用于永磁体嵌入式电动机的转子和使用该转子的电动机转让专利

申请号 : CN201680027378.8

文献号 : CN107534338B

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基本信息:

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相似专利:

发明人 : 许廷吉白赞皓徐奉均

申请人 : 翰昂系统有限公司

摘要 :

本发明涉及一种用于永磁体嵌入式电动机的转子和使用该转子的电动机。根据本发明的一个方面,提供了一种用于永磁体嵌入式电动机的转子,所述转子包括:转子芯,所述转子芯具有固定到中心的旋转轴并且具有形成为沿圆周方向间隔开的多个磁体插入孔;以及多对永磁体,所述多对永磁体分别插入到所述多个磁体插入孔的每一个中,所述磁体插入孔呈V形以朝向径向外侧逐渐彼此间隔开,其中,所述多个磁体插入孔中的每一个包括彼此面对的一对内侧;并且其中进一步形成阻挡孔,以使每个所述磁铁插入孔的内部空间扩大,以便分别从所述一对内侧突出。

权利要求 :

1. 一种用于永磁体嵌入式电动机的转子,包括:

转子芯,所述转子芯具有固定到中心的旋转轴并且具有形成为沿圆周方向间隔开的多个磁体插入孔;以及 多对永磁体,所述多对永磁体分别插入到所述多个磁体插入孔的每一个中,所述磁体插入孔呈V形以朝向径向外侧逐渐彼此间隔开,多个铆钉孔,所述多个铆钉孔沿着所述圆周方向贯通形成在所述磁体插入孔与所述转子芯的固定有所述旋转轴的旋转轴孔之间;以及 多个减重孔,所述多个减重孔沿着所述圆周方向贯通形成在所述磁体插入孔与所述转子芯的固定有所述旋转轴的所述旋转轴孔之间,其中,所述多个磁体插入孔中的每一个包括彼此面对的一对内侧,并且 其中进一步形成阻挡孔,以使每个所述磁体插入孔的内部空间扩大,以便分别从所述一对内侧朝向彼此突出,所述多个减重孔被形成为与连接所述多个铆钉孔的中心的圆相交;

每个所述磁体插入孔的对称轴线的延长线被定位成穿过每个所述铆钉孔的中心。

2. 一种用于永磁体嵌入式电动机的转子,包括:

转子芯,所述转子芯具有固定到中心的旋转轴并且具有形成为沿圆周方向间隔开的多个磁体插入孔;以及 多对永磁体,所述多对永磁体分别插入到所述多个磁体插入孔的每一个中,所述磁体插入孔呈V形以朝向径向外侧逐渐彼此间隔开,多个铆钉孔,所述多个铆钉孔沿着所述圆周方向贯通形成在所述磁体插入孔与所述转子芯的固定有所述旋转轴的旋转轴孔之间;以及 多个减重孔,所述多个减重孔沿着所述圆周方向贯通形成在所述磁体插入孔与所述转子芯的固定有所述旋转轴的所述旋转轴孔之间,其中,所述多个磁体插入孔中的每一个包括彼此面对的一对内侧,并且 其中进一步形成阻挡孔,以使每个所述磁体插入孔的内部空间扩大,以便分别从所述一对内侧朝向彼此突出,所述多个减重孔被形成为与连接所述多个铆钉孔的中心的圆相交;

所述多个减重孔相对于连接一对相邻的磁体插入孔之间的间隔的中心和所述旋转轴孔的中心的直线对称。

3.根据权利要求1或2所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述阻挡孔呈圆弧形状延伸。

4.根据权利要求3所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,每个所述磁体插入孔被形成为具有V形形状;并且其中,所述阻挡孔沿圆周方向朝向所述磁体插入孔的中心延伸。

5.根据权利要求4所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,分别连接所述阻挡孔的两个端部和所述转子芯的中心的两条线的角度为12°至14°。

6.根据权利要求4所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述阻挡孔的长度为1.1 mm至1.5 mm。

7.根据权利要求1或2所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述阻挡孔的厚度大于0.4 mm。

8.根据权利要求1或2所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述多个铆钉孔和所述多个减重孔各自具有形成在远离所述转子芯的中心超过15.9 mm处的径向外侧的内侧端部。

9.根据权利要求8所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述多个铆钉孔和所述多个减重孔各自具有形成在远离所述转子芯的中心超过20.1 mm处的径向内侧的外侧端部。

10.根据权利要求1所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述多个铆钉孔具有圆形形状。

11.根据权利要求1所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述多个减重孔相对于连接一对相邻的磁体插入孔之间的间隔的中心和所述旋转轴孔的中心的直线对称。

12.根据权利要求2或11所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,每个所述减重孔具有形成为关于所述旋转轴孔的中心的圆的一部分的内侧端部和外侧端部;并且具有连接所述内侧端部和所述外侧端部的两个侧端部,相反的侧端部各自形成为关于所述铆钉孔的中心的圆的一部分。

13.根据权利要求12所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述外侧端部被形成为比所述内侧端部的长度更长;并且所述两个侧端部具有相同的长度。

14.根据权利要求13所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述减重孔的所述两个侧端部被形成为使相反的侧端部各自与所述铆钉孔的中心间隔大于8 mm。

15.根据权利要求1或2所述的用于永磁体嵌入式电动机的转子,其特征在于,所述磁体插入孔的数量为八。

16.一种永磁体嵌入式电动机,包括:

 壳体;

定子,所述定子被固定在所述壳体内;以及

 如权利要求1或2所述的转子,所述转子被可旋转地安装在所述定子内。

17.根据权利要求16所述的永磁体嵌入式电动机,所述定子包括十二个槽;并且所述转子包括八个极。

说明书 :

用于永磁体嵌入式电动机的转子和使用该转子的电动机

技术领域

[0001] 本发明的示例性实施例涉及一种用于永磁体嵌入式电动机的转子和使用该转子的电动机,并且更具体地,涉及一种其中嵌入有永磁体的转子和具有该转子的电动机。

背景技术

[0002] 最近,考虑到换向器和电刷的机械接触式问题,使用半导体装置的电子切换方法的所谓的无刷电动机(无刷直流电动机:BLDC电动机)被广泛使用,并且无刷电动机可以根据定子和转子的排列而被分为内转子式和外转子式。
[0003] 内转子式电动机使用将轴插入圆柱形永磁体的中心的转子、或将轴插入转子芯的中心并将多个永磁体插入转子芯的所谓的IPM型永磁体插入转子,所述转子芯堆叠电工钢板。
[0004] 最近,正在使用除了磁体转矩之外还利用磁阻转矩的永磁体嵌入式电动机(以下称为IPM电动机)作为高效率电动机。磁阻转矩是使用d轴电感(Ld)和q轴电感(Lq)的凸极性产生的力,并且为此目的,永磁体经常呈V形排列。
[0005] 图1中示出了永磁体嵌入式电动机中使用的转子的示例。参考图1,转子可以用作电动压缩机等的驱动部分,并且被定位在定子的内侧,该定子具有沿内侧方向突出的齿和缠绕在齿上的线圈;并且转子10包括通过堆叠多个电工钢板形成的转子芯12;并且排列成与转子芯12的外侧相邻地形成大致V形的多对所述永磁体以嵌入式形状固定在转子芯12内。
[0006] 并且,基本上在转子芯12的中心提供有插入并固定驱动轴的驱动轴孔20;并且多个永磁体插入孔30以规则间隔呈V形形成,该V形相对于驱动轴孔20朝向定子侧敞开。驱动轴孔20和永磁体插入孔30之间的转子芯12起到磁通通路的作用,并且也起到支撑驱动轴的旋转力的作用。
[0007] 同时,当增加磁体的数量或减小与定子芯的气隙以便增加如上所述电动机的转矩和效率时,存在增加齿槽转矩的问题。如果齿槽转矩增加,则噪声将增大、电动机的控制也变得更加困难。
[0008] 此外,安装多个永磁体,使得驱动轴使用压配合方法紧密地靠近驱动轴孔20定位,并且永磁体靠近永磁体插入孔30的插入孔;并且由于转子10没有用于散发热量的通道,因此存在电动机可能过热的问题。
[0009] 此外,最近,需要减小转子10的重量,从而实现成本节省并提高旋转力。
[0010] 然而,在转子芯12中的任何地方形成孔的情况下,可能存在减小用于支撑驱动轴的支撑力并因此使旋转不稳定以及干扰磁通的通路并因此减弱磁通的问题。

发明内容

[0011] 技术问题
[0012] 本发明旨在克服现有技术的缺点而提出的。并且本发明的技术目的在于提供一种用于永磁体嵌入式电动机的转子,其不仅能够使转子的变化最小化并且还能减小齿槽转矩。
[0013] 此外,本发明的另一技术目的在于提供一种用于永磁体嵌入式电动机的转子,其能够实现轻量化和成本节省,并且提高电动机的冷却效率。
[0014] 此外,本发明的又一技术目的在于提供具有上述转子的电动机。
[0015] 技术方案
[0016] 根据本发明用于实现上述技术目的的一个实施例,提供了一种用于永磁体嵌入式电动机的转子,所述转子包括:转子芯,所述转子芯具有固定到中心的旋转轴并且具有形成为沿圆周方向间隔开的多个磁体插入孔;以及多对永磁体,所述多对永磁体分别插入到所述多个磁体插入孔的每一个中,所述磁体插入孔呈V形以朝向径向外侧逐渐彼此间隔开,其中,所述多个磁体插入孔中的每一个包括彼此面对的一对内侧;并且其中进一步形成阻挡孔,以使每个所述磁铁插入孔的内部空间扩大,以便分别从所述一对内侧突出。
[0017] 根据本发明的上述方面,可以扩大磁体插入孔的空间并且限制由永磁体产生的磁通向定子的传递,从而使齿槽转矩的发生最小化。也就是说,考虑到齿槽转矩在永磁体拉动定子时抑制转子的旋转,形成了限制在永磁体中对定子产生最大影响的位置处的磁通的阻挡孔。结果,与现有技术相比,可以减小齿槽转矩。
[0018] 在本文中,阻挡孔可以具有任何形状,但是可能以圆弧形状延伸,以进一步均匀地阻挡磁通。
[0019] 进一步地,每个所述磁体插入孔被形成具有V形形状;并且所述阻挡孔可以沿圆周方向朝向所述磁体插入孔的中心延伸。
[0020] 进一步地,分别连接所述阻挡孔的两个端部和所述转子芯的中心的两条线的角度可以为12°至14°。
[0021] 进一步地,阻挡孔可以具有1.1 mm至1.5 mm的长度。
[0022] 进一步地,阻挡孔可以具有大于0.4 mm的厚度。
[0023] 进一步地,所述用于永磁体嵌入式电动机的转子可以包括:多个铆钉孔,所述多个铆钉孔沿着所述圆周方向贯通形成在所述磁体插入孔与所述转子芯的固定有所述旋转轴的旋转轴孔之间;以及多个减重孔,所述多个减重孔沿着所述圆周方向贯通形成在所述磁体插入孔与所述转子芯的固定有所述旋转轴的所述旋转轴孔之间。
[0024] 根据本发明的上述方面,可以形成铆钉孔和减重孔,该铆钉孔贯穿形成有连接所堆叠的转子芯的铆钉,该减重孔用于在转子芯的中心处形成的旋转轴孔与沿转子芯的圆周方向形成的磁体插入孔之间除去转子芯的不必要的重量;并且铆钉孔和减重孔可以起到制冷剂的流动路径的作用,从而提高电动机的冷却效率并实现轻量化和成本节省。
[0025] 所述多个减重孔可以被形成为与连接所述多个铆钉孔的中心的圆相交。
[0026] 所述多个铆钉孔和所述多个减重孔可以各自具有形成在远离所述转子芯的中心超过15.9 mm处的径向外侧的内侧端部。
[0027] 所述多个铆钉孔和所述多个减重孔可以各自具有形成在远离所述转子芯的中心超过20.1 mm处的径向内侧的外侧端部。
[0028] 所述多个铆钉孔可以具有圆形形状;并且每个所述磁体插入孔的对称轴线的延长线被定位成穿过每个所述铆钉孔的中心。
[0029] 所述多个减重孔可以相对于连接所述一对相邻的磁体插入孔之间的间隔的中心和所述旋转轴孔的中心的直线对称。
[0030] 每个所述减重孔可以具有形成为关于所述旋转轴孔的中心的圆的一部分的内侧端部和外侧端部;并且具有连接所述内侧端部和所述外侧端部的两个侧端部,所述相反的侧端部各自形成为关于所述铆钉孔的中心的圆的一部分。
[0031] 所述外侧端部可以被形成为比所述内侧端部的长度更长;并且所述两个侧端部可以具有相同的长度。
[0032] 所述减重孔的所述两个侧端部可以被形成为使所述相反的侧端部各自与所述铆钉孔的中心间隔大于8 mm。
[0033] 所述磁体插入孔的数量用八表征。
[0034] 根据本发明的另一实施例,提供了一种永磁体嵌入式电动机,所述电动机包括:壳体;定子,所述定子被固定在所述壳体内;以及转子,所述转子被可旋转地安装在所述定子内,其中所述转子是上述转子中的任何一个。
[0035] 在本文中,所述定子可以包括十二个槽,并且所述转子可以包括八个极。
[0036] 有益效果
[0037] 根据本发明的具有上述构造的各方面,可以仅在磁体插入孔的内侧表面形成阻挡孔,从而与现有技术相比减小齿槽转矩。
[0038] 此外,可以从磁体的最外侧形成阻挡孔,从而减小了阻挡孔的尺寸;使对刚度或效率等的影响最小化;并且与现有技术相比,齿槽转矩减小约一半。
[0039] 此外,可以包括沿着圆周方向贯通形成在所述磁体插入孔与所述转子芯的旋转轴孔之间的所述多个铆钉孔和所述多个减重孔,从而实现了转子的轻量化和成本节省。
[0040] 另外,所述多个铆钉孔和所述多个减重孔可以起到制冷剂的流动路径的作用,从而提高电动机的冷却效率。
[0041] 本发明的效果不限于上述效果,并且应该理解的是,本发明的前述一般说明和以下具体实施方式都是示例性和说明性的,并且旨在提供对所要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

[0042] 图1是用于永磁体嵌入式电动机的常规一般转子的平面视图。
[0043] 图2是根据本发明的永磁体嵌入式电动机的一个实施例的示意性平面视图。
[0044] 图3是展示了图2的转子的端部附近的放大平面视图。
[0045] 图4是测量用于永磁体嵌入式电动机的传统转子中的齿槽转矩的图表。
[0046] 图5是测量图3所示的转子的齿槽转矩的图表。
[0047] 图6是展示了根据图2中的阻挡孔的长度的齿槽转矩和转矩波动的变化的图表。
[0048] 图7是展示了在图2中的转子以15000 rpm运行时根据温度的变化的应力分布的视图。
[0049] 图8是分开地展示了图2所示的转子的平面视图。
[0050] 图9是展示了图8的A部分的放大平面视图。
[0051] 图10是展示了根据图9所述的转子的位置的磁通密度的视图。

具体实施方式

[0052] 在下文中,将参考附图详细描述根据本发明的用于永磁体嵌入式电动机的转子的实施例和使用该转子的电动机。
[0053] 此外,以下术语在本发明中是鉴于功能来定义的,并且可以通过用户和操作者的意图或先例以不同的方式来解释。因此,本说明书中使用的术语的定义应当基于整个说明书的内容来解释。
[0054] 在下文中,将参照附图详细描述本发明的示例性实施例。
[0055] 图2是根据本发明的永磁体嵌入式电动机的一个实施例的示意性平面视图;图3是展示了图2的转子的端部附近的放大平面视图;图4是测量用于永磁体嵌入式电动机的传统转子中的齿槽转矩的图表;图5是测量图3所示的转子的齿槽转矩的图表;图6是展示了根据图2中的阻挡孔的长度的齿槽转矩和转矩波动的变化的图表;图7是展示了在图2中的转子以15000 rpm运行时根据温度的变化的应力分布的视图;图8是分开地展示了图2所示的转子的平面视图;图9是展示了图8的A部分的放大平面视图;并且图10是展示了根据图9所述的转子的位置的磁通密度的视图。
[0056] 参考图2,根据本发明的永磁体嵌入式电动机的一个实施例包括:壳体,所述壳体未示出;定子50,所述定子被固定在所述壳体内;以及转子100,所述转子被可旋转地支撑在所述定子内。
[0057] 定子50具有将多个环形的片材堆叠、穿过其内部的形状;并且可以使用压配合方法等固定在壳体内。定子包括形成为朝向径向内侧突出的多个齿52;以及缠绕在所述齿上的线圈54。
[0058] 转子100被安装在定子50内。转子100包括多个永磁体110,以便接收和旋转由缠绕在定子上的线圈的电流生成的电磁力。此外,旋转轴220被固定到转子100的中心以与转子100一体地旋转。
[0059] 在本文中,形成在定子处的齿52的数量总共为十二个,并且因此形成在齿52之间的槽的数量也是十二。此外,转子100总共具有八个磁体插入孔,这将在后面描述。也就是说,在上述实施例中公开的电动机是所谓的8极12槽电动机,但是本发明不必受限于此。
[0060] 接下来,将参考图3更详细地描述转子。如图2和图3所示,转子100包括如定子一样通过堆叠多个电工钢板形成的转子芯102。转子芯102不仅支撑旋转轴220和永磁体110,而且还构成转子100的整体形状。
[0061] 插入并组合有旋转轴220的旋转轴孔200基本上形成在转子芯102的中心处;并且至少一个永磁体110被插入转子芯102的最外侧。在本文中,永磁体110插入并固定到永磁体插入孔103的内部,该内部被形成为具有大致V形形状,以便可以插入永磁体。更具体地,永磁体插入孔103具有朝向径向外侧逐渐彼此间隔开的、即朝向定子50的相反侧敞开的V形形状;并且一对永磁体110被插入到具有V形形状的永磁体插入孔103中。
[0062] 此时,八个永磁体插入孔103优选地沿着转子芯102的外周方向以规则间隔定位。
[0063] 永磁体插入孔103包括朝向径向外侧逐渐彼此间隔开的一对内侧104。所述一对内侧104被定位成彼此面对,同时将转子芯102放置在它们之间;并且可以被定位呈具有大致钝角的V形。
[0064] 外侧固定突出部105和内侧固定突出部106形成在面向内侧104的一对外侧。外侧和内侧固定突出部105、106限定了具有插入在它们之间的永磁体110的空间。也就是说,永磁体110的两个端部与外侧和内侧固定突出部105、106接触,从而防止永磁体在永磁体插入孔的纵向方向上移动。为此,永磁体可以被稳定地支撑在永磁体插入孔内。
[0065] 同时,永磁体110的径向外侧端形成有两个空间;并且远离内侧104的一侧形成有具有大致三角形截面的空间部分107。并且,进一步形成与空间部分107连接并从内侧104突出的阻挡孔108。
[0066] 空间部分107和阻挡孔108是与永久体插入孔103一体形成的空间;并且在永磁体110插入的状态下相对于永磁体的径向外侧端部进行命名。如上所述,空间部分107和阻挡孔108被构造为空的空间;并且因此避免形成从永磁体生成的传递磁通的磁路。为此,从永磁体的端部生成的磁通对上述定子的影响被最小化。
[0067] 更具体地,空间部分107主要起阻挡从永磁体的一个侧端部分生成的磁通的作用;并且阻挡孔108主要起阻挡从与永磁体的所述一个侧端部相邻的侧表面生成的磁通的作用。
[0068] 根据诸位发明人的研究结果,发现作为引起齿槽转矩的重要因素之一,从永磁体的端部生成的磁通影响定子,并且因此干扰转子的旋转。因此,如上所述,可以在永磁体110的端部和所述侧表面处分别形成阻挡磁路的空间部分107和阻挡孔108,从而大大减小齿槽转矩。
[0069] 同时,阻挡孔108可以被形成为具有从内侧104朝向彼此突出的任意形状的空间部分。在所示的实施例中,阻挡孔108被形成为具有沿着圆周方向从永磁体插入孔103的最外侧端部朝向彼此延伸的圆弧形状。
[0070] 在本文中,阻挡孔108的长度(L)和宽度(d1)以及距转子芯的外侧端部的距离(d2)影响阻挡孔108的形状,并且通过阻挡孔影响齿槽转矩、转矩波动以及转子芯的刚度。
[0071] 首先,阻挡孔108的宽度(d1)可以优选地尽可能小。较小的宽度(d1)甚至可以进一步使刚度的降低最小化,但由于加工限制,宽度(d1)的最小值限定为0.4 mm。
[0072] 阻挡孔108的长度(L)是影响转子的刚度、齿槽转矩和转矩波动等的主要因素之一。在所示的实施例中,可以看到阻挡孔108的长度为1.5 mm;并且较长长度的阻挡孔进一步减小齿槽转矩,同时刚度降低并且转矩波动增大。
[0073] 图6是展示了根据长度(L)的变化的齿槽转矩和转矩波动的大小变化的图表。如图6所示,齿槽转矩相对于较长的长度(L)倾向于进一步降低。然而,相反,转矩波动相对于较长的长度(L)趋于进一步增大。在本文中,可以看出,齿槽转矩在1.1 mm到1.5 mm的范围内持续减小,但转矩波动保持不变。因此,根据该图表可以看出,转矩波动的增大受一定的限制,并且齿槽转矩在长度(L)为1.5 mm时大大降低。
[0074] 同时,还可以用其他格式表示长度(L)。也就是说,长度(L)可以由连接阻挡孔的两个端部和与转子的中心朝向径向外侧间隔距离(D)(在本文中,0.98 mm)的位置的两条线的角度(θ)表示;并且在所示的实施例中,角度(θ)优选在12°至14°的范围内。在本文中,所述位置位于连接转子的中心和所述两个永磁体之间的中心的直线上。
[0075] 而且,阻挡孔的径向外侧表面与转子芯的外侧表面之间的距离(d2)可以是0.4 mm。较小的距离(d2)也是好的,但是由于阻挡孔的径向外侧表面与转子芯的外侧表面之间的位置起到支撑在转子高速旋转期间施加到磁体的离心力的作用,如果距离(d2)太小,则可能难以稳定地固定永磁体。
[0076] 图4是展示了具有不含阻挡孔108的转子的电机中的齿槽转矩的测量结果的图表;并且图5是展示了具有图2所示的转子的电机中的齿槽转矩的测量结果的图表。参考图4和图5,纵轴表示齿槽转矩的大小,并且横轴表示与每个齿槽转矩的测试周期相对应的值。也就是说,横轴表示测试步数;并且图4和图5所示的图表将在测试操作期间输出的功率的一个周期划分为193步,并且示出了在每一步输出的齿槽转矩。
[0077] 如图所示,可以看出,在传统的电动机中生成了约0.80 Nm的齿槽转矩,而在上述实施例中,生成小于一半的0.30 Nm的齿槽转矩。也就是说,可以在常规永磁体插入孔的内侧形成约1.5 mm的孔,从而将齿槽转矩减小一半以下。
[0078] 在刚度方面,如图7所示,作为图2的转子分别在25 ℃、40 ℃、60 ℃、100 ℃、140 ℃和180 ℃下以15000 rpm的转速运行的结果,可以看出不管温度如何,阻挡孔所定位于的位置处的应力是最大的。然而,还可以看出,所述应力与没有阻挡孔的径向最外部的应力没有太大差异。
[0079] 也就是说,即使如上所述进一步形成阻挡孔,对转子芯刚度的影响也是不显著的。
[0080] 此外,如图8所示,多个铆钉孔400和多个减重孔500可以沿着圆周方向贯通形成在永磁体插入孔103与转子芯102的旋转轴孔200之间。
[0081] 更具体地,所述多个铆钉孔400沿着圆周方向贯通形成在永磁体插入孔103与旋转轴孔200之间;并且优选地与永磁体插入孔103的数量相同,八个铆钉孔以规则间隔定位。
[0082] 转子通过堆叠多个转子芯构件而形成,所述多个转子芯构件是多个薄盘;并且穿过并连接到所述多个铆钉孔400的多个铆钉420用作连接器,使得所堆叠的转子芯部件可以形成一个转子,从而容易组装。
[0083] 所述多个铆钉孔400的形状优选为圆形形状,并且可以是圆形以外的正方形或梯形。每个铆钉孔400被定位成使得每个永磁体插入孔103的对称轴线的延伸线(a)穿过每个铆钉孔400的中心。
[0084] 由于V形永磁体之间的转子芯部分起到使磁通通路的作用,磁通在形成铆钉孔时受到阻力。因此,需要在旋转轴孔200与永磁体插入孔103之间的转子芯的空间部分中不形成磁路的位置形成铆钉孔。
[0085] 因此,所述多个铆钉孔400具有形成在远离转子芯102的中心(即旋转轴孔200的中心)超过15.9 mm的径向外侧的内侧端部;并且具有形成在远离旋转轴孔200的中心超过20.1 mm的径向内侧的外侧端部。
[0086] 参考图10,展示了说明根据转子位置的磁通密度,原因在于以上对应于低范围的磁通密度。参考图10,可以看出,磁通密度的最低区域出现在旋转轴孔200附近;在旋转轴孔200与永磁体插入孔103之间的转子芯部出现低范围的磁通密度;并且在永磁体插入孔103附近出现高范围的磁通密度。
[0087] 然而,在具有最低磁通密度的旋转轴孔200附近形成多个铆钉孔的情况下,支撑旋转轴的支撑力减弱,并且转子的旋转变得不稳定。因此,优选在能够具有低磁通密度的位置形成铆钉孔;从而不干扰磁通的通路并且充分地支撑旋转轴,例如限制所述多个铆钉孔400的内侧端部和外侧端部的范围。因此,不会因铆钉孔的形成而导致转子性能和效率的损失。
[0088] 参考图9,根据本发明的一个实施例的用于永磁体嵌入式电动机的转子的所述多个铆钉孔400具有每个铆钉孔的位于径向距旋转轴孔200的中心18 mm位置的中心;并且以直径为4.15 mm的圆形形状形成。
[0089] 所述减重孔500沿着圆周方向贯通形成在永磁体插入孔103与旋转轴孔200之间;并且被形成为与连接所述多个铆钉孔400的中心的圆相交。所述多个减重孔500中的每一个形成在铆钉孔400之间,并且形成有与所述多个铆钉孔的数量相同的数量。因此,优选地以规则间隔形成八个减重孔。
[0090] 所述多个减重孔500优选地被定位成相对于连接一对相邻的永磁体插入孔103之间的间隔的中心和旋转轴孔200的中心的直线(b)对称。
[0091] 原因在于V形永磁体之间的转子芯部分起到使磁通通路的作用,并且因此磁通在形成减重孔时受到阻力。因此,需要在所述多个铆钉孔之间的空间部分的不形成磁路的位置形成减重孔。
[0092] 因此,所述多个减重孔500具有形成在远离转子芯102的中心(即旋转轴孔200的中心)超过15.9 mm的径向外侧的内侧端部;并且具有形成在远离旋转轴孔200的中心超过20.1 mm的径向内侧的外侧端部。
[0093] 同样,参考图10,展示了说明根据转子位置的磁通密度,原因在于以上对应于低范围的磁通密度。参考图10,磁通密度的最低区域出现在旋转轴孔200附近;在旋转轴孔200与永磁体插入孔103之间的转子芯出现低范围的磁通密度;并且在永磁体插入孔103附近出现高范围的磁通密度。
[0094] 然而,当具有最低磁通密度的旋转轴孔200附近形成所述多个减重孔500的情况下,支撑力减弱,并且转子的旋转变得不稳定。因此,优选在能够具有低磁通密度的位置形成减重孔;从而不干扰磁通的通路并且充分地支撑旋转轴,例如限制所述多个减重孔500的内侧端部和外侧端部的范围。因此,不会因减重孔的形成而发生转子的性能和效率的损失。
[0095] 此外,由于所述多个减重孔500的形成,实现了转子的轻量化;并且所述的多个减重孔中的每一个都可以起到制冷剂的流动路径的作用,从而还实现了电动机的良好冷却效率。
[0096] 参考图9,根据本发明的一个实施例的用于永磁体嵌入式电动机的转子的所述多个减重孔500具有每个减重孔500的位于径向距旋转轴孔200的中心18 mm位置的中心;并且在下文中将描述详细的形状。
[0097] 每个减重孔500优选地具有所有边被构造为圆的一部分的梯形的形状。根据上述构造,可以最大限度地利用不干扰磁路的范围,从而在保持转子刚度的同时实现轻量化。然而,本发明不限于此,并且可以根据转子的形状和尺寸而以任何形状(例如圆形、正方形、三角形等)改变。
[0098] 每个减重孔500具有形成为关于旋转轴孔200的中心的圆的一部分的内侧端部502和外侧端部501;并且具有连接内侧端部502和外侧端部501的两个侧端部503、504,所述相反的侧端部各自形成为关于所述铆钉孔的中心的圆的一部分。
[0099] 为此,减重孔和旋转轴孔200各自的外侧端部501和内侧端部502都被定位在同心圆上。每个减重孔的内侧端部502与旋转轴孔200之间的间隔可以在任何地方保持恒定,从而恒定地保持转子的刚度。
[0100] 此外,由于减重孔和铆钉孔400(各自具有相反的侧端部)各自的两个侧端部503、504之间的间隔在任何地方保持恒定,所以转子的刚度可以保持恒定。
[0101] 外侧端部501被形成为比内侧端部502更长;并且所述两个侧端部503、504可以形成有相同的长度。此外,减重孔的两个侧端部503、504优选地被定位成使所述相反的侧端部各自与铆钉孔400的中心径向间隔大于8 mm。原因在于如果减重孔的两侧端部503、504被定位在与具有相反的侧端部的铆钉孔400的中心径向间隔8 mm内,其中每个侧端部相反,则每个铆钉孔400与减重孔500之间的转子芯的厚度变薄,并且磁通不通过,从而削弱整体支撑力和耐久性。
[0102] 参考图9,根据本发明的一个实施例的用于永磁体电动机的转子的所述多个减重孔500各自具有形成为关于旋转轴孔200的中心具有31.85 mm直径的圆的一部分内侧端部502;并且具有形成为关于旋转轴孔200的中心具有40.15 mm直径的圆的一部分外侧端部
501。此外,两个侧端部503、504被形成为关于具有相反侧端部的铆钉孔的中心具有8 mm直径的圆的一部分,并且因此形成间隔为8 mm。
[0103] 如上所述,根据本发明的上述实施例,可以在常规永磁体插入孔的内侧形成约1.5 mm的孔,从而将齿槽转矩减小一半以下,并且还降低了电动机的噪声。
[0104] 此外,可以在转子芯上的预定区域形成多个孔,从而实现轻量化和成本节省;并且还用作制冷剂的流动路径,从而提高冷却效率。
[0105] 尽管已经如上所述详细描述了本发明的实施例,但它们仅是示例。本领域技术人员应当理解,本发明的各种修改和其他等效实施例是可能的。因此,本发明的范围由所附权利要求限定。
[0106] 【工业实用性】
[0107] 本发明涉及一种用于永磁体嵌入式电动机的转子和使用该转子的电动机,并且更具体地,涉及一种其中嵌入有永磁体的转子和具有该转子的电动机。