本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域，更具體的說，是涉及一種電機(jī)及其轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)：

電機(jī)是指依據(jù)電磁感應(yīng)定律實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換或傳遞的一種電磁裝置，電磁式電動(dòng)機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，而轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體組，具體地，轉(zhuǎn)子鐵芯上設(shè)置有永磁體槽，而永磁體嵌入永磁體槽內(nèi)。

目前，永磁電機(jī)的磁鋼形狀大多為方形結(jié)構(gòu)或弧形結(jié)構(gòu)，而在同一臺電機(jī)中的磁鋼一般采用同一種形狀，如只采用弧形磁鋼或者方形磁鋼。但是這種只采用一種磁鋼結(jié)構(gòu)使得轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)收到限制，不能很好的利用轉(zhuǎn)子的體積，以嵌入更多永磁體，這限制了電機(jī)磁通面積的提高，也就是限制了電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩的輸出。

因此，如何提高永磁電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的能力，是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子，以提高永磁電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的能力，本發(fā)明還提供了一種具有該轉(zhuǎn)子的電機(jī)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體，所述轉(zhuǎn)子鐵芯沿周向均勻設(shè)置有多個(gè)永磁體槽，所述永磁體嵌入與其適配的所述永磁體槽內(nèi)，其中，

所述永磁體槽包括：弧形槽和兩段方形槽，兩段所述方形槽和所述弧形槽組合形成U型槽結(jié)構(gòu)；

所述永磁體包括：設(shè)置在所述弧形槽內(nèi)的弧形磁鋼和設(shè)置在所述方形槽內(nèi)的方形磁鋼，且所述方形磁鋼和所述弧形磁鋼的交點(diǎn)與所述弧形磁鋼的圓心的連線與所述方形磁鋼的夾角范圍為70°-110°。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，兩段所述方形槽關(guān)于轉(zhuǎn)子的一條直徑對稱布置；

相鄰兩個(gè)所述永磁體槽中相鄰兩個(gè)所述方形槽平行布置，并且關(guān)于轉(zhuǎn)子的另一條直徑對稱布置。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，所述弧形槽與兩段所述方形槽均連通。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，所述弧形槽與兩段所述方形槽之間均設(shè)置有導(dǎo)磁橋。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，所述方形磁鋼的充磁方式為沿垂直于所述方形磁鋼的長邊的方向充磁，所述弧形磁鋼的充磁方式為沿所述弧形磁鋼的徑向充磁。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，所述弧形槽的對稱軸與該永磁體槽的兩段方形槽的對稱軸重合。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，所述弧形槽的內(nèi)弧和外弧為同心的圓弧。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，所述弧形槽的內(nèi)弧為圓弧，外弧為平行于所述內(nèi)弧切線的直線。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，所述方形槽對應(yīng)的轉(zhuǎn)子外圈處為直線段。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，轉(zhuǎn)子外圈為所述直線段與圓弧段相間布置。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，所述直線段與所述方形槽的端部平行，且相鄰兩個(gè)所述永磁體槽中相鄰兩個(gè)所述方形槽關(guān)于轉(zhuǎn)子外圈的直線段的中垂線對稱布置。

優(yōu)選地，上述的轉(zhuǎn)子中，所述直線段的長度大于與該直線段相對的兩個(gè)所述方形槽的外側(cè)邊之間的距離。

一種電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子，其中，所述轉(zhuǎn)子為如上述任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子。

經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，本發(fā)明公開了一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體，在轉(zhuǎn)子鐵芯周向設(shè)置有多個(gè)永磁體槽，并且永磁體嵌入與其適配的永磁體槽內(nèi)，其中，上述的永磁體槽包括弧形槽和兩段方形槽，并且這兩段方形槽與弧形槽形成U型槽結(jié)構(gòu)；永磁體包括設(shè)置在弧形槽內(nèi)的弧形磁鋼和設(shè)置在方形槽內(nèi)的方形磁鋼，并且方形磁鋼與弧形磁鋼的交點(diǎn)與弧形磁鋼的圓心形成的連線與方形磁鋼的夾角范圍為70°-110°。本申請中公開的永磁體槽包括方形槽和弧形槽，相應(yīng)地，設(shè)置的永磁體也包括方形磁鋼和弧 形磁鋼，即該轉(zhuǎn)子同時(shí)具有方形磁鋼和弧形磁鋼，可根據(jù)需要設(shè)置為U型結(jié)構(gòu)，最大程度的嵌入了更多的永磁體，提高了電機(jī)磁通面積，進(jìn)而增大了電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩輸出。此外，將方形磁鋼和弧形磁鋼交點(diǎn)與弧形磁鋼的圓心的連線設(shè)置為其與方形磁鋼的角度范圍在70°-110°，以充分利用方形磁鋼與弧形磁鋼的磁動(dòng)勢，進(jìn)而提高磁鋼體積的利用率。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的電機(jī)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的電機(jī)的轉(zhuǎn)子充磁方式的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的電機(jī)的轉(zhuǎn)子在a較大時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的再一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例提供的第四種電機(jī)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心是提供一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子，以提高永磁電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的能力，本發(fā)明的另一核心是提供一種具有該轉(zhuǎn)子的電機(jī)。

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1-圖6所示，本發(fā)明公開了一種電機(jī)的轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子鐵芯和永磁體，在轉(zhuǎn)子鐵芯周向設(shè)置有多個(gè)永磁體槽，并且永磁體嵌入與其適配的永磁 體槽內(nèi)，其中，上述的永磁體槽包括弧形槽2和兩段方形槽1，并且這兩段方形槽1與弧形槽2形成U型槽結(jié)構(gòu)；永磁體包括設(shè)置在弧形槽2內(nèi)的弧形磁鋼4和設(shè)置在方形槽1內(nèi)的方形磁鋼3，并且方形磁鋼3與弧形磁鋼4的交點(diǎn)與弧形磁鋼4的圓心形成的連線與方形磁鋼3的夾角范圍為70°-110°。

本申請中公開的永磁體槽包括方形槽1和弧形槽2，相應(yīng)地，設(shè)置的永磁體也包括方形磁鋼3和弧形磁鋼4，即該轉(zhuǎn)子同時(shí)具有方形磁鋼3和弧形磁鋼4，可根據(jù)需要設(shè)置為U型結(jié)構(gòu)，最大程度的嵌入了更多的永磁體，提高了電機(jī)磁通面積，進(jìn)而增大了電機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩輸出。此外，將方形磁鋼3和弧形磁鋼4交點(diǎn)與弧形磁鋼4的圓心的連線設(shè)置為其與方形磁鋼3的角度范圍在70°-110°，以充分利用方形磁鋼3與弧形磁鋼4的磁動(dòng)勢，進(jìn)而提高磁鋼體積的利用率。

當(dāng)a角度偏小時(shí)方形磁鋼3與弧形磁鋼4交界處的磁化方向相交，其合成磁動(dòng)勢大小小于兩個(gè)磁動(dòng)勢之和，也就是削弱了各自磁鋼產(chǎn)生的磁動(dòng)勢。當(dāng)a角度偏大時(shí)(圖3)，使得弧形磁鋼4中心的厚度hpm偏小，導(dǎo)致弧形磁鋼4的磁動(dòng)勢降低。當(dāng)a角度在70～110度時(shí)，可以充分利用方形磁鋼3與弧形磁鋼4的磁動(dòng)勢，提高磁鋼體積的利用率。

具體的實(shí)施例中，將每個(gè)永磁體槽中的兩段方形槽1設(shè)置為關(guān)于轉(zhuǎn)子的一條直徑對稱布置，并將相鄰兩個(gè)永磁體槽中的相鄰兩個(gè)方形槽1平行布置。永磁體槽中的兩段方形槽1關(guān)于轉(zhuǎn)子的直徑對稱布置，可使永磁體槽沿周向規(guī)則布置，以保證轉(zhuǎn)子各個(gè)部分的磁性相同，防止出現(xiàn)磁性突變的現(xiàn)象，保證了該轉(zhuǎn)子的穩(wěn)定性。通過平行設(shè)置使得相鄰的永磁體槽中相鄰的兩個(gè)方形槽1之間沒有夾角，即保證方形槽1的端部與轉(zhuǎn)子的外圈切線平行，可增大方形槽1的大小，進(jìn)而可增大永磁體的大小，提高了永磁電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的能力。

在一具體實(shí)施例中，將弧形槽2與兩段方形槽1均連通，以進(jìn)一步增大磁鋼占用的體積，增大電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩。

在實(shí)際中還可根據(jù)不同的需要將弧形槽2與兩段方形槽1分成三部分設(shè)置，這樣設(shè)置可加強(qiáng)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，進(jìn)一步的，可在弧形槽2與方形槽1 之間設(shè)置到導(dǎo)磁橋5，由于存在導(dǎo)磁橋5，當(dāng)存在退磁磁場時(shí)，退磁磁動(dòng)勢的一部分經(jīng)過導(dǎo)磁橋5進(jìn)行分流，而經(jīng)過磁鋼的退磁磁勢相應(yīng)減少，進(jìn)而提高電機(jī)的抗退磁能力。

優(yōu)選的實(shí)施例中，上述的方形磁鋼的充磁方式為沿垂直于方形磁鋼3的長邊的方向充磁，而弧形磁鋼4的充磁方式為沿弧形磁鋼4的徑向充磁。對于徑向充磁的弧形磁鋼4，其磁化方向的交點(diǎn)大致在弧形磁鋼4的圓心位置，當(dāng)弧形槽2為圓弧槽時(shí)，弧形磁鋼4兩端的延長線交于弧形磁鋼4的圓心。通過平行充磁和徑向充磁的搭配組合，可提高磁鋼的利用率。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本申請的轉(zhuǎn)子中弧形槽2的對稱軸與該永磁體的兩段方形槽1的對稱軸重合，即U型槽結(jié)構(gòu)為關(guān)于轉(zhuǎn)子的一個(gè)直徑對稱，通過將永磁體槽設(shè)置為左右對稱的方式可提高永磁體分布的均勻性。

進(jìn)一步的實(shí)施例中，將弧形槽2的內(nèi)弧和外弧設(shè)置為同心的圓弧。設(shè)置為圓弧可便于對弧形槽2和弧形磁鋼4的加工。

此外，還可將弧形槽2的內(nèi)弧設(shè)置為圓弧，而將外弧設(shè)置為平行于內(nèi)弧切線的直線。具體的，外弧的直線段與方形磁鋼3的直線段件由圓弧過渡連接。該結(jié)構(gòu)的弧形槽2可在保證轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，也就是在保證磁鋼槽與轉(zhuǎn)子內(nèi)徑間的最小距離不變的前提下，進(jìn)一步增加磁鋼槽的面積，因此可以嵌入更多體積的磁鋼，進(jìn)而提高電機(jī)轉(zhuǎn)矩輸出能力。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本申請的另一發(fā)明點(diǎn)在于將方形槽1對應(yīng)的轉(zhuǎn)子外圈處設(shè)置為直線段。具體地，該直線段為原整圓轉(zhuǎn)子的弦，即該轉(zhuǎn)子的外圈輪廓具有直線段，這樣設(shè)置可增大永磁體端部對應(yīng)位置的轉(zhuǎn)子部分與定子之間的氣隙間隔，從而降低磁密，降低鐵損現(xiàn)象。

具體的實(shí)施例中，將轉(zhuǎn)子外圈設(shè)置為直線段與圓弧段相間布置的結(jié)構(gòu)。在實(shí)際中也可根據(jù)不同的需要對圓弧段進(jìn)行改進(jìn)，且均在保護(hù)范圍內(nèi)。

在一具體實(shí)施例中，將轉(zhuǎn)子的直線段與方形槽1的端部平行設(shè)置，該直線段與方形槽1為相對布置。進(jìn)一步的，將相鄰兩個(gè)永磁體槽的相鄰兩個(gè)方形槽1設(shè)置為關(guān)于外圈的直線段的中垂線對稱布置。通過上述設(shè)置可將整個(gè) 轉(zhuǎn)子設(shè)置為關(guān)于直徑對稱的結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子的磁場分布對稱，以提高電機(jī)工作的穩(wěn)定性。

為了降低電機(jī)的噪聲，本申請中將轉(zhuǎn)子外圈的直線段的長度設(shè)置為大于該直線段相對的兩個(gè)方形槽1的外側(cè)邊之間的距離，此處的兩個(gè)方形槽1為相鄰的兩個(gè)永磁體槽的相鄰兩個(gè)方形槽1，外側(cè)邊為這兩個(gè)方形槽1相對遠(yuǎn)的一邊。這樣設(shè)置可減小直線段端部處與定子之間的氣隙間隔，從而削弱永磁體端部對應(yīng)位置的氣隙磁密，減小相應(yīng)的電磁力幅值，進(jìn)而減小電機(jī)的振動(dòng)噪聲。對應(yīng)直線段與方形槽1的長度比還可通過另外的參數(shù)進(jìn)行說明，例如將平行布置的兩個(gè)方形槽1的外側(cè)邊的頂點(diǎn)對應(yīng)的弧度設(shè)置為θc，而將直線段對應(yīng)的最大弧度設(shè)置為θr，并設(shè)定θr≥θc。

此外，本申請還保護(hù)了一種電機(jī)，該電機(jī)具有上述實(shí)施公開的轉(zhuǎn)子，因此，具有該轉(zhuǎn)子的電機(jī)也具有上述所有技術(shù)效果，在此不再一一贅述。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。