一種用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及其電機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及直流無刷電機部件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及其電機。
【背景技術(shù)】
[0002]切向式永磁直流無刷電機由于其具有“聚磁”效果，因此，比徑向式電機轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更高的氣隙磁密，而且，切向式永磁直流無刷電機的獨特凸極效應(yīng)比，能夠產(chǎn)生較大的磁阻扭矩，使得電機具有較大的轉(zhuǎn)矩/電流比、轉(zhuǎn)矩/體積比和弱磁擴速特性，所以得到了廣泛的研究與應(yīng)用。
[0003]目前，切向式永磁直流無刷電機內(nèi)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)普遍存在較多的局限性，具體如下，
(1)漏磁系數(shù)較大，尤其是靠近轉(zhuǎn)軸的內(nèi)側(cè)，造成電機性能不佳，過載能力低；(2)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，轉(zhuǎn)子、鐵芯更改為拼塊式結(jié)構(gòu)，難以一次成型，并在轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)設(shè)置隔磁環(huán)，裝配復(fù)雜、工藝成本及材料成本較高、機械強度低，難以用于大功率高速電機。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所解決的技術(shù)問題是現(xiàn)有的向式永磁直流無刷電機內(nèi)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)存在的漏磁系數(shù)較大，過載能力低，結(jié)構(gòu)及裝配復(fù)雜的問題。本實用新型的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及其電機，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，漏磁系數(shù)小，機械強度高，便于生產(chǎn)，制造成本低，具有較高的抗退磁能力和高過載能力，并增加徑向永磁體，使得電機轉(zhuǎn)子永磁體具有較高的工作點，具有更大的轉(zhuǎn)矩/電流比、轉(zhuǎn)矩/體積比和電機效率特性，具有良好的應(yīng)用前景。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括轉(zhuǎn)子鐵芯、切向永磁體和轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)子鐵芯沿圓周徑向等間隔分布有偶數(shù)個切向永磁體槽，相鄰的切向永磁體槽內(nèi)設(shè)有極性相對的切向永磁體，所述切向永磁體槽與近氣隙側(cè)連接或斷開，保持轉(zhuǎn)子鐵芯中心對稱，所述切向永磁體槽的近轉(zhuǎn)軸側(cè)與位于其兩側(cè)的隔磁槽相連通，所述隔磁槽的近氣隙側(cè)與對應(yīng)的切向永磁體槽的中心線呈角度α向外延伸，且相鄰的隔磁槽之間形成徑向分布的隔磁橋。
[0007]前述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述角度α的范圍為:π/5ρ彡α彡π/2，ρ為轉(zhuǎn)子極對數(shù)。
[0008]前述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述隔磁槽的橫截面形狀為平板形狀或弧形形狀，且隔磁槽的最小寬度W大于3倍最小氣隙寬度S。
[0009]前述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述隔磁橋的截面形狀為平板形狀或沿徑向向氣隙側(cè)逐漸縮小形狀，且隔磁橋的最小寬度L的范圍為0.3mm < L < 3mm。
[0010]前述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述切向永磁體槽的近氣隙側(cè)與位于其兩側(cè)的空氣槽相連通，所述空氣槽的近氣隙側(cè)與對應(yīng)的切向永磁體槽的中心線呈角度β向內(nèi)延伸，且與相鄰空氣槽的夾角為γ。
[0011]前述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述角度β的范圍為π/5ρ彡β彡π/ρ，所述夾角γ的范圍為π/2ρ彡γ彡4 π/5ρ，ρ為轉(zhuǎn)子極對數(shù)。
[0012]前述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述空氣槽的截面形狀為平板形狀或沿延伸方向逐漸縮小形狀，且空氣槽的最小寬度W2大于最小氣隙寬度S。
[0013]前述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:相鄰的兩個切向永磁體之間均設(shè)有徑向永磁體，各徑向永磁體近氣隙側(cè)的極性與相鄰切向永磁體一側(cè)的側(cè)極性相同，所述徑向永磁體設(shè)置在徑向方向上單層或兩層結(jié)構(gòu)的徑向永磁體槽內(nèi)。
[0014]前述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述徑向永磁體槽與相鄰切向永磁體槽的最小距離為W1，其范圍為0.3mm ^ W1 ^ 3mm。
[0015]前述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述徑向永磁體在中心徑向方向上的厚度為hl，最末端的厚度為h2，且hi多h2 ;所述切向永磁體與徑向永磁體的磁能積不一致。
[0016]—種切向式永磁直流無刷電機，包括定子，其特征在于:還包括上述的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
[0017]本實用新型的有益效果是:本實用新型的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及其電機，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，漏磁系數(shù)小，機械強度高，便于生產(chǎn)，制造成本低，具有較高的抗退磁能力和高過載能力，在保持切向式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)較大凸極比情況下，并增加徑向永磁體，使得電機轉(zhuǎn)子永磁體具有較高的工作點，具有更大的轉(zhuǎn)矩/電流比、轉(zhuǎn)矩/體積比和電機效率特性，具有良好的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的第一實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本實用新型的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的第二實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是本實用新型的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的第三實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是本實用新型第三實施例的徑向永磁體槽與相鄰切向永磁體槽的最小距示意圖。
[0022]圖5是本實用新型的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的第四實施例結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖6是采用本實用新型轉(zhuǎn)子機構(gòu)形成的切向式永磁直流無刷電機的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面將結(jié)合說明書附圖，對本實用新型作進一步的說明。
[0025]本實用新型的用于切向式永磁直流無刷電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，如圖1所示的第一實施例，包括轉(zhuǎn)子鐵芯1、切向永磁體2和轉(zhuǎn)軸3，所述轉(zhuǎn)子鐵芯1沿圓周徑向等間隔分布有偶數(shù)個切向永磁體槽21，相鄰的切向永磁體槽21內(nèi)設(shè)有極性相對的切向永磁體2，形成一個轉(zhuǎn)子磁極N或S，所述切向永磁體槽21與近氣隙側(cè)連接或斷開，可以使用間隔連接和斷開結(jié)構(gòu)形式交錯進行，保持轉(zhuǎn)子鐵芯1中心對稱，所述切向永磁體槽21的近轉(zhuǎn)軸側(cè)與位于其兩側(cè)的隔磁槽4相連通，所述隔磁槽4的近氣隙側(cè)與對應(yīng)的切向永磁體槽21的中心線5呈角度α向外延伸，且相鄰的隔磁槽4之間形成徑向分布的隔磁橋6。
[0026]所述角度α的范圍為π/5ρ彡α彡π/2，ρ為轉(zhuǎn)子極對數(shù)。
[0027]如圖1所示的第一實施例，所述隔磁槽4的橫截面形狀為平板形狀或弧形形狀，且隔磁槽4的最小寬度W大于3倍最小氣隙寬度S。
[0028]所述隔磁橋6的截面形狀為平板形狀或沿徑向向氣隙側(cè)逐漸縮小形狀，且隔磁橋6的最小寬度L的范圍為0.3mm ^ L ^ 3mm，達到更好的隔磁效果。
[0029]如圖2所示，本實用新型的第二實施例，切向永磁體槽21的近氣隙側(cè)與位于其兩側(cè)的空氣槽7相連通，所述空氣槽7的近氣隙側(cè)與對應(yīng)的切向永磁體槽21的中心線5呈角度β向內(nèi)延伸，且與相鄰空氣槽的夾角為丫，所述角度β的范圍為3τ/5ρ彡β彡π/ρ,所述夾角γ的范圍為η/2ρ< γ <4 31/