技术领域
[0001] 本发明涉及电器设备,具体地,涉及永磁电机。
相关背景技术
[0002] 传统的径向永磁电机中,转子的永磁体的磁通基本上都沿着电机的径向方向进入定子齿部。为了提高进入定子铁芯的磁通继而增加绕组磁链,通常需要设计非常复杂的转子结构实现永磁体聚磁,或者需要增大转子与定子的径向相对的表面。为增大转子与定子的径向相对的表面,可以通过以下方式来实现:1、增加电机的轴向长度,2、在内转子电机中,增加转子外径;3、在外转子电机中,增加定子外径。无论如何,都会使得电机的尺寸增加、结构复杂。
具体实施方式
[0036] 在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值,这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说,各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间,以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围,这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
[0037] 在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右;“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。另外,本发明中,“多个”表示两个以上(包括两个)。
[0038] 本发明提供一种永磁电机,其中,所述永磁电机包括:转子100和定子铁芯200。
[0039] 其中,所述转子100包括永磁体保持架110和安装于所述永磁体保持架110的永磁体,所述永磁体保持架110包括沿所述转子100的轴向方向延伸的主体111,所述永磁体包括多个第一永磁体120和至少一个第二永磁体130,多个所述第一永磁体120沿所述主体111的周向设置,至少一个所述第二永磁体130沿所述轴向方向设置在至少一个第一永磁体120的至少一侧并与所述至少一个第一永磁体120沿所述轴向方向一一对应;所述定子铁芯200包括定子轭部210和多个定子齿部220,多个所述定子齿部220沿环状的所述定子轭部210的周向间隔设置,至少一个所述定子齿部220包括能够与所述第一永磁体120间隔地对应的第一表面221和能够与所述第二永磁体130间隔地对应的第二表面222;沿所述轴向方向对应的所述第一永磁体120和第二永磁体130的极性相同。
[0040] 本发明的永磁体的磁通分为两部分,一方面,第一永磁体120的磁通可以通过第一表面221从永磁电机的径向进入定子齿部220,另一方面,第二永磁体130的磁通可以通过第二表面222从永磁电机的轴向方向进入定子齿部220。通过第二永磁体130,可以增加从轴向进入定子齿部220的磁通,因而在无需对永磁电机的尺寸、结构做更为复杂的调整的情况下即可增加永磁体的进入定子齿部220的磁通总量。
[0041] 其中,定子铁芯200可以通过各种适当的方式形成定子轭部210和定子齿部220,例如可以通过多个具有对应定子轭部210的第一部分和对应定子齿部220的第二部分的冲片叠压而成。为便于制造和简化组装工序,优选地,如图2至图8和图10至图16所示,所述定子轭部210包括沿所述定子轭部210的中心线方向叠压的多个定子轭部冲片211,所述定子齿部220包括叠压的多个定子齿部冲片223,多个所述定子齿部冲片223的叠压方向设置为使得所述定子齿部220的所述第二表面222垂直于所述轴向方向。由此,可以通过分别叠压定子轭部冲片211和定子齿部冲片223来分别形成定子轭部210和定子齿部220,定子轭部210和定子齿部220可以随后通过组装来获得定子铁芯200。
[0042] 另外,定子齿部冲片223的叠压方向设置为使得定子齿部冲片223的厚度方向垂直于所述轴向方向,由此,磁通可以从各个定子齿部冲片223的侧面进入定子齿部220,而不会因为磁通的进入方向与定子齿部冲片223的叠压方向一致而影响磁通进入定子齿部220的效果。在这种情况下,第一表面221即为定子齿部220沿定子轭部210所围环形的内表面,第二表面222即为定子齿部220的沿轴向方向的端面。另外,这种布置能够增大进入定子齿部220的磁通,具体的,使得第一表面221和第一永磁体120平行对应,即第一表面221环绕第一永磁体120;并且,可以使第二表面222和第二永磁体130平行对应,即第二表面222垂直于轴向方向设置。
[0043] 其中,定子齿部冲片223可以分为多组叠压,以形成沿定子轭部210的周向间隔设置的多个定子齿部220。为便于使定子齿部冲片223的厚度方向垂直于所述轴向方向,定子齿部冲片223可以沿定子轭部210的周向叠压。
[0044] 为便于装配定子轭部210和定子齿部220,如图8和图16所示,所述定子齿部冲片223具有用于与所述定子轭部210配合的缺口224。如图7和图15所示,定子轭部冲片211可以为圆环形状,从而通过叠压形成环状的定子轭部210。通过将环状的定子轭部210配合在缺口224处,即可完成定子轭部210和定子齿部220的装配。其中,所述缺口224可以设置在所述定子齿部冲片223的与所述第一表面221相对的表面上,以免干涉第一永磁体120和第二永磁体130的磁通进入定子齿部220。
[0045] 另外,为增加永磁体进入定子齿部220的轴向磁通,优选地,所述转子100包括沿所述主体111的周向间隔设置的多个所述第二永磁体130。为便于布置且保持永磁电机的平稳性,多个第二永磁体130和第一永磁体120均可以沿主体111的周向均布。
[0046] 其中,第一永磁体120和第二永磁体130可以是一一对应的,即,每个所述第一永磁体120在沿所述轴向方向都对应有所述第二永磁体130。在这种实施方式中,周向相邻的第一永磁体120的极性相反,周向相邻的第二永磁体130的极性也相反。可选择的,也可以使第一永磁体120和第二永磁体130不具有一一对应的关系,例如,可以使每周向隔开一个第一永磁体120对应于一个第二永磁体130,在这种情况下,周向相邻的第一永磁体120的极性相反,但周向相邻的第二永磁体130的极性相同。当然,也可以使第二永磁体130以任意方式排列,以对应不同的第一永磁体120并根据对应的第一永磁体120的极性来设置自身的极性。
[0047] 另外,优选地,所述第一永磁体120和/或第二永磁体130为横截面为扇环形状的块体,其中:多个所述第一永磁体120位于同一圆周上,和/或,位于所述第一永磁体120的同一侧的多个所述第二永磁体130位于同一圆周上。由此,第一永磁体120和第二永磁体130能够尽可能环绕主体111,从而增加与定子齿部220的对应面积并增加进入定子齿部220的磁通。具体的,如图2、图5、图9、图14所示,第一永磁体120和第二永磁体130均为横截面为扇环形状的块体,第一永磁体120沿主体111的大部分延伸以尽可能覆盖主体111的外表面(图2所示的内转子电机)或内表面(图9所示的外转子电机),第二永磁体130位于主体111的两端处,以便在尽可能环绕覆盖主体111的两端处的同时减少沿主体111的轴向方向所占空间,从而兼顾来自第一磁体120的径向磁通和来自第二磁体130的轴向磁通。
[0048] 此外,为进一步提高磁通,如图1和图9所示,每个所述第一永磁体120在沿所述轴向方向的两侧都对应有所述第二永磁体130。由此,第二永磁体130的磁通可以从定子齿部220的轴向两端进入。
[0049] 为便于磁通沿永磁电机的轴向方向以最短距离进入定子齿部220,优选地,所述第二表面222与所述第二永磁体130沿所述轴向方向的投影重叠。例如,在图1至图8所示的实施方式中,如图6所示,定子齿部220的一部分伸入轴向两侧的第二永磁体130之间,以使定子齿部220的顶面和底面(即第二表面222)与第二永磁体130沿轴线方向的投影具有重叠部分。同样的,如图13所示,定子齿部220的顶面和底面(即第二表面222)也具有与第二永磁体130沿轴线方向的投影重叠的部分。这里,所述第二表面222与所述第二永磁体130沿所述轴向方向的投影重叠应理解为在转子100转动过程中定子齿部220切割第二永磁体130的磁力线的时刻,该定子齿部220的第二表面222与第二永磁体130具有沿轴线方向的投影重叠。
[0050] 其中,第二永磁体130可以位于定子齿部220的轴向方向的外侧,如图3和图13所示,但也可以位于定子齿部220的轴向方向的内侧,只要与定子齿部220的第二表面222间隔地对应以形成轴向气隙即可。
[0051] 为便于设置第一永磁体120和第二永磁体130,所述永磁体保持架110包括位于所述主体111的轴向方向两侧的第一凸缘112和第二凸缘113,所述第一凸缘112、第二凸缘113为与所述主体111同轴设置的圆形板状,所述第一永磁体120设置在所述柱状主体111的内表面(内转子电机)或外表面(外转子电机)上,所述第二永磁体130设置在所述第一凸缘112和/或所述第二凸缘113的朝向所述主体111的表面上。即,仅在定子齿部220的轴向一侧设置第二永磁体130时,可以将第二永磁体130设置在所述第一凸缘112或所述第二凸缘113的朝向主体111的表面上;在定子齿部220的轴向两侧均设置第二永磁体130时,可以将第二永磁体130分别设置在所述第一凸缘112和所述第二凸缘113的朝向主体111的表面上。
[0052] 本发明的永磁体电机可以为内转子电机,例如,在图1至图8所示的实施方式中,所述第一永磁体120设置在所述定子铁芯200所围的环状空间内。其中,定子轭部210位于定子齿部220的径向外侧,第一永磁体120位于定子齿部220的径向内侧且与定子齿部220具有径向间隙。其中,在内转子电机的实施方式中,主体111可以为圆柱状,第一永磁体120环绕地主体111的外周面设置。
[0053] 可选择的,本发明的永磁体电机可以为外转子电机,例如,在图9至图16所示的实施方式中,所述第一永磁体120设置在所述定子铁芯200的外侧。其中,定子轭部210位于定子齿部220的径向内侧,第一永磁体120位于定子齿部220的径向外侧且与定子具有径向间隙。其中,主体111为中空的圆筒状结构,第一凸缘112、第二凸缘113和主体111均具有彼此连通的开孔,第一永磁体120环绕主体111的内周面设置。为便于定位第一永磁体120,主体111的内壁上设置有第一定位槽。
[0054] 另外,无论内转子电机还是外转子电机,为便于定位第二永磁体130,第一凸缘112和/或第二凸缘113上可以设置有第二定位槽。
[0055] 第一永磁体120、第二永磁体130可以通过适当方式安装于永磁体保持架110,例如通过注塑等方式固定。
[0056] 以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合,这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。