一种无刷直流电机的新型磁钢结构的转子及电机

技术领域

本发明涉及电机领域，特别涉及一种无刷直流电机的新型磁钢结构的转子及电机。

背景技术

表贴式无刷直流电机是一种常见的电机形式，其上的转子即为电机中旋转的部分。可参考现有公开号为CN205489857U的现有专利，其公开了一种无刷直流电机外转子磁环组件，包括以冲压绕卷成圆环状并以焊接或扣环封口固定形成一体式结构的钢圈套、压进钢圈套内并与钢圈套内壁紧密贴紧固定的一体式磁环；所述的一体式磁环设有多个浇口和一体式磁环内设有多个磁场。

上述的这种无刷直流电机中的转子在主磁极磁钢间存在着漏磁，且转子磁钢与磁轭间的磁通密度较大，使得电机气隙磁通密度较小，造成电机的转矩和效率较低，需要进行改进。

发明内容

针对背景技术中提到的问题，本发明的目的是提供一种无刷直流电机的新型磁钢结构的转子及电机，以解决背景技术中提到的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种无刷直流电机的新型磁钢结构的转子，在电机转子主体表贴的相邻的两个主磁钢中嵌入一个副磁钢，所述主磁钢的充磁方向为电机转子主体圆周的径向方向，所述副磁钢的充磁方向为电机转子主体圆周的切向方向，所述副磁钢的N极指向相邻所述主磁钢的N极，所述副磁钢的S极指向相邻另一所述主磁钢的S极。

通过采用上述技术方案，本电机转子在相邻的两个主磁钢之间设置有一个副磁钢，主磁钢间的漏磁被副磁钢的磁路阻断，同时主磁钢与转子磁轭间的磁通密度被副磁钢的磁路削弱，使得电机气隙里的磁通密度增加，提高电机的转矩和效率。

较佳的，所述主磁钢与所述副磁钢均匀分布排列固定安装至所述电机转子主体中磁轭圈的圆周表面上或嵌入磁轭圈内。

通过采用上述技术方案，将主磁钢和副磁钢固定在磁轭圈中能够减小磁漏。

较佳的，所述磁轭圈与所述电机转子主体一体化成型或分体制作后组装固定。

通过采用上述技术方案，采用一体化成型或组装成型的方式能够方便磁轭圈与电机转子主体的连接固定。

较佳的，所述主磁钢为钕铁硼主磁钢，所述副磁钢为铁氧体材料副磁钢或钕铁硼材料副磁钢。

通过采用上述技术方案，主磁钢为钕铁硼主磁钢时，副磁钢为铁氧体材料副磁钢时能够提高生产安排的效率，并能够减小漏磁现象。

较佳的，在沿所述电机转子主体圆周径向下所述主磁钢与所述副磁钢的厚度尺寸相同，在沿所述电机转子主体圆周方向下所述副磁钢宽度尺寸小于所述主磁钢宽度尺寸的20％。

通过采用上述技术方案，此尺寸方案的设置能够将磁漏现象减小至最小。

本发明还提供了一种电机，包括上述的无刷直流电机的新型磁钢结构的转子。

综上所述，本发明主要具有以下有益效果：

本电机转子在相邻的两个主磁钢之间设置有一个副磁钢，主磁钢间的漏磁被副磁钢的磁路阻断，同时主磁钢与转子磁轭间的磁通密度被副磁钢的磁路削弱，使得电机气隙里的磁通密度增加，提高电机的转矩和效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图之一；

图2是本发明的结构示意图之二；

图3是本发明的原理图之一；

图4是本发明的原理图之二；

图5是本发明的原理图之三。

附图标记：1、电机转子主体；2、主磁钢；3、副磁钢；4、磁轭圈。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参考图1至图5，一种无刷直流电机的新型磁钢结构的转子，为了提高电机转子的性能，在电机转子主体1表贴的相邻的两个主磁钢2中嵌入一个副磁钢3，主磁钢2的充磁方向为电机转子主体1圆周的径向方向，副磁钢3的充磁方向为电机转子主体1圆周的切向方向，副磁钢3的N极指向相邻主磁钢2的N极，副磁钢3的S极指向相邻另一主磁钢2的S极。

参考图1至图5，本电机转子在相邻的两个主磁钢2之间设置有一个副磁钢3，主磁钢2间的漏磁被副磁钢3的磁路阻断，同时主磁钢2与转子磁轭间的磁通密度被副磁钢3的磁路削弱，使得电机气隙里的磁通密度增加，提高电机的转矩和效率。

其中磁通密度即磁感应强度，其是指描述磁场强弱和方向的物理量，是矢量，常用符号B表示，国际通用单位为特斯拉(符号为T)。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示，磁感应强度越大表示磁感应越强。磁感应强度越小，表示磁感应越弱。电流(运动电荷)的周围存在磁场，他对外的重要表现是：对引入场中的运动试探电荷、载流导体或永久磁铁有磁场力的作用，因此可用磁场对运动试探电荷的作用来描述磁场，并由此引入磁感应强度B作为定量描述磁场中各点特性的基本物理量，其地位与电场中的电场强度E相当。电荷在电场中受到的电场力是一定的，方向与该点的电场方向相同或者相反。电流在磁场中某处所受的磁场力(安培力)，与电流在磁场中放置的方向有关，当电流方向与磁场方向平行时，电流受的安培力最小，等于零；当电流方向与磁场方向垂直时，电流受的安培力最大。

点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f的作用，在磁场给定的条件下，f的大小与电荷运动的方向有关。当v沿某个特殊方向或与之反向时，受力为零；当v与这个特殊方向垂直时受力最大，为Fm。Fm与|q|及v成正比，比值与运动电荷无关，反映磁场本身的性质，定义为磁感应强度的大小，即。B的方向定义为：由正电荷所受最大力Fm的方向转向电荷运动方向v时，右手螺旋前进的方向。定义了B之后，运动电荷在磁场B中所受的力可表为F＝QVB，此即洛伦兹力公式。除利用洛伦兹力定义B外，也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力df＝Idl×B来定义B，或根据磁矩m在磁场中所受力矩M＝m×B来定义B，三种定义，方法雷同，完全等价。B在数值上等于垂直于磁场方向长1m，电流为1A的直导线所受磁场力的大小。B＝F/IL，(由F＝BIL而来)。

综合分析：B＝F/IL＝F/qv＝Φ/S；其中F：洛伦兹力或者安培力；q：电荷量；v：速度；E：电场强度；Φ(＝ΔBS或BΔS，B为磁感应强度，S为面积)：磁通量；S：面积；L：磁场中导体的长度。

漏磁是磁源通过特定磁路泄露在空气(空间)中的磁场能量。磁体的磁场在内部闭合对外不显磁性，当对外形成磁极后即产生磁场，磁场是对外开环辐射的，准确来说，磁场是漏磁的一种形式。漏磁和线圈的密度，匝数，材料，电压，电流，都有关系。漏磁行为可以举例为：如工件被磁化时，某区域有裂纹，则此处的磁阻增大，此区域磁场就会泄露至工件表面，通过霍尔元件或磁粉检测就能发现此泄露而实现裂纹缺陷的检测。传统的转子由于两个主磁钢2之间存在着漏磁，故造成了磁通量的减少，而本发明创造性的对其进行了改进，减小了漏磁现象，增大了电机的转矩和效率。

参考图1和图2，其中主磁钢2与副磁钢3均匀分布排列固定安装至电机转子主体1中磁轭圈4的圆周表面上或嵌入磁轭圈4内，将主磁钢2和副磁钢3固定在磁轭圈4中能够减小磁漏；其中磁轭圈4与电机转子主体1一体化成型或分体制作后组装固定，采用一体化成型或组装成型的方式能够方便磁轭圈4与电机转子主体1的连接固定。

参考图1和图2，其中在沿电机转子主体1圆周径向下主磁钢2与副磁钢3的厚度尺寸相同，在沿电机转子主体1圆周方向下副磁钢3宽度尺寸小于主磁钢2宽度尺寸的20％，此尺寸方案的设置能够将磁漏现象减小至最小。

参考图1和图2，其中主磁钢2为钕铁硼主磁钢，副磁钢3为铁氧体材料副磁钢或钕铁硼材料副磁钢；主磁钢2为钕铁硼主磁钢时，副磁钢3为铁氧体材料副磁钢或钕铁硼材料副磁钢时能够提高生产安排的效率，并能够减小漏磁现象。

实施例2

本实施例提供了一种电机，包括实施例1中的无刷直流电机的新型磁钢结构的转子，该电机相比传统电机而言，其电机气隙里的磁通密度增加，提高了电机的转矩和效率。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。