多線圈無刷電機的轉子結構的制作方法
【專利摘要】本發明涉及電機部件結構，公開了多線圈無刷電機的轉子結構，其技術要點是：包括轉軸、內磁鋼、外磁鋼、散熱通孔和鐵芯，內磁鋼和散熱通孔均有非零偶數個。內磁鋼和散熱通孔按鐵芯的軸線方向設于鐵芯上，內磁鋼和散熱通孔分別關于鐵芯的軸線呈對稱分布。內磁鋼有兩個弧面分別為第一弧面和第二弧面，內磁鋼第一弧面的弧長長于磁鋼第二弧面的弧長，內磁鋼的第一弧面距鐵芯的軸線直線距離最遠，外磁鋼設于鐵芯外表面并與鐵芯為同弧結構，本發明利用外磁鋼一體化解決了高速運轉中外磁鋼脫出的問題，內磁鋼使用非同弧結構有效降低氣隙導致的高速運轉中反電勢、定子齒槽轉矩和轉矩驅動不穩定，彌補了現有技術無法解決表磁場凸波的問題。
【專利說明】
多線圈無刷電機的轉子結構
技術領域
[0001]本發明涉及電機部件結構，具體的講是多線圈無刷電機的轉子結構。
【背景技術】
[0002]多線圈無刷電機因為去除了電機中的電刷，從根本上解決了有刷電機運轉時產生的電火花，極大降低了電火花對電機磁場造成的干擾，同時多線圈對比單線圈具有易繞制產生的表磁場強度較大的特點。多線圈無刷電機因為以上優點在中小型功率電機設備中大規模使用。
[0003]現有技術電機轉子結構中磁鋼多設于鐵芯外表面，在轉子高速轉動時存在磁鋼脫落的問題，同時轉子中的鐵芯外表面為同弧結構的圓形表面，該表面與定子之間的間隙均勻一致，轉子與定子之間形成均勻的氣隙。
[0004]轉子高速轉動時均勻氣隙由于氣隙磁密度集中，產生的諧波較多對反電勢、定子齒槽轉矩和轉矩驅動都造成不良的影響。每個外界于鐵芯的磁鋼表磁場波形為馬鞍形，在峰值與谷值波動較大，電機的轉矩波動會受到不穩定的表磁場影響。同時每個磁鋼之間產生的表磁場相互疊加，在交界處會出現多個表磁場凸波，這種凸波是由于現有技術中磁路結構性缺陷引起的，帶有凸波的表磁場會引發霍爾信號抖動產生連鎖的霍爾效應，轉軸驅動波形畸變，會增加電機反電勢和定子磁場轉矩，增加了電機的損耗。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題，就是針對現有技術多線圈無刷電機轉子結構中無法解決磁鋼脫落和因為氣隙導致的高速運轉中反電勢、定子齒槽轉矩和轉矩驅動不穩定的問題，提供多線圈無刷電機的轉子結構。
[0006]本發明解決上述技術問題，采用的技術方案是，多線圈無刷電機的轉子結構包括轉軸、磁鋼、散熱通孔和鐵芯，鐵芯為圓柱體，轉軸貫穿鐵芯且轉軸的軸線與鐵芯的軸線重合。磁鋼包括按鐵芯的軸線方向設于鐵芯上的內磁鋼和設于鐵芯外表面的外磁鋼，內磁鋼有兩個弧面分別為第一弧面和第二弧面，其中第一弧面弧長長于第二弧面，且第一弧面距鐵芯的軸線垂直距離長于第二弧面距鐵芯的軸線垂直距離，外磁鋼與鐵芯為同弧結構，內磁鋼和散熱通孔均有N個，N為非零偶數，散熱通孔按鐵芯的軸線方向設于鐵芯上，內磁鋼和散熱通孔分別關于鐵芯的軸線呈對稱分布。這樣設計的目的在于，鐵芯外表面設有外磁鋼，因為外磁鋼是一個整體不是現有技術中呈間隙分布，可以很好的解決外磁鋼脫出風險。
[0007]偶數個內磁鋼均勻且呈對稱分布于鐵芯內，在轉子高速轉動時內部偶數個內磁鋼產生的磁場密度分布均勻，在各內磁鋼間隙間表磁場相互抵消區域內趨于平緩，同時可以改善鐵芯內局部磁場密度，降低磁場密度突變可能，使得轉子表面的表磁場曲線得到大的改善。內磁鋼內嵌于鐵芯中可以有效緩解外磁鋼產生的磁場。
[0008]內磁鋼有兩個弧面分別為第一弧面和第二弧面，第一弧面和第二弧面產生的表磁場不同，在相鄰的兩個內磁鋼間因為不是現有的同弧結構，轉子和定子之間形成正弦氣隙和均勻氣隙相間的狀態，同時具有正弦氣隙降低電機噪音的效果和均勻氣隙能夠穩定轉子與定子間的磁場。
[0009]內磁鋼的第一弧面距鐵芯的軸線直線距離最遠，弧長較長的第一弧面遠離鐵芯的軸線產生的磁場更加契合定子中多線圈產生的磁場。
[0010]非零偶數個散熱通孔也均勻且呈對稱分布于鐵芯內首先可以緩解因無刷電機長時間使用轉子溫度過高的問題，同時在鐵芯中設置通孔可以降低鐵芯的原料消耗。
[0011]可選的，散熱通孔設于內磁鋼的第二弧面與鐵芯的軸線組成的扇形內，由于散熱通孔是貫穿孔同時孔壁材質與鐵芯一致，設于內磁鋼的第二弧面與鐵芯的軸線組成的扇形內時，可以調節局部的磁密度緩解各內磁鋼固有的漏磁系數，從而提高內磁鋼的工作效率。
[0012]可選的，散熱通孔設于相鄰內磁鋼間隙內。其目的在于根據電磁效應，因為散熱通孔是貫穿孔，在相鄰磁鋼間分布可以穩定表磁場波形。
[0013]進一步的，磁鋼的第一弧面與磁鋼的第二弧面夾角為15°?30°。
[0014]可選的，散熱通孔為圓孔。
[0015]可選的，散熱通孔為方孔。
[0016]本發明的有益效果是，外磁鋼整體設于鐵芯外表面可以進解決外磁鋼脫出風險，將非零偶數個內磁鋼和散熱通孔按均勻排布且呈對稱分布內嵌于鐵芯內，可以改善鐵芯內局部磁場密度，降低磁場密度突變可能，使得轉子表面的表磁場曲線得到大的改善，內磁鋼一個表面為第一弧面，另一個表面為第二弧面，使用非同弧結構有效降低氣隙導致的高速運轉中反電勢、定子齒槽轉矩和轉矩驅動不穩定的問題。彌補了現有技術中無法解決表磁場凸波的問題。
【附圖說明】
[0017]圖1為多線圈無刷電機的轉子沖片結構示意圖；
圖2為多線圈無刷電機的定子沖片結構示意圖；
圖3為實施例2轉子結構示意圖；
圖中標記為:I為轉軸、2為磁鋼、201為內磁鋼、202為外磁鋼、3為散熱通孔、4為鐵芯、5為線圈槽、6為轉子槽。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案及優點能夠更加清晰明白，以下結合附圖和實施例對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明保護內容。
[0019]實施例1
如圖1所示，多線圈無刷電機的轉子沖片結構示意圖，多線圈無刷電機的轉子包括一個轉軸1、四個內磁鋼201、四個散熱通孔3、一個外磁鋼202和一個鐵芯4，鐵芯4為圓柱體，轉軸I貫穿鐵芯4且轉軸I的軸線與鐵芯4的軸線重合，內磁鋼201和散熱通孔3按鐵芯4的軸線方向設于鐵芯4上，內磁鋼201和散熱通孔3分別關于鐵芯4的軸線呈對稱分布，內磁鋼201有兩個弧面分別為第一弧面和第二弧面，其中第一弧面弧長長于第二弧面，且第一弧面距鐵芯4的軸線垂直距離長于第二弧面距鐵芯4的軸線垂直距離。外磁鋼202是一個整體非間隙分布，可以很好的解決高速轉動時外磁鋼202脫出風險。散熱通孔3設于內磁鋼201的第二弧面與鐵芯4的軸線組成的扇形內。第一弧面與第二弧面的夾角為18°，散熱通孔3為方孔。在轉子高速轉動時鐵芯4內部四個內磁鋼201產生的磁場密度分布均勻，在各內磁鋼201間隙間表磁場相互抵消區域內趨于平緩，同時可以改善鐵芯4內局部磁場密度，降低磁場密度突變可能，使得轉子表面的表磁場曲線得到大的改善。由于散熱通孔3是貫穿孔同時孔壁材質與鐵芯4 一致，設于內磁鋼201的第二弧面與鐵芯4的軸線組成的扇形內時，可以調節局部的磁密度緩解各內磁鋼201固有的漏磁系數，從而提高內磁鋼201的工作效率。
[0020]如圖2所示，多線圈無刷電機的定子沖片結構示意圖，多線圈無刷電機的定子包括由金屬圍繞構成的線圈槽5和轉子槽6。在多線圈無刷電機開始工作時，轉子設于轉子槽6內，轉子高速轉動，磁鋼2產生磁場，線圈槽5內的金屬線圈切割磁場產生電流。
[0021]實施例2
如圖3所示，多線圈無刷電機的轉子包括一個轉軸1、四個內磁鋼201、四個散熱通孔3、一個外磁鋼202和一個鐵芯4，鐵芯4為圓柱體，轉軸I貫穿鐵芯4且轉軸I的軸線與鐵芯4的軸線重合，內磁鋼201和散熱通孔3按鐵芯4的軸線方向設于鐵芯4上，內磁鋼201和散熱通孔3分別關于鐵芯4的軸線呈對稱分布，內磁鋼201有兩個弧面分別為第一弧面和第二弧面，其中第一弧面弧長長于第二弧面，且第一弧面距鐵芯4的軸線垂直距離長于第二弧面距鐵芯4的軸線垂直距離。外磁鋼202是一個整體非間隙分布，可以很好的解決高速轉動時外磁鋼202脫出風險。散熱通孔3設于兩個內磁鋼201的間隙內。第一弧面與第二弧面的夾角為18°，散熱通孔3為方孔。在轉子高速轉動時鐵芯4內部四個內磁鋼201產生的磁場密度分布均勻，在各內磁鋼201間隙間表磁場相互抵消區域內趨于平緩，同時可以改善鐵芯4內局部磁場密度，降低磁場密度突變可能，使得轉子表面的表磁場曲線得到大的改善。由于散熱通孔3是貫穿孔同時孔壁材質與鐵芯4 一致，設于相鄰兩個內磁鋼201的間隙內時，根據電磁效應，由于散熱通孔3是貫穿孔，在轉子高速轉動時在相鄰兩個內磁鋼201間會產生電動勢，可以穩定表磁場波形。
【主權項】
1.多線圈無刷電機的轉子結構，包括轉軸(I)、磁鋼(2)、散熱通孔(3)和鐵芯(4)，所述鐵芯(4)為圓柱體，所述轉軸(I)貫穿鐵芯(4)且轉軸(I)的軸線與鐵芯(4)的軸線重合，其特征在于:所述磁鋼(2)包括按鐵芯(4)的軸線方向設于鐵芯(4)上的內磁鋼(201)和設于鐵芯(4)外表面的外磁鋼(202)，所述內磁鋼(201)有兩個弧面分別為第一弧面和第二弧面，其中第一弧面弧長長于第二弧面，且第一弧面距鐵芯(4)的軸線垂直距離長于第二弧面距鐵芯(4)的軸線垂直距離，所述外磁鋼(202)與鐵芯(4)為同弧結構，所述內磁鋼(201)和散熱通孔(3)均有N個，N為非零偶數，所述散熱通孔(3)按鐵芯(4)的軸線方向設于鐵芯(4)上，所述內磁鋼(201)和散熱通孔(3)分別關于鐵芯(4)的軸線呈對稱分布。2.根據權利要求1所述的多線圈無刷電機的轉子結構，其特征在于:所述散熱通孔(3)設于內磁鋼(201)的第二弧面與鐵芯(4)的軸線組成的扇形內。3.根據權利要求1所述的多線圈無刷電機的轉子結構，其特征在于:所述散熱通孔(3)設于相鄰內磁鋼(201)間隙內。4.根據權利要求1所述的多線圈無刷電機的轉子結構，其特征在于:所述內磁鋼(201)的第一弧面與內磁鋼(201)的第二弧面夾角為15°?30°。5.根據權利要求1所述的多線圈無刷電機的轉子結構，其特征在于:所述散熱通孔(3)為圓孔。6.根據權利要求1所述的多線圈無刷電機的轉子結構，其特征在于:所述散熱通孔(3)為方孔。
【文檔編號】H02K1/27GK106059143SQ201610528734
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月7日
【發明人】陳宗瑜
【申請人】洛陽中方實業有限公司