转子组件和电机

技术领域

本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种转子组件和电机。

背景技术

现有技术中，转子组件的磁桥全部断开，在将永磁体轴向分段偏移排列时，制造的工艺难度以及成本较高，提高了生产成本，影响了电机的性能，存在改进空间。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明提出一种转子组件，该转子组件能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机运行更平稳，进一步降低电机的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机的性能。

本发明还提出了一种具有上述转子组件的电机。

根据本发明的实施例的转子组件，包括：转子铁芯，所述转子铁芯具有轴孔和多个安装槽，多个所述安装槽沿所述轴孔的周向间隔布置，每个所述安装槽从所述轴孔向所述转子铁芯的外周壁延伸；多个永磁体，多个所述永磁体一一对应地设于多个所述安装槽内，每个所述永磁体包括多个沿所述安装槽的延伸方向依次排布的磁体部，每个所述永磁体中的多个所述磁体部的中心线按第一方向依次错开布置。

根据本发明的实施例的转子组件，该转子组件能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机运行更平稳，进一步降低电机的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机的性能。

另外，根据发明实施例的转子组件，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一些实施例，每个所述永磁体中的多个所述磁体部的中心线平行且间隔布置。

根据本发明的一些实施例，每个所述永磁体中的相邻两个所述磁体部的外端面的中点连线与所述磁体部的中心线之间的夹角为2°-25°。

根据本发明的一些实施例，每个所述安装槽包括多个沿其延伸方向依次排布的槽段且多个所述槽段按所述第一方向依次错开布置，每个所述永磁体的多个所述磁体部一一对应地设于对应的所述安装槽的多个所述槽段内。

根据本发明的一些实施例，每个所述安装槽的多个所述槽段包括第一槽段和第二槽段，所述第一槽段的中心线沿所述轴孔的径向延伸且靠近所述转子铁芯的外周壁设置且所述第二槽段靠近所述轴孔设置。

根据本发明的一些实施例，所述第一槽段包括第一侧壁面和两个相对设置的第二侧壁面，其中，所述第二侧壁面的外端和所述第一侧壁面由过渡壁面过渡连接，所述过渡壁面从内至外朝靠近所述第一槽段的中心线的方向延伸。

根据本发明的一些实施例，每个所述安装槽的多个所述槽段还包括第三槽段，所述第三槽段设于所述第一槽段和所述第二槽段之间且将二者连通。

根据本发明的一些实施例，所述第一槽段的侧壁和所述第三槽段的侧壁之间、所述第二槽段的侧壁和所述第三槽段的侧壁之间形成有限位台阶。

根据本发明的一些实施例，所述转子铁芯的外轮廓线为轴对称结构，多个所述第一槽段的中心线将所述外轮廓线分成多段，每段所述外轮廓线包括多个相连的弧线。

根据本发明另一方面的电机，包括转轴和上述的转子组件，所述转轴与所述轴孔配合。

根据本发明的一些实施例，所述转子组件包括多个，多个所述转子组件沿所述转轴的轴向叠放，其中，在相邻两个所述转子组件中，其中一个所述转子组件中的多个所述永磁体与另一个所述转子组件中的多个所述永磁体位置一一对应且错开布置。

根据本发明的一些实施例，在相邻两个所述转子组件中，位置对应的两个所述永磁体的同一端面的中点连线与所述永磁体的中轴线之间的夹角为3°-8°。

根据本发明的一些实施例，在多个所述转子组件中，位置对应的多个所述永磁体按第二方向错开布置。

附图说明

图1是根据本发明实施例的转子组件的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的电机的结构示意图。

附图标记：

电机100，转子组件10，转子铁芯1，轴孔11，安装槽12，第一槽段121，第一侧壁面1211，第二侧壁面1212，过渡壁面1213，第二槽段122，第三槽段123，限位台阶124，永磁体2，磁体部21，转轴20，端盖30。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1和图2所示，本发明实施例的转子组件适用于电机。并且，该电机被广泛地应用于家电行业中。

如图1所示，切向内置的转子组件可以使用相邻的永磁体并联以提供磁通，在这种聚磁能力下，能够明显提高电机的气隙磁密，使得电机的效率更高、体积更小，重量更轻，并使得电机能够具有最大的转矩以及更大功率密度，提高了电机的性能。

进一步，在电机制造过程中，通过将永磁体分段偏移排列，可以有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机运行更平稳。

现有技术中，转子组件由转子铁芯和多个永磁体构成，其中，长条状的永磁铁在转子铁芯上沿着转子铁芯的径向延伸，转子铁芯与转子轭部分别独立设置，并且转子铁芯与转子轭部之间间隔着1mm的间隙，以减小转子轭部磁通漏磁，转子轭部再与电机的转轴过盈配合固定，以使转子组件能够装配到电机上。

由于现有技术中，转子组件的磁桥全部断开，在将永磁体轴向分段偏移排列时，制造的工艺难度以及成本较高，提高了生产成本，影响了电机的性能。

为此，本发明实施例设计了一种永磁体2分为多个磁体部21，多个磁体部21的中心线沿第一方向依次错开布置，因此，磁体部21在转子铁芯1上偏移排列，能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机100的性能。

下面参考图1-图2描述根据本发明实施例的转子组件10。

根据本发明实施例的转子组件10可以包括：转子铁芯1和多个永磁体2。

如图1所示，转子铁芯1具有轴孔11和多个安装槽12，转子铁芯1通过轴孔11与电机100的转轴20过盈配合固定，以使转子组件10能够装配到电机100上。多个永磁体2通过转子铁芯1上设置的多个安装槽12安装在转子铁芯1上。

进一步，多个安装槽12沿轴孔11的周向间隔布置，每个安装槽12从轴孔11向转子铁芯1的外周壁延伸。

也就是说，在转子铁芯1上，沿着周向呈放射状均匀布置有多个安装槽12。例如，安装槽12可以沿轴孔11的径向延伸，也可以相对于轴孔11的径向倾斜延伸，安装槽12在其延伸方向上的一端靠近轴孔11，另一端靠近转子铁芯1的外周壁。

需要说明的是，这里的永磁体2可以先进行单独成型，然后将成型后的多个永磁体2对应地安装至转子铁芯1的多个安装槽12内。当然，也可以直接将磁粉注入转子铁芯1的多个安装槽12内，从而在安装槽12内形成永磁体2，例如，可以采用注塑成型的原理，将磁粉与粘结剂混合，经过注塑成型工艺制成永磁体2。

其中，多个永磁体2一一对应地设于多个安装槽12内，永磁体2的形状可以与安装槽12的形状相似，且安装槽12决定了永磁体2的安装排列方式。每个永磁体2包括多个沿安装槽12的延伸方向依次排布的磁体部21，永磁体2能够在安装槽12的延伸方向上分为依次排布的多段，每一段为一个磁体部21，每个永磁体2中的多个磁体部21的中心线在第一方向上依次错开布置。

进一步，当永磁体2安装在转子铁芯1上时，永磁体2的第一方向可以为转子铁芯1上与其轴向垂直的任意方向，因此，磁体部21在转子铁芯1上偏移排列，能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机100的性能。

根据本发明实施例的转子组件10，该转子组件10能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机100的性能。

参照图1，每个永磁体2中的多个磁体部21的中心线平行且间隔布置。也就是说，各个磁体部21的延伸方向相同，且各个磁体部21的中心线不重合，因此，在永磁体2的中心线的延伸方向上，永磁体2上的各个磁体部21偏移排列。

通过将转子组件10上多个磁体部21偏移排列，能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机100的性能。

如图1所示，每个永磁体2中的相邻两个磁体部21的外端面的中点连线与磁体部21的中心线之间的夹角为θ，2°≤θ≤25°。

可选的，相邻两个磁体部21的外端面的中点连线与磁体部21的中心线之间的夹角可以为5°、15°以及25°，以在确保相邻的两个磁体部21之间能够稳定的连接在一起，永磁体2的整体结构更合理的同时确保相邻的两个磁体部21之间具有足够的偏移量，以使其能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，提高电机100的性能。

参照图1，每个安装槽12包括多个沿其延伸方向依次排布的槽段，每个永磁体2的多个磁体部21一一对应地设于对应的安装槽12的多个槽段内。

也就是说，在将永磁体2安装在安装槽12内后，每个槽段对应永磁体2的一个磁体部21。并且，多个槽段在第一方向上依次错开布置，因此，将永磁体2安装在安装槽12内后，对应的，每个槽段对应永磁体2的磁体部21也沿第一方向依次错开布置。

因此，磁体部21在第一方向上偏移排列，能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机100的性能。

如图1所示，每个安装槽12的多个槽段包括第一槽段121和第二槽段122，其中，第一槽段121为安装槽12的多个槽段中远离转子铁芯1的轴孔11设置的槽段。第二槽段122为安装槽12的多个槽段中靠近轴孔11设置的槽段。

并且，第一槽段121的中心线的延伸方向与第一槽段121的中心线所在位置处的轴孔11的径向方向同向。进一步，由于每个永磁体2中的多个磁体部21的中心线平行且间隔布置，因此在永磁体2的中心线的延伸方向上，永磁体2上的各个磁体部21偏移排列。

因此，第一槽段121的中心线的延伸方向与第一槽段121的中心线所在位置处的轴孔11的径向方向平行，设置在第一槽段121内的磁体部21的中心线的延伸方向也与第一槽段121的中心线所在位置处的轴孔11的径向方向平行，也就是说，永磁体2上的各个磁体部21在轴孔11的径向上偏移排列。因此，能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机100的性能。

参照图1，第一槽段121具有三个侧壁面，分别包括第一侧壁面1211和两个第二侧壁面1212。其中，第一侧壁面1211为靠近转子铁芯1的外周壁一侧的侧壁面，两个第二侧壁面1212为第一侧壁面1211的延伸方向上两侧的侧壁面，两个第二侧壁面1212相对设置，以将永磁体2稳定的限位在安装槽12内。

其中，第二侧壁面1212的外端和第一侧壁面1211由过渡壁面1213过渡连接，过渡壁面1213从内至外朝靠近第一槽段121的中心线的方向延伸。因此，通过过渡壁面1213实现了对安装槽12的修形。

如图1所示，每个安装槽12的多个槽段还包括第三槽段123，第三槽段123设于第一槽段121和第二槽段122之间且将二者连通。

也就是说，每个安装槽12内包括三个槽段，包括第一槽段121、第二槽段122和第三槽段123。在安装槽12的延伸方向由靠近轴孔11向靠近外周壁方向上依次为第二槽段122、第三槽段123和第一槽段121。

进一步，由于第一槽段121与第三槽段123之间相互偏移。也就是说，在第一槽段121的侧壁与第三槽段123的侧壁之间无法相互衔接。因此，第一槽段121的侧壁和第三槽段123的侧壁之间形成有限位台阶124，以实现第一槽段121与第三槽段123之间的连接。

由于第三槽段123与第二槽段122之间也相互偏移。也就是说，在第二槽段122的侧壁与第三槽段123的侧壁之间也无法相互衔接，因此，第二槽段122的侧壁和第三槽段123的侧壁之间形成有限位台阶124，以实现第二槽段122与第三槽段123之间的连接。

并且，限位台阶124还能够对永磁体2在其对应位置径向上的运动进行限位，确保永磁体2的各个磁体部21能够稳定的设置在转子铁芯1上。

参照图1，转子铁芯1的外轮廓线为轴对称结构，多个第一槽段121的中心线将外轮廓线分成多段，每段外轮廓线包括多个相连的弧线，以通过多个相连的弧线对转子铁芯1的外弧进行优化。

在一些实施例中，每段外轮廓线的多段相连的弧线的曲率半径相同。在另一些实施例中，每段外轮廓线的多段相连的弧线的曲率半径不同或者部分不同。其中多段相连弧线的曲率半径可根据注塑模具、工艺需求等具体设置。

进一步，在将多个转子铁芯1沿着转轴20依次排列安装时，根据转子铁芯1的外轮廓线，能够更便捷的对转子铁芯1进行排列，确保多个转子铁芯1上的永磁体2能够在轴向上偏移排列，因此，能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机100的性能。

下面结合图示附图描述转子组件10的一个具体实施例。

如图1所示，转子组件10包括：转子铁芯1和多个永磁体2。永磁体2在其延伸方向上分为依次排布的多段，每一段为一个磁体部21，各个磁体部21的延伸方向相同，且各个磁体部21的中心线不重合。

进一步，转子铁芯1上开设有多个安装槽12，安装槽12在其延伸方向上分为依次相连的第一槽段121、第三槽段123和第二槽段122，其中，第一槽段121为安装槽12的多个槽段中远离转子铁芯1的轴孔11设置的槽段。第二槽段122为安装槽12的多个槽段中靠近轴孔11设置的槽段。

进一步，第一槽段121的中心线的延伸方向与第一槽段121的中心线所在位置处的轴孔11的径向方向平行，第三槽段123相对第一槽段121在第一槽段121的中心线所在位置处的轴孔11的径向方向上向一侧偏移，第二槽段122相对第三槽段123在第一槽段121的中心线所在位置处的轴孔11的径向方向上向第三槽段123偏移方向的同一侧偏移，偏移量与第三槽段123相对第一槽段121的偏移量相同。

在一些实施例中，如图1所示，安装槽12包括多个槽段，其中靠近外周壁一侧的槽段的中心线的延伸方向与转子铁芯1的该槽段的中心线所在位置处的轴孔11的径向方向平行，与靠近外周壁一侧的槽段相邻的槽段的中心线位于该槽段的中心线的一侧，并且与该槽段的中心线平行，设第一槽段的长度为L，两个中心线之间的距离为X，X＝Ltanθ。

将多个槽段依次排列，以靠近轴孔11一侧的槽段为第n个槽段，靠近外周壁一侧为第一个槽段，设前n-1个槽段的长度的总和为L1，第n个槽段的中心线距离第一个槽段的中心线的距离为X1，X1＝L1tanθ。

进一步,安装槽12的槽口闭合，以确保永磁体2安装的稳定性。

其中，多个永磁体2对应设置在多个安装槽12内，永磁体2与安装槽12的形状相同，且每一个槽段对应永磁体2的一个磁体部21。因此，设置在转子铁芯1上的永磁体2的磁体部21在轴孔11的径向上偏移排列，从而能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机100的性能。

根据本发明另一方面实施例的电机100，包括转轴20和上述实施例中描述的转子组件10，转轴20与轴孔11过盈配合，以使转子组件10能够稳定的安装在电机100内。

具体地，如图2所示，在电机100内设置有多个转子组件10，通过将多个转子组件10沿转轴20的轴向依次叠放，能够实现电机100的安装。

其中，在安装相邻的两个转子组件10时，首先需要将相邻的两个转子组件10的其中一个转子组件10中的多个永磁体2与另一个转子组件10中的多个永磁体2位置一一对应，在对应后再将永磁体2在轴向上相互错开布置。

因此，电机100内的永磁体2在电机100的轴向上偏移排列，从而能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，并且还降低了制造的工艺难度以及成本，提高了电机100的性能。

进一步，参照图2，在相邻两个转子组件10中，位置对应的两个永磁体2的同一端面的中点连线与永磁体2的中轴线之间的夹角为α，3°≤α≤8°。

可选的，两个永磁体2的同一端面的中点连线与永磁体2的中轴线之间的夹角可以为4°、5°、6°以及7°，以确保相邻的两个永磁体2之间具有足够的偏移量，以使其能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，进一步降低电机100的振动和噪音，提高电机100的性能。

根据本发明的一些实施例，在多个转子组件10中，位置对应的多个永磁体2在第二方向上错开布置，以使永磁体2在第二方向上偏移排列，因此能够有效的降低齿槽转矩和纹波转矩，使得电机100运行更平稳，大幅降低电机100的振动和噪音，提高电机100的性能。

根据本发明实施例的电机100，通过采用上述转子组件10，使电机100的加工成本更低廉，运行更平稳，使用性能更好。

下面结合图示附图描述电机100的一个具体实施例。

如图2所示，电机100包括转轴20、多个转子组件10和端盖30，在电机100的安装过程中，首先将第一个转子组件10通过轴孔11与转轴20安装固定在设定位置，再将第二个转子组件10通过轴孔11与转轴20安装固定，并使第二个转子组件10的永磁体2一侧端面的中点与第一个转子组件10同侧端面的中点的连线与电机100的轴线的夹角为α，α可以为4°、5°、6°以或者7°。依次类推，将第三个转子组件10、第四个转子组件10以及第n个转子组件10安装固定在转轴20上，并使第n个转子组件10的永磁体2一侧端面的中点与第n-1个转子组件10同侧端面的中点的连线与电机100的轴线的夹角皆为α。

进一步，在将所有转子组件10安装固定在转轴20上之后，电机100的轴向两侧由端盖30固定。

在一些实施例中，在将所有转子组件10安装固定在转轴20上之后，电机100的转子也可以由包塑固定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

对于电机100的其它构造均已为现有技术且为本领域的技术人员所熟知，因此这里对于电机100的其它构造不做详细说明。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。