本發(fā)明涉及電機(jī)，具體而言，涉及一種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和電機(jī)。

背景技術(shù)：

1、隨著電機(jī)能效標(biāo)準(zhǔn)的提升，對(duì)電機(jī)的能效等級(jí)提出了更高的要求，對(duì)于永磁電機(jī)，需進(jìn)一步提升電機(jī)的高效化和高轉(zhuǎn)矩密度化程度。

2、目前提升電機(jī)效率和轉(zhuǎn)矩密度的技術(shù)手段，一種手段是將永磁體內(nèi)置來獲得更大的氣隙磁密和更大的磁通，但由于轉(zhuǎn)子磁路結(jié)構(gòu)固定，能效提升受限；另一種手段是利用轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)增大電機(jī)凸極比，增大電機(jī)的磁阻轉(zhuǎn)矩，以彌補(bǔ)永磁轉(zhuǎn)矩的不足，其效率可以做到與永磁電機(jī)相當(dāng)，但通常需要較大的轉(zhuǎn)子體積，會(huì)使得電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度遜色于永磁電機(jī)。

3、因此，對(duì)于當(dāng)前電機(jī)而言，如何進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)電機(jī)的高效化和高轉(zhuǎn)矩密度化是亟待解決的問題。

4、對(duì)比文件201880064666.x中公開了一種永磁體轉(zhuǎn)子組件，該永磁體轉(zhuǎn)子組件的兩個(gè)永磁體集合(一個(gè)集合沿轉(zhuǎn)子的周向磁化，第二集合沿轉(zhuǎn)子的軸向提供磁通)生成通過極件聚集的磁通，存在由磁性材料制成的端板，周向磁化磁體放置在極件之間的周向間隙中，提供軸向磁通的磁體放置在極件陣列與端板之間的間隙中。對(duì)比文件中的磁性端板用于向來自提供軸向磁通的磁體的磁通提供返回路徑。但是在家電領(lǐng)域，包括多個(gè)磁極件、多個(gè)散開的磁體以及磁性端板的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，零部件多、磁性端板難固定、轉(zhuǎn)子組件裝配難度大，導(dǎo)致生產(chǎn)裝配成本高，很難實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于提供一種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和電機(jī)，能夠提升電機(jī)聚磁效果，減小第一永磁體的軸向端部漏磁，且零部件少、裝配步驟少、裝配簡單，生產(chǎn)成本低。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)子鐵芯、第一永磁體和第二永磁體，轉(zhuǎn)子鐵芯具有安裝槽，第一永磁體安裝在安裝槽內(nèi)，沿著轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向，第一永磁體的軸向高度大于轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向高度；第二永磁體為整體式結(jié)構(gòu)，第二永磁體包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向端部的軸向部，軸向部上設(shè)置有凹槽，第一永磁體沿軸向伸出轉(zhuǎn)子鐵芯的部分插入凹槽內(nèi)。

3、進(jìn)一步地，第二永磁體為注塑磁鋼。

4、進(jìn)一步地，第二永磁體還包括連接部，連接部填充在轉(zhuǎn)子鐵芯或安裝槽設(shè)置的通孔內(nèi)，第二永磁體的軸向部通過連接部連接形成一個(gè)整體。

5、進(jìn)一步地，第二永磁體的軸向部上設(shè)置的凹槽不貫通軸向部，凹槽的數(shù)量和轉(zhuǎn)子磁極數(shù)量相同。

6、進(jìn)一步地，第二永磁體包括軸向部和連接部，第二永磁體通過設(shè)置在軸向部上的凹槽和第一永磁體配合，第一永磁體和第二永磁體均為磁通源，除轉(zhuǎn)子鐵芯外，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中不設(shè)置其他導(dǎo)磁部件。

7、進(jìn)一步地，相鄰凹槽之間形成凸塊，凸塊的一個(gè)極性區(qū)域與轉(zhuǎn)子鐵芯的一個(gè)極性區(qū)域的位置對(duì)應(yīng)。

8、進(jìn)一步地，在與轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向垂直的平面上，凸塊的一個(gè)極性區(qū)域與對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)子鐵芯的一個(gè)極性區(qū)域的區(qū)域形狀相適配，且凸塊的一個(gè)極性區(qū)域填滿轉(zhuǎn)子鐵芯所對(duì)應(yīng)的極性區(qū)域。

9、進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向端部，至少一端設(shè)置有軸向部，在轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向上，轉(zhuǎn)子鐵芯和軸向部貼合在一起。

10、進(jìn)一步地，第二永磁體沿轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向ns極交替充磁。

11、進(jìn)一步地，第二永磁體的靠近轉(zhuǎn)子鐵芯一側(cè)的極性為第一極性，與該第二永磁體相鄰兩側(cè)的兩個(gè)第一永磁體靠近轉(zhuǎn)子鐵芯一側(cè)的極性為第一極性。

12、進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向高度為x，第一永磁體的軸向高度為y，y＞x，軸向部的軸向高度為z1，凸塊的軸向高度為z2，其中0.2*(y-x)≤z1≤1.6*(y-x)。

13、進(jìn)一步地，2*z2≥(y-x)。

14、進(jìn)一步地，z2＝0.5*(y-x)。

15、進(jìn)一步地，0.03≤(z1-z2)/z1≤0.7。

16、進(jìn)一步地，在與轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向垂直的平面上，第二永磁體的內(nèi)徑為di2，轉(zhuǎn)子鐵芯的內(nèi)徑為di1，di2≥di1。

17、進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子鐵芯的外周側(cè)設(shè)置有限位凸起，限位凸起從轉(zhuǎn)子鐵芯的周向兩側(cè)側(cè)向延伸，并對(duì)第一永磁體形成徑向限位。

18、進(jìn)一步地，在與轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向垂直的平面上，第二永磁體的外徑的最大值為do2，轉(zhuǎn)子鐵芯的外徑的最大值為do1，do2≤do1。

19、進(jìn)一步地，do2＝do1。

20、進(jìn)一步地，第二永磁體為注塑鐵氧體或注塑釹鐵硼。

21、進(jìn)一步地，第一永磁體為燒結(jié)永磁體或注塑永磁體。

22、進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子鐵芯由硅鋼片疊壓形成，或，轉(zhuǎn)子鐵芯為注塑磁鋼，在與轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向垂直的平面上，沿徑向方向，轉(zhuǎn)子鐵芯ns極交替充磁。

23、進(jìn)一步地，第二永磁體注塑包覆或填充在轉(zhuǎn)子鐵芯上，或，第二永磁體和轉(zhuǎn)子鐵芯、第一永磁體分別單獨(dú)制作后裝配在一起。

24、進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在端部和內(nèi)部間隙填充塑封料并塑封成一個(gè)整體。

25、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為上述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

26、應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子鐵芯、第一永磁體和第二永磁體，轉(zhuǎn)子鐵芯具有安裝槽，第一永磁體安裝在安裝槽內(nèi)，沿著轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向，第一永磁體的軸向高度大于轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向高度；第二永磁體為整體式結(jié)構(gòu)，第二永磁體包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯的軸向端部的軸向部，軸向部上設(shè)置有凹槽，第一永磁體沿軸向伸出轉(zhuǎn)子鐵芯的部分插入凹槽內(nèi)。

27、在轉(zhuǎn)子中同時(shí)設(shè)置第一永磁體和第二永磁體，第一永磁體和第二永磁體共同為電機(jī)提供磁鏈，可以增大電機(jī)的出力；第一永磁體和第二永磁體相對(duì)位置的設(shè)計(jì)、設(shè)置第一永磁體插入第二永磁體的凹槽中，第一永磁體作為了第二永磁體磁力線流通磁路的一部分，構(gòu)成第一磁路，牽引第二永磁體的凸塊的磁力線和部分軸向部的磁力線進(jìn)入轉(zhuǎn)子鐵芯；除第一磁路外，第二永磁體的軸向部的相鄰兩個(gè)極的磁力線通過轉(zhuǎn)子組件端部空氣形成閉合回路，構(gòu)成第二磁路，第一磁路和第二磁路的磁力線在轉(zhuǎn)子鐵芯上聚磁后，再進(jìn)入氣隙和定子，可以大幅提升轉(zhuǎn)子的聚磁效果；此外，除轉(zhuǎn)子鐵芯外，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中不設(shè)置其他導(dǎo)磁部件，零部件少、裝配步驟少、裝配簡單，生產(chǎn)成本低，同時(shí)第一永磁體的軸向端部漏磁力線需經(jīng)第二永磁體形成閉合回路，非導(dǎo)磁部件的第二永磁體削弱了第一永磁體的端部漏磁，且第二磁路磁力線流通方向和第一永磁體端部漏磁力線流通方向相反，存在互斥效應(yīng)，這將進(jìn)一步減小第一永磁體的軸向端部漏磁，提升轉(zhuǎn)子磁場強(qiáng)度。

技術(shù)特征：

1.一種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)子鐵芯(11)、第一永磁體(12)和第二永磁體(21)，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)具有安裝槽，所述第一永磁體(12)安裝在所述安裝槽內(nèi)，沿著所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向，所述第一永磁體(12)的軸向高度大于所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向高度；所述第二永磁體(21)為整體式結(jié)構(gòu)，所述第二永磁體(21)包括設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向端部的軸向部(211)，所述軸向部(211)上設(shè)置有凹槽(213)，所述第一永磁體(12)沿軸向伸出所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的部分插入所述凹槽(213)內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二永磁體(21)為注塑磁鋼。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二永磁體(21)還包括連接部(212)，所述連接部(212)填充在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)或所述安裝槽設(shè)置的通孔內(nèi)，所述第二永磁體(21)的軸向部(211)通過所述連接部(212)連接形成一個(gè)整體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二永磁體(21)的軸向部(211)上設(shè)置的凹槽(213)不貫通所述軸向部(211)，所述凹槽(213)的數(shù)量和轉(zhuǎn)子磁極數(shù)量相同。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二永磁體(21)包括軸向部(211)和連接部(212)，所述第二永磁體(21)通過設(shè)置在所述軸向部(211)上的凹槽(213)和所述第一永磁體(12)配合，所述第一永磁體(12)和所述第二永磁體(21)均為磁通源，除轉(zhuǎn)子鐵芯(11)外，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中不設(shè)置其他導(dǎo)磁部件。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，相鄰所述凹槽(213)之間形成凸塊(214)，所述凸塊(214)的一個(gè)極性區(qū)域與所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的一個(gè)極性區(qū)域的位置對(duì)應(yīng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，在與所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向垂直的平面上，所述凸塊(214)的一個(gè)極性區(qū)域與對(duì)應(yīng)的所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的一個(gè)極性區(qū)域的區(qū)域形狀相適配，且所述凸塊(214)的一個(gè)極性區(qū)域填滿所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)所對(duì)應(yīng)的極性區(qū)域。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向端部，至少一端設(shè)置有所述軸向部(211)，在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向上，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)和所述軸向部(211)貼合在一起。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二永磁體(21)沿所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向ns極交替充磁。

10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二永磁體(21)的靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)一側(cè)的極性為第一極性，與該第二永磁體(21)相鄰兩側(cè)的兩個(gè)所述第一永磁體(12)靠近所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)一側(cè)的極性為第一極性。

11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向高度為x，所述第一永磁體(12)的軸向高度為y，y＞x，所述軸向部(211)的軸向高度為z1，所述凸塊(214)的軸向高度為z2，其中0.2*(y-x)≤z1≤1.6*(y-x)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，2*z2≥(y-x)。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，z2＝0.5*(y-x)。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，0.03≤(z1-z2)/z1≤0.7。

15.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，在與所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向垂直的平面上，所述第二永磁體(21)的內(nèi)徑為di2，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的內(nèi)徑為di1，di2≥di1。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的外周側(cè)設(shè)置有限位凸起(111)，所述限位凸起(111)從所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的周向兩側(cè)側(cè)向延伸，并對(duì)所述第一永磁體(12)形成徑向限位。

17.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，在與所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向垂直的平面上，所述第二永磁體(21)的外徑的最大值為do2，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的外徑的最大值為do1，do2≤do1。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，do2＝do1。

19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二永磁體(21)為注塑鐵氧體或注塑釹鐵硼。

20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一永磁體(12)為燒結(jié)永磁體或注塑永磁體。

21.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)由硅鋼片疊壓形成，或，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)為注塑磁鋼，在與所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向垂直的平面上，沿徑向方向，所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)ns極交替充磁。

22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第二永磁體(21)注塑包覆或填充在所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)上，或，所述第二永磁體(21)和所述轉(zhuǎn)子鐵芯(11)、所述第一永磁體(12)分別單獨(dú)制作后裝配在一起。

23.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在端部和內(nèi)部間隙填充塑封料并塑封成一個(gè)整體。

24.一種電機(jī)，包括定子結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)為權(quán)利要求1至23中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和電機(jī)。該轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子鐵芯(11)、第一永磁體(12)和第二永磁體(21)，轉(zhuǎn)子鐵芯(11)具有安裝槽，第一永磁體(12)安裝在安裝槽內(nèi)，沿著轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向，第一永磁體(12)的軸向高度大于轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向高度；第二永磁體(21)為整體式結(jié)構(gòu)，第二永磁體(21)包括設(shè)置在轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的軸向端部的軸向部(211)，軸向部(211)上設(shè)置有凹槽(213)，第一永磁體(12)沿軸向伸出轉(zhuǎn)子鐵芯(11)的部分插入凹槽(213)內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，能夠提升電機(jī)聚磁效果，減小第一永磁體的軸向端部漏磁，且零部件少、裝配步驟少、裝配簡單，生產(chǎn)成本低。

技術(shù)研發(fā)人員：胡余生,陳彬,肖勇,李霞,史進(jìn)飛,王慶凱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：珠海格力電器股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9