其间隔区域。同样的,槽孔118可以设置在第一磁钢122、第二磁钢124和第三磁钢126围合形成的空间区域或位于其间隔区域。隔磁桥116的原理是通过磁桥部位磁通达到饱和来起到限制漏磁的作用,所以从防止漏磁的角度来看隔磁桥116的厚度越小隔磁效果越好。如果考虑转子高速旋转产生的离心力对转子结构的破坏,则应该在满足转子机械强度的情况下考虑隔磁桥116的厚度。另外,通过在转子支架110上设置槽孔118,也可以起到类似的目的,实际应用中可以根据需要灵活设置。

本申请实施例还公开了一种电动机,包括定子,以及前述实施例中的外转子组件100。该电动机包含与前述实施例中的外转子组件100相同的结构和有益效果。外转子组件100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述,在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

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