转子组件、电机及具有电机的装置的制作方法

1.本实用新型涉及运用电机的技术领域，尤其涉及转子组件、电机及具有电机的装置。


背景技术：

2.永磁同步电机具有较高的功率密度和转矩密度，广泛使用在家用电器领域中。现有技术中，通过改变转子铁芯的磁桥设计，以减小转子铁芯的磁漏，但是上述方案中，通常将转子铁芯直接套装于转轴上，使得轴电压较大，且存在较大的振动噪声。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是提出一种转子组件、电机及具有电机的装置，旨在减小漏磁的前提下，减小轴电压和振动噪声。
4.为实现上述目的，本实用新型提出的一种转子组件，包括：
5.转子铁芯结构，包括定位铁芯以及多个分块铁芯，所述定位铁芯包括多个沿周向布设的扇形部，多个所述分块铁芯沿周向间隔布设，且分别对应连接多个所述扇形部；
6.绝缘连接部，连接于所述转子铁芯结构的径向内侧端部，所述绝缘连接部上形成有中心轴孔；以及，
7.转轴，设于所述中心轴孔内。
8.可选地，所述扇形部包括沿径向的大径端和小径端，其中：
9.相邻两个所述扇形部的大径端通过外磁桥连接为一体；和/或，
10.相邻两个所述扇形部的小径端之间呈断开设置。
11.可选地，沿周向排布的多个所述分块铁芯设置为拼装单元，所述拼装单元设置多个，其中：
12.所述定位铁芯设置多个，沿轴向，多个所述定位铁芯与多个所述拼装单元交替布设；或者，
13.所述定位铁芯设置一个，沿轴向，多个所述拼装单元布设于所述定位铁芯的两侧。
14.可选地，所述转子铁芯结构上形成多个周向排布的磁铁槽；
15.所述转子组件还包括多个永磁体，多个所述永磁体分别对应安装于多个所述磁铁槽内。
16.可选地，所述定位铁芯具有其径向内侧的第一铁芯内端部，所述分块铁芯具有其径向内侧的第二铁芯内端部，所述永磁体具有其径向内侧的磁体内端部；
17.所述磁铁槽的径向内侧形成有内槽口，所述磁体内端部向内突出于所述磁铁槽的内槽口设置；
18.所述绝缘连接部连接于所述第一铁芯内端部、所述第二铁芯内端部以及所述磁体内端部。
19.可选地，所述磁铁槽包括槽内渐缩段以及槽外渐缩段，在径向朝内的方向，所述槽
内渐缩段的宽度逐渐减小设置，在径向朝外的方向，所述槽外渐缩段的宽度逐渐减小设置；
20.对应的，所述永磁体包括配合内段以及配合外段，在径向朝内的方向，所述配合内段的宽度逐渐减小设置，在径向朝外的方向，所述配合外段的宽度逐渐减小设置。
21.可选地，所述分块铁芯径向外侧端部沿周向延伸出挡钩，所述挡钩抵接于所述永磁体的一侧。
22.可选地，所述绝缘连接部的制成材质包括聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯或橡胶。
23.可选地，在所述转轴上设有多个棱条或者滚花结构，所述绝缘连接部与所述转轴和所述转子铁芯结构一体注塑成型。
24.为实现上述目的，本实用新型提出的一种电机，所述电机包括如上所述的转子组件，所述转子组件包括：
25.转子铁芯结构，包括定位铁芯以及多个分块铁芯，所述定位铁芯包括多个沿周向布设的扇形部，多个所述分块铁芯沿周向间隔布设，且分别对应连接多个所述扇形部；
26.绝缘连接部，连接于所述转子铁芯结构的径向内侧端部，所述绝缘连接部上形成有中心轴孔；以及，
27.转轴，设于所述中心轴孔内。
28.为实现上述目的，本实用新型提出的一种具有电机的装置，所述具有电机的装置包括如上所述的电机，所述电机包括如上所述的转子组件，所述转子组件包括：
29.转子铁芯结构，包括定位铁芯以及多个分块铁芯，所述定位铁芯包括多个沿周向布设的扇形部，多个所述分块铁芯沿周向间隔布设，且分别对应连接多个所述扇形部；
30.绝缘连接部，连接于所述转子铁芯结构的径向内侧端部，所述绝缘连接部上形成有中心轴孔；以及，
31.转轴，设于所述中心轴孔内。
32.本实用新型提供的技术方案中，由于多个所述分块铁芯沿周向间隔布设，增大了多个所述分块铁芯之间的漏磁磁阻，从而减小了漏磁，另外，所述定位铁芯包括多个沿周向布设的扇形部，使得多个所述扇形部整体具有较好的圆度，多个所述分块铁芯分别对应连接多个所述扇形部，从而使得多个分块设置的分块铁芯具有较好的圆度，加工工艺简单，不需要开设供定位柱插装的定位孔，提高了动子铁芯结构的性能及抗饱和能力，所述绝缘连接部连接于所述转子铁芯结构的径向内侧端部，所述绝缘连接部上形成有中心轴孔，将所述转轴设于所述中心轴孔内，如此，实现了所述转轴和所述转子铁芯结构的连接，既不会造成漏磁的增加，又可以有效保证转子组件的磁通利用率，改善轴电压、改善振动噪音等，且结构简单，从而有效提高所述动子组件的整体性能。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
34.图1为本实用新型提供的转子组件的一实施例的结构示意图；
35.图2为图1中转子组件的剖视示意图；
36.图3为图1中的转子铁芯结构的一实施例的立体示意图；
37.图4为图1中的拼装单元的俯视示意图；
38.图5为图1中定位铁芯的俯视示意图；
39.图6为图1的转子铁芯结构安装永磁体的结构示意图；
40.图7为在图6中的中心轴孔插装转轴的结构示意图。
41.附图标号说明：
42.标号名称标号名称100转子组件20磁铁槽10转子铁芯结构201槽内渐缩段1定位铁芯202槽外渐缩段11扇形部203内槽口111大径端30永磁体112小径端301配合内段2分块铁芯302配合外段21拼接冲片40中心轴孔22挡钩50转轴31第一定位凸部60绝缘连接部32第一配合凹部a外磁桥41第二定位凸部c拼装单元42第二配合凹部
43.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
44.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
45.需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
46.另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
47.永磁同步电机具有较高的功率密度和转矩密度，广泛使用在家用电器领域中。现有技术中，通过改变转子铁芯的磁桥设计，以减小转子铁芯的磁漏，但是上述方案中，转子铁芯均直接套装于转轴上，使得轴电压较大，且存在较大的振动噪声。
48.为了解决上述问题，本实用新型提供一种转子组件、电机及具有电机的装置，图1至图7为本实用新型提供的转子铁芯结构及转子组件的具体实施例。
49.参照图1至图3，所述转子组件100包括转子铁芯结构10、绝缘连接部60及转轴50，所述转子铁芯结构10包括定位铁芯1以及多个分块铁芯2，所述定位铁芯1包括多个沿周向布设的扇形部11，多个所述分块铁芯2沿周向间隔布设，且分别对应连接多个所述扇形部11，所述绝缘连接部60连接于所述转子铁芯结构10的径向内侧端部，所述绝缘连接部60上形成有中心轴孔40，所述转轴50设于所述中心轴孔40内。
50.本实用新型提供的技术方案中，由于多个所述分块铁芯2沿周向间隔布设，增大了多个所述分块铁芯2之间的漏磁磁阻，从而减小了漏磁，另外，所述定位铁芯1包括多个沿周向布设的扇形部11，使得多个所述扇形部11整体具有较好的圆度，多个所述分块铁芯2分别对应连接多个所述扇形部11，从而使得多个分块设置的分块铁芯2具有较好的圆度，加工工艺简单，不需要开设供定位柱插装的定位孔，提高了动子铁芯结构的性能及抗饱和能力，所述绝缘连接部60连接于所述转子铁芯结构10的径向内侧端部，所述绝缘连接部60上形成有中心轴孔40，将所述转轴50设于所述中心轴孔40内，如此，实现了所述转轴50和所述转子铁芯结构10的连接，既不会造成漏磁的增加，又可以有效保证转子组件100的磁通利用率，改善轴电压、改善振动噪音等，且结构简单，从而有效提高所述动子组件的整体性能。
51.需要说明的是，在本技术中，所述绝缘连接部60的制成材质包括聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯或橡胶，当然，在其他实施例中，所述绝缘连接部60的材质可以根据需要进行选定，本技术对此不作限定。
52.为了使得所述转轴50与所述绝缘连接部60连接牢固，在所述转轴50上设有多个棱条或者滚花结构，所述绝缘连接部60与所述转轴50和所述转子铁芯结构10一体注塑成型，使得加工工艺简单，在所述棱条或者所述滚花结构得到作用下，增加了所述转轴50活动的摩擦阻力，从而避免所述转轴50相对所述绝缘连接部60活动，使得所述转轴50与所述绝缘连接部60之间连接牢固。
53.具体地，参照图3和图5，在一个实施例中，所述扇形部11包括沿径向的大径端111和小径端112，相邻两个所述扇形部11的大径端111通过外磁桥a连接为一体，如此设置，使得多个所述扇形部11整体具有较好的圆度，且保证了所述定位铁芯1的结构稳定。
54.具体地，参照图3和图4，在另一个实施例中，相邻两个所述扇形部11的小径端112之间呈断开设置，如此设置，增大了多个所述分块铁芯2之间的漏磁磁阻，从而减小了漏磁。
55.需要说明的是，参照图3至图5，当所述扇形部11包括沿径向的大径端111和小径端112，相邻两个所述扇形部11的大径端111通过外磁桥a连接为一体，且相邻两个所述扇形部11的小径端112之间呈断开设置，使得多个所述扇形部11整体具有较好的圆度，且保证了所述定位铁芯1的结构稳定，增大了多个所述分块铁芯2之间的漏磁磁阻，从而减小了漏磁。
56.具体地，沿周向排布的多个所述分块铁芯2设置为拼装单元c，所述拼装单元c设置多个，在一个实施例中，所述定位铁芯1设置多个，沿轴向，多个所述定位铁芯1与多个所述拼装单元c交替布设，从而增强了所述转子铁芯结构10的强度。
57.具体地，沿周向排布的多个所述分块铁芯2设置为拼装单元c，所述拼装单元c设置多个，在另一个实施例中，所述定位铁芯1设置一个，沿轴向，多个所述拼装单元c布设于所述定位铁芯1的两侧，从而增强了所述转子铁芯结构10的强度。
58.需要说明的是，多个所述定位铁芯1与多个所述拼装单元c交替布设的具体方式为：可以是一个所述拼装单元c与一个所述定位铁芯1依次交替设置，还可以是多个堆叠设置的所述拼装单元c与一个所述定位铁芯1依次交替设置，具体地，本技术对此不做限定。
59.参照图1，所述转子铁芯结构10上形成多个周向排布的磁铁槽20，所述转子组件10还包括多个永磁体30，多个所述永磁体30分别对应安装于多个所述磁铁槽20内，提高所述永磁体30利用率的同时，保证了转子组件强度，避免减少漏磁时的磁路不平衡的问题。
60.具体地，参照图1和图2，所述定位铁芯1具有其径向内侧的第一铁芯内端部，所述分块铁芯2具有其径向内侧的第二铁芯内端部，所述永磁体30具有其径向内侧的磁体内端部，所述磁体内端部向内侧端部向内突出于所述磁铁槽20的内槽口203设置，提高永磁体30材料利用率，进一步提高电机磁性能，提高反电势进而提高电机效率。所述绝缘连接部60连接于所述第一铁芯内端部、所述第二铁芯内端部以及所述磁体内端部，所述绝缘连接部60使得所述永磁体30的内侧形成完全隔磁的作用，当所述转轴50插入到中心轴孔40时，所述绝缘连接部60在转轴50与所述永磁体30之间形成绝缘，避免后续转子组件10组装成电机后，所述永磁体30产生的静电流向所述转轴50套装的轴承进行电腐蚀，提高电机性能，延长使用寿命。
61.进一步地，所述磁铁槽20包括槽内渐缩段201以及槽外渐缩段202，在径向朝内的方向，所述槽内渐缩段201的宽度逐渐减小设置，在径向朝外的方向，所述槽外渐缩段202的宽度逐渐减小设置，对应的，所述永磁体30包括配合内段301以及配合外段302，在径向朝内的方向，所述配合内段301的宽度逐渐减小设置，在径向朝外的方向，所述配合外段302的宽度逐渐减小设置，如此设置，提高磁能积，最大限度的提升了永磁体30的用量，提升了磁负荷，使得电机功率密度得到提升。通过设置宽度逐渐减小的槽内渐缩段201和槽外渐缩段202，可以在径向对永磁体30进行限位，在永磁体30将要发生径向的位移时，所述分块铁芯2会与所述永磁体30之间发生干涉，从而阻挠其在径向的串动。
62.具体地，参照图2，在所述永磁体30两端的四个角均沿第一切削线进行切削，如此，可改变电机磁路结构并且结合电机齿槽效应，有效抑制电机漏磁，减小转矩脉动。
63.为了避免安装所述永磁体30时导致所述永磁体30的角部损坏，参照图6，所述永磁体30的两端的四个角呈圆角设置，由于圆角设置可降低碰伤的风险，在一定的程度上避免工人安装过程中误伤，效果好。
64.为了进一步对所述永磁体30进行优化，还可在每条第一切削线上沿第二切削线再进行第二次切削，在所述永磁体30的两端进行两次切削，能够保证有效减小电机漏磁，提高电机抗退磁能力，减小转矩脉动，进而降低电机及压缩机的振动噪声。
65.定义所述第一切削线的延长线与所述永磁体30的长度方向的延长线的夹角为第一切角α，所述第二切削线的延长线与所述永磁体30的长度方向的延长线的夹角为β，α≠β，所述第一切角α满足150
°
＜α＜180
°
，所述第二切角β满足150
°
＜β＜180
°
，所述永磁体30两端分别进行两段切削与一段切削相比，可以平滑改变磁力线走向，减小电机转矩脉动，同时对两段切削位置进行角度的限定，可以保证电机出力，若角度小于150
°
，则电机转矩会急剧
下降。
66.此外，所述第一切角α和所述第二切角β在所述永磁体30的长度方向的总投影长度为s，各所述永磁体30的长度为t，其中，30％t＜2s＜40％t，如此可避免由于所述永磁体30的切削长度过长，导致转矩脉动减小，且由于永磁体30用量的减小，电机的出力也会下降，另外，如果永磁体30的切削长度过短，并不能明显的降低漏磁，减小转矩脉动，所以需要对永磁体30的切削长度进行限制，在永磁体30切角的同时，必须同时保证永磁体30的切削长度。
67.为了使得所述永磁体30稳定地安装于所述磁铁槽20内，参照图2和图4，所述分块铁芯2径向外侧端部沿周向延伸出挡钩22，所述挡钩22抵接于所述永磁体30的一侧，在减小磁漏的前提下，限制了所述永磁体30背离所述转轴501方向的活动行程，使得所述永磁体30安装于所述磁铁槽20内更稳定。
68.具体地，在将永磁体30安装于所述磁铁槽20后，在一个实施例中，可以通过胶水将永磁体30固设在转子铁芯结构10上。当然的，在其他可选的实施例中，所述永磁体30还可以通过诸如卡接、螺栓连接等方式固定地嵌设于所述转子铁芯结构10的磁铁槽20中，具体地本技术对此不作限定。
69.需要说明的是，所述磁铁槽20的形状与所述永磁体30的形状相适配，以减小电机转矩脉动。另外，所述永磁体30为稀土钕铁硼磁铁，由于稀土钕铁硼磁铁的磁性较高，从而可保证电机的运行稳定性和运行效率，当然，在其他实施例中，所述永磁体30的材质可以根据需要进行选定。另外，所述永磁体30的形状可以为对称多边形结构也可为非规则结构，具体地，本技术对此不作限定。
70.进一步地，多个所述磁铁槽20及多个所述永磁体30围绕转子铁芯结构10的中心呈中心对称式排布，如此，最大限度的提升了所述永磁体30的用量，且提升了磁负荷，使得电机功率密度得到提升。由于磁负荷提升可降低电机铜损，从而提高了电机效率，保证转子组件100具有足够的机械强度。
71.需要说明的是，通过设计合理的永磁体30用量及厚度，保证了所述转子组件100的永磁体30不带磁阻力后，可饱和充磁，满足转子制造的制造性要求，同时电机永磁体30抗退磁可靠性提高。
72.为了使得多个所述分块铁芯2和多个所述扇形部11之间能够精准对位，各所述分块铁芯2和对应的所述扇形部11之间通过第一定位结构定位安装，具体地，参照图2、图4及图5，所述第一定位结构包括第一定位凸部31和与所述第一定位凸部31相适配的第一配合凹部32，所述第一定位凸部31和所述第一配合凹部32中，其中一者设于所述分块铁芯2，另一者设于所述扇形部11，通过所述第一定位凸部31和所述第一配合凹部32相配合，使得多个所述分块铁芯2能够精确地与多个所述扇形部11精准对位，保证了多个所述分块铁芯2安装定位后具有较好的圆度，效果好。
73.需要说明的是，所述第一定位凸部31和所述第一配合凹部32的形状可以是半球形、方形或者多边形等，具体地，本技术对此不作限定。
74.具体地，各所述分块铁芯2均包括沿所述定位铁芯1厚度方向依次堆叠设置的多个拼接冲片21，相邻两个所述拼接冲片21之间设置有第二定位结构，通过所述第二定位结构进行定位，使得沿所述定位铁芯1厚度方向设置的多个拼接冲片21之间精确对位，使得多个
所述拼接冲片21拼装形成的所述分块铁芯2结构美观。
75.具体地，参照图4，在本技术的实施例中，所述第二定位结构包括第二定位凸部41和与所述第二定位凸部41相适配的第二配合凹部42，所述第二定位凸部41和所述第二配合凹部42分设于相邻的两个所述拼接冲片21之间，通过所述第二定位凸部41和所述第二配合凹部42相配合，使得多个所述拼接冲片21之间能够精确地对位，保证了多个所述拼接冲片21拼装形成的所述分块铁芯2结构美观。
76.需要说明的是，所述第二定位凸部41和所述第二配合凹部42的形状可以是半球形、方形或者多边形等，具体地，本技术对此不作限定。
77.本技术还包括一种电机，所述电机包括如上所述的转子组件100，该电机的具体结构参照上述实施例，由于本电机采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
78.本技术还包括一种具有电机的装置，所述具有电机的装置包括如上所述的电机，该电机的具体结构参照上述实施例，由于本具有电机的装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
79.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。