转子、电机及驱动系统
本技术涉及电机,特别涉及一种转子、电机及驱动系统。
背景技术:
1、永磁无刷电机外转子作为电机系统中承担能量转换的关键旋转部件,其基本作用是为永磁体提供安装载体,并与定子铁芯协同构建完整的电磁磁路。凭借其转矩密度高、结构布局灵活等特点,永磁无刷电机已被广泛部署于无人机推进系统、工业机器人关节驱动、新能源汽车轮毂电机以及航空航天精密执行器等应用场景。
2、现有永磁无刷电机中,转子部分通常由一体成型的导磁金属壳体构成,整体呈封闭或半封闭的回转筒状结构,若干永磁体沿壳体内壁周向间隔排列并通过粘接或卡装方式固定。电机工作期间,热量在转子内部不断累积,随后经由转子壳体金属实体以热传导方式逐步传递至外表面,再向周围环境散失。
3、然而,由于转子内部散热通道单一且传导路径相对较长,整体热阻偏高,导致转子内部持续积聚的热量难以被快速导出至外表面进行有效散发,永磁体背部及转子内层区域极易形成局部温度集中,可能引发永磁体不可逆退磁,从而影响电机功率密度的有效发挥以及长期服役过程中的运行稳定性与可靠性。
技术实现思路
1、本实用新型的主要目的是提出一种转子、电机及驱动系统,旨在从结构层面同时实现转子的轻量化、高效散热及优良力学性能。
2、为实现上述目的,本实用新型提出的一种转子,包括:
3、环形主体,所述环形主体设置有至少一个镂空区,所述镂空区设置有网孔结构,所述网孔结构包括多个内凹网孔,所述内凹网孔包括连接梁和弧形梁,所述弧形梁设置有两个,两个所述弧形梁相对设置,且均呈向所述内凹网孔内部凹陷设置,两个所述弧形梁的两端对应通过两个所述连接梁连接,以使所述弧形梁与所述连接梁围成所述内凹网孔;以及,
4、多个永磁体,设置在所述环形主体的内侧。
5、在一实施方式中,多个所述内凹网孔沿着所述环形主体的周向排布为多排,每一排所述内凹网孔包括沿着所述环形主体的轴向上分布的多个内凹网孔,位于相邻排的所述内凹网孔在所述环形主体的轴向上错位设置。
6、在一实施方式中,每一所述连接梁的两端分别连接于相邻排的两个所述弧形梁的中部,所述弧形梁的弧形部分与相邻排的所述弧形梁之间间隔设置。
7、在一实施方式中,所述连接梁的两端分别连接于相邻排的两个所述弧形梁的内凹最深处。
8、在一实施方式中,同排且相邻的所述内凹网孔共用同一连接梁。
9、在一实施方式中,所述镂空区设置有多个,多个所述镂空区沿所述环形主体的环周方向分布,相邻所述镂空区之间存在间隔以在所述环形主体上形成实体区域。
10、在一实施方式中,所述永磁体与所述镂空区位置对应。
11、在一实施方式中,所述永磁体覆盖对应所述镂空区。
12、本实用新型还提出一种电机,包括上述转子。
13、本实用新型还提出一种驱动系统,包括上述电机。
14、本实用新型提供的技术方案中,通过在所述环形主体上设置具有由弧形梁和连接梁围成的内凹网孔的镂空区,使得所述环形主体形成拉胀型点阵结构。一方面,镂空区的高镂空率设计能够在保障结构刚度和强度的前提下大幅削减材料用量,从而有效降低转子的转动惯量,提升电机的动态响应能力;另一方面,所述弧形梁呈向所述内凹网孔内部凹陷的形态,使得所述网孔结构具有负泊松比的拉胀力学特性,在受载时弧形梁通过渐进弯曲形变均匀传递应力,有效规避传统折线结构在尖角处产生应力集中引发疲劳失效的问题,从而在复杂工况下兼具良好的刚度、强度和抗冲击韧性;再者,多个所述内凹网孔构成的贯通式多孔网络提供了丰富的散热通道和巨大的内表面积,在转子旋转时能够主动驱动冷却介质流过多孔网络实现强制对流散热,从根本上改善了传统实心转子仅依赖热传导的被动散热模式,有效降低永磁体工作温度,保障了永磁体的热稳定性。
1.一种转子,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的转子,其特征在于,多个所述内凹网孔沿着所述环形主体的周向排布为多排,每一排所述内凹网孔包括沿着所述环形主体的轴向上分布的多个内凹网孔,位于相邻排的所述内凹网孔在所述环形主体的轴向上错位设置。
3.如权利要求2所述的转子,其特征在于,每一所述连接梁的两端分别连接于相邻排的两个所述弧形梁的中部,所述弧形梁的弧形部分与相邻排的所述弧形梁之间间隔设置。
4.如权利要求3所述的转子,其特征在于,所述连接梁的两端分别连接于相邻排的两个所述弧形梁的内凹最深处。
5.如权利要求2所述的转子,其特征在于,同排且相邻的所述内凹网孔共用同一连接梁。
6.如权利要求1至5中任一项所述的转子,其特征在于,所述镂空区设置有多个,多个所述镂空区沿所述环形主体的环周方向分布,相邻所述镂空区之间存在间隔以在所述环形主体上形成实体区域。
7.如权利要求6所述的转子,其特征在于,所述永磁体与所述镂空区位置对应。
8.如权利要求7所述的转子,其特征在于,所述永磁体覆盖对应所述镂空区。
9.一种电机,其特征在于,包括如权利要求1至8中任一项所述的转子。
10.一种驱动系统,其特征在于:包括如权利要求9所述的电机。
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