[發明專利]電機轉子以及應用其的電機

在審

• 申請號: 201610986714.3
• 申請日: 2016-11-09
• 公開（公告）號: CN106712345A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 閆晶芬;沈玉明;黃偉;殷志堅;嚴剛
• 申請（專利權）人: 常州雷利電機科技有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 劉貝,程馳

技術領域

本發明涉及電機，具體而言，涉及一種電機轉子及應用該電機轉子的電機。

背景技術

在滾筒洗衣機的領域中廣泛地使用電機，特別是永磁同步電機，來驅動滾筒的旋轉。決定該類電機性能優劣的關鍵點在于在洗衣機洗滌和脫水兩個工作過程中電機的效率和噪音。隨著洗衣機品質的提高，在洗衣機脫水過程中要求電機達到很高的轉速，該電機轉速至少達到10000r/min，特別地可能高達18000r/min，然而不希望帶來能耗和噪音的大幅提高。

用于滾筒洗衣機的傳統電機的轉子主要包括兩種類型，一種是表面式轉子磁路結構，另一種是內置式切向轉子磁路結構。

在表面式轉子磁路結構中，永磁體粘貼于轉子表面，永磁體整體裸露在氣隙中，其產生的磁場正對定子磁場，由于電機在高速弱磁時，定子線圈上產生的電流變大，會導致裸露在電機氣隙中的永磁體容易出現退磁現象，降低電機的使用壽命。此外，為了避免電機高轉速下永磁體從轉子表面脫落，通常需要在永磁體表面使用鋼套、來保護轉子表面上的永磁體在電機高速運轉時不從轉子鐵芯表面脫落，而這種保護鋼套的工藝復雜、成本較高，會帶來電機整體復雜度和成本的提高。

內置式切向轉子磁路結構解決了上述問題，但是其本身仍然存在很多缺陷。傳統的內置式切向轉子磁路結構中，齒槽轉矩較大，使得電機的轉矩脈動較大，從而帶了不期望的振動和噪音；電機運行時產生很大的反電動勢諧波含量，使得電機在以高轉速運行時帶來較大的振動噪音。

在傳統的解決方案中，相鄰的轉子磁極之間是斷開的，并通過注塑等方式使得其它非導磁材料的填充物填充到相鄰轉子磁極之間的斷開處，用來固定每個單獨的永磁體。這種布置方式雖然能一定程度地減小轉子的漏磁現象，但是在電機的高速運行過程中，填充在相鄰磁極斷開位置上的注塑體承受較高的轉矩，可能會斷裂或破碎，從而對電機內部以及定子/轉子的其他部分造成損壞，因此將較低強度的注塑體填充在斷開的磁極之間的布置方式會給高速運轉(例如：洗衣機的脫水過程)的電機帶來風險。

因此，需要一種高效、低噪音、適于長時間高速運轉的電機。

發明內容

本發明涉及一種電機轉子，其中電機轉子具有多個槽，該多個槽沿電機轉子的徑向成輻射狀分布，并且用于將多個永磁鐵氧體接收于其內，并且，電機轉子的外表面是由沿該電機轉子的周向分布且相間布置的多個樣條曲面和弧形連接段的外表面形成的非圓形面，使得當電機轉子安裝到內表面為圓形的電機定子鐵芯內，電機轉子的外表面和該電機定子的定子鐵芯之間的間隙為非均勻氣隙。

在電機轉子的一個可選的實施例中，接收在相鄰的槽內的相鄰的永磁鐵氧體的相互面向的表面具有相同的極性，使得在每對相鄰的鐵氧體之間形成磁極。

在電機轉子的一個可選的實施例中，磁極的外表面為樣條曲面，每兩個相鄰的磁極通過弧形連接段而連接。

在電機轉子的一個可選的實施例中，樣條曲面關于其中心軸線呈軸對稱，并且在其中心軸線處與定子鐵芯之間的氣隙為最小氣隙δ_min，最小氣隙δ_min與樣條曲面和定子鐵芯之間的氣隙δ的比值是電機轉子相對于樣條曲面的中心軸線轉過的電角度β的余弦函數，其中電角度β是電機轉子相對于樣條曲面的中心軸線轉過的機械角度θ與電機的極對數P的乘積。

在電機轉子的一個可選的實施例中，樣條曲面的形狀滿足公式：δ_min/δ＝cos(β)。

在電機轉子的一個可選的實施例中，電機轉子具有沿周向方向均勻分布的八個槽，并且分別用于將八個永磁鐵氧體接收于其中，每條樣條曲面關于其中心軸線呈軸對稱，并且跨過的機械角度θ₀為31°。

在電機轉子的一個可選的實施例中，在弧形連接段和永磁鐵氧體之間形成有空槽，注塑體注入到空槽中，以將永磁鐵氧體進一步固定在槽中。

在電機轉子的一個可選的實施例中，弧形連接段的厚度在0.4mm到0.6mm的范圍內，其中弧形連接段的厚度為弧形連接段的外圓半徑R2和內圓半徑R1之間的差值。

在電機轉子的一個可選的實施例中，弧形連接段的寬度b1小于永磁鐵氧體的寬度b2，其中弧形連接段的寬度b1為弧形連接段與相鄰的樣條曲面兩個連接點之間的距離。

在電機轉子的一個可選的實施例中，弧形連接段的高度H1不大于樣條曲面的頂點與電機轉子的軸心的距離H2，且大于樣條曲面的最遠離其頂點的最低點處與電機轉子的軸心的距離H3，其中弧形連接段的高度H1為弧形連接段的頂點與電機轉子的軸心的距離。