本發(fā)明涉及電機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種轉(zhuǎn)子、定子及電機(jī)。

背景技術(shù)：

目前，永磁同步電機(jī)的發(fā)展日趨成熟，其性能也逐步提高，因此被廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)。但是永磁同步電機(jī)的性能還是需要不斷的提升，這樣才能滿足不斷增加的市場(chǎng)需求。

提升永磁同步電機(jī)的性能大多通過(guò)控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，通過(guò)控制器解決啟動(dòng)難題、轉(zhuǎn)速波動(dòng)難題、彌補(bǔ)轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的缺陷、提高轉(zhuǎn)矩電流比等。而從電機(jī)設(shè)計(jì)源頭上改進(jìn)，有利于整個(gè)產(chǎn)品的水平提高，降低控制驅(qū)動(dòng)難度。其中，提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流比，是提升電機(jī)材料利用率及性能的一個(gè)關(guān)鍵。

對(duì)現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)的定轉(zhuǎn)子在電磁作用時(shí)進(jìn)行分區(qū)域分析，部分對(duì)轉(zhuǎn)矩輸出為正貢獻(xiàn)，部分起到導(dǎo)磁作用，基本無(wú)轉(zhuǎn)矩輸出能力，部分主要為負(fù)貢獻(xiàn)，因此現(xiàn)有的永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流比較低，導(dǎo)致輸入電流較大，電機(jī)銅損、控制器的損耗也較大，影響電機(jī)性能開(kāi)發(fā)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種轉(zhuǎn)子，其可在不增加電機(jī)鐵損的前提下有效提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流比，進(jìn)而提升整個(gè)電機(jī)的性能。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種定子，其可以提升電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流比。

本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種電機(jī)，其轉(zhuǎn)矩電流比較高，輸入電流較小，銅損和控制器的損耗小。

為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一方面，提供一種轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子本體，所述轉(zhuǎn)子本體上具有靠近定子的圓周部，在所述圓周部上設(shè)置有齒狀結(jié)構(gòu)，所述齒狀結(jié)構(gòu)包括若干沿所述圓周部的周向依次設(shè)置的轉(zhuǎn)子齒，所述轉(zhuǎn)子齒具有面向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第一齒面和背向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第二齒面，其中，所述第一齒面的寬度大于所述第二齒面的寬度。

另一方面，還提供一種定子，包括定子本體，所述定子本體靠近轉(zhuǎn)子的一端設(shè)置若干定子齒，所述定子齒具有面向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第三齒面和背向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第四齒面，其中，所述第三齒面的寬度小于所述第四齒面的寬度。

再一方面，還提供一種電機(jī)，包括轉(zhuǎn)子和定子，其中，轉(zhuǎn)子采用如上所述的轉(zhuǎn)子或定子采用如上所述的定子。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明通過(guò)在轉(zhuǎn)子或定子上設(shè)置具有方向性的齒狀結(jié)構(gòu)，可以去除負(fù)貢獻(xiàn)，增加正貢獻(xiàn)，并將不貢獻(xiàn)轉(zhuǎn)矩部分轉(zhuǎn)化為正貢獻(xiàn)，進(jìn)而提升電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流比，同時(shí)電機(jī)鐵損不增加，有效提升電機(jī)性能和特性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一實(shí)施例所述的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明另一實(shí)施例所述的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中的X處的局部放大示意圖。

圖4為本發(fā)明又一實(shí)施例所述的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4中的Y處的局部放大示意圖。

圖6為本發(fā)明實(shí)施例所述的定子的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為圖6中的Z處的局部放大示意圖。

圖8為圖7中的W處的局部放大示意圖。

圖1至8中：

110、轉(zhuǎn)子本體；120、轉(zhuǎn)子齒；121、第一齒面；122、第二齒面；123、齒尖圓；124、齒根圓；130、切邊部；140、轉(zhuǎn)子極間；150、轉(zhuǎn)子連接部；160、等效圓；170、磁鋼槽；

210、定子本體；220、定子齒；221、第三齒面；222、第四齒面。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“外”、“內(nèi)”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。

在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“連接”、“固定”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖并通過(guò)具體實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。

如圖1至5所示，本發(fā)明實(shí)施例的提供一種轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子本體110，轉(zhuǎn)子本體110上具有靠近定子的圓周部，在圓周部上設(shè)置有齒狀結(jié)構(gòu)，齒狀結(jié)構(gòu)包括若干沿圓周部的周向依次設(shè)置的轉(zhuǎn)子齒120，轉(zhuǎn)子齒120具有面向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第一齒面121和背向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第二齒面122，其中，第一齒面121的寬度大于第二齒面122的寬度。通過(guò)在轉(zhuǎn)子本體110上設(shè)置具有方向性的齒狀結(jié)構(gòu)，即面向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的齒面寬，背向旋轉(zhuǎn)方向的齒面窄，可以使轉(zhuǎn)子在等效外徑不增加的前提下，去除負(fù)貢獻(xiàn)，增加正貢獻(xiàn)，并將不貢獻(xiàn)轉(zhuǎn)矩部分轉(zhuǎn)化為正貢獻(xiàn)，進(jìn)而提升電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流比，同時(shí)電機(jī)鐵損不增加，有效提升電機(jī)性能和特性。

在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子應(yīng)用于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，此時(shí)圓周部設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體110的外緣，即齒狀結(jié)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體110的外緣。但是轉(zhuǎn)子不限于應(yīng)用于內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)，還可以應(yīng)用于外轉(zhuǎn)子電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)子應(yīng)用于外轉(zhuǎn)子電機(jī)時(shí)，圓周部設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體的內(nèi)緣，即齒狀結(jié)構(gòu)設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體的內(nèi)緣。

在本發(fā)明的一實(shí)施例中，如圖1所示，齒狀結(jié)構(gòu)沿轉(zhuǎn)子本體110的圓周部的周向環(huán)形設(shè)置。通過(guò)將齒狀結(jié)構(gòu)沿轉(zhuǎn)子本體110的圓周部的周向環(huán)形設(shè)置，使得整個(gè)轉(zhuǎn)子本體110的圓周部均被齒狀結(jié)構(gòu)包覆，這樣可以使整個(gè)轉(zhuǎn)子在不增加電機(jī)鐵損的同時(shí)提升電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流比，進(jìn)而提升電機(jī)的性能。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖2和3所示，轉(zhuǎn)子本體110的圓周部的周向間隔設(shè)置多個(gè)齒狀結(jié)構(gòu)，每個(gè)齒狀結(jié)構(gòu)正對(duì)轉(zhuǎn)子本體110的一個(gè)轉(zhuǎn)子極的有效極寬的區(qū)域，相鄰兩個(gè)齒狀結(jié)構(gòu)之間具有切邊部130，切邊部130正對(duì)轉(zhuǎn)子本體110的轉(zhuǎn)子極間140的區(qū)域。通過(guò)在轉(zhuǎn)子極間140的區(qū)域設(shè)置切邊部130，切邊部130使得此區(qū)域的轉(zhuǎn)子本體110的圓周部上沒(méi)有設(shè)置轉(zhuǎn)子齒120，即切邊部130形成隔磁橋，隔磁橋可以有效的降低轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)、降低漏磁。

在本實(shí)施例中，切邊部130的長(zhǎng)度沿轉(zhuǎn)子本體110的軸向延伸。此處的軸向延伸具體是指切邊部130可沿轉(zhuǎn)子本體110的軸向連續(xù)或間斷設(shè)置，當(dāng)切邊部130沿轉(zhuǎn)子本體110的軸向連續(xù)設(shè)置時(shí)，說(shuō)明切邊部130的長(zhǎng)度與轉(zhuǎn)子本體110的長(zhǎng)度相等；當(dāng)切邊部130沿轉(zhuǎn)子本體110的軸向間斷設(shè)置時(shí)，說(shuō)明切邊部130的長(zhǎng)度小于轉(zhuǎn)子本體110的長(zhǎng)度。上述情況僅限于轉(zhuǎn)子齒120是沿轉(zhuǎn)子本體110的軸向設(shè)置的直齒結(jié)構(gòu)(轉(zhuǎn)子齒120為直齒結(jié)構(gòu)具體是指轉(zhuǎn)子齒120的長(zhǎng)度方向與轉(zhuǎn)子本體110的軸線平行)，如果轉(zhuǎn)子齒120是設(shè)置在轉(zhuǎn)子本體110上的斜齒結(jié)構(gòu)(轉(zhuǎn)子齒120為斜齒結(jié)構(gòu)具體是指轉(zhuǎn)子齒120的長(zhǎng)度方向與轉(zhuǎn)子本體110的軸線不平行)，那么，切邊部130沿轉(zhuǎn)子齒120的長(zhǎng)度方向設(shè)置在相鄰兩個(gè)齒狀結(jié)構(gòu)之間。

轉(zhuǎn)子齒120所占轉(zhuǎn)子本體110的圓周角度為A，其中，12°/P＜A＜17.2°/P，P為轉(zhuǎn)子極對(duì)數(shù)，每個(gè)有效極寬所占轉(zhuǎn)子本體的圓周角度為D，100°/P＜D＜110°/P。在本實(shí)施例中，有效極寬是指轉(zhuǎn)子的一個(gè)轉(zhuǎn)子極對(duì)應(yīng)產(chǎn)生電極作用的部分的寬度，如圖2所示，一個(gè)轉(zhuǎn)子極為轉(zhuǎn)子本體110內(nèi)的一個(gè)磁鋼槽170，其可產(chǎn)生電極作用的部分與轉(zhuǎn)子本體110的圓周部上設(shè)置的每個(gè)齒狀結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。通過(guò)將轉(zhuǎn)子齒120所占轉(zhuǎn)子本體110的圓周角度A設(shè)置為12°/P＜A＜17.2°，可以使整個(gè)轉(zhuǎn)子在不增加電機(jī)鐵損的同時(shí)將電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流比提升23％，極大的提升電機(jī)的性能。

在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子的極對(duì)數(shù)P＝2，對(duì)應(yīng)的，切邊部130的數(shù)量為四個(gè)。一個(gè)轉(zhuǎn)子極為轉(zhuǎn)子本體110內(nèi)的一個(gè)磁鋼槽170，轉(zhuǎn)子的每對(duì)轉(zhuǎn)子極由兩個(gè)磁極不同的磁鋼槽170構(gòu)成，每個(gè)磁鋼槽170正對(duì)轉(zhuǎn)子本體110的圓周部的部分均設(shè)置有齒狀結(jié)構(gòu)。因此，6°＜A＜8.6°，50°＜D＜55°。

第一齒面121為朝向遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子本體110的中心的一側(cè)凸出的圓弧，圓弧的直徑不大于轉(zhuǎn)子的等效圓160直徑，其中，第二齒面122的寬度為F，L＜F＜5L/3，L為電機(jī)等效氣隙寬度，電機(jī)等效氣隙寬度是指電機(jī)中定子與轉(zhuǎn)子的等效圓160之間的距離。

在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子齒120具有齒尖和齒根，轉(zhuǎn)子本體110的圓心到齒尖與到齒根的距離差為轉(zhuǎn)子齒120的齒高B，L/4＜B＜L，其中，L為電機(jī)等效氣隙寬度。具體的，轉(zhuǎn)子本體110的齒尖所在的圓周為齒尖圓123，轉(zhuǎn)子本體120的齒根所在的圓周為齒根圓124，齒尖圓123與齒根圓124的圓心均與轉(zhuǎn)子本體110的圓心同心。

在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)施例與上述實(shí)施例的結(jié)構(gòu)基本相同，區(qū)別僅在于，在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子齒120的齒尖被削平處理，如圖4和5所示，第一齒面121遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子本體110的一端與第二齒面122遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子本體110的一端通過(guò)轉(zhuǎn)子連接部150連接。通過(guò)將第一齒面121和第二齒面122兩者遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子本體110的一端通過(guò)轉(zhuǎn)子連接部150連接，即切去轉(zhuǎn)子齒120的齒尖部分，這樣可以改善轉(zhuǎn)子工藝性，降低裝配難度。轉(zhuǎn)子連接部150與轉(zhuǎn)子的等效圓160之間的間距為G，E/2＜G＜E，E≤B/2，其中，E為轉(zhuǎn)子齒120的齒尖部分的齒尖圓123與轉(zhuǎn)子的等效圓160之間的距離。優(yōu)選的，轉(zhuǎn)子連接部150為弧形結(jié)構(gòu)或平面結(jié)構(gòu)。

在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子連接部150的長(zhǎng)度沿轉(zhuǎn)子齒120的長(zhǎng)度方向延伸。此處的延伸是指轉(zhuǎn)子連接部150連續(xù)或者間斷的設(shè)置在轉(zhuǎn)子齒120的長(zhǎng)度方向上，如果連續(xù)設(shè)置，那么轉(zhuǎn)子連接部150的長(zhǎng)度等于轉(zhuǎn)子齒120的長(zhǎng)度，如果間斷設(shè)置，那么轉(zhuǎn)子連接部150的長(zhǎng)度小于轉(zhuǎn)子齒120的長(zhǎng)度。

本發(fā)明實(shí)施例還提供一種定子，如圖6至8所示，此定子包括定子本體210，定子本體210靠近轉(zhuǎn)子的一端設(shè)置若干定子齒220，定子齒具有面向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第三齒面221和背向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的第四齒面222，其中，第三齒面221的寬度小于第四齒面222的寬度。通過(guò)在定子本體210上設(shè)置具有方向性的齒狀結(jié)構(gòu)，且面向轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向的齒面窄，背向旋轉(zhuǎn)方向的齒面寬，可以提升電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流比，同時(shí)電機(jī)鐵損不增加，有效提升電機(jī)性能和特性。

在本實(shí)施例中，定子本體210靠近轉(zhuǎn)子的一端向內(nèi)凹設(shè)有圓弧部，若干定子齒220沿圓弧部的弧形方向依次設(shè)置在圓弧部上。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，第三齒面221遠(yuǎn)離定子本體210的一端與第四齒面222遠(yuǎn)離定子本體210的一端通過(guò)定子連接部(圖中未示出)連接，定子連接部的長(zhǎng)度沿定子齒220的長(zhǎng)度方向延伸。通過(guò)將第三齒面221和第四齒面222兩者遠(yuǎn)離定子本體210的一端通過(guò)定子連接部連接，即切去定子齒的齒尖，這樣可以改善定子工藝性，降低裝配難度。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種電機(jī)，電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，其中轉(zhuǎn)子采用如上實(shí)施例的轉(zhuǎn)子，即轉(zhuǎn)子上設(shè)置有齒狀結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)D1至5和上述實(shí)施例，此處不再贅述轉(zhuǎn)子的具體結(jié)構(gòu)，而定子采用常規(guī)的定子的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供一種電機(jī)，電機(jī)包括定子和轉(zhuǎn)子，其中定子采用如上實(shí)施例的定子，即定子上設(shè)置有齒狀結(jié)構(gòu)，定子的結(jié)構(gòu)可參照?qǐng)D6至8及上述實(shí)施例，此處不再贅述定子的具體結(jié)構(gòu)，而轉(zhuǎn)子采用常規(guī)的轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。

在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，當(dāng)定子設(shè)置有齒狀結(jié)構(gòu)的時(shí)候，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子本體的外緣間隔設(shè)置多個(gè)切邊部，切邊部正對(duì)轉(zhuǎn)子本體的轉(zhuǎn)子極間的區(qū)域。

在本實(shí)施例中，所述切邊部的長(zhǎng)度沿所述轉(zhuǎn)子本體的軸向延伸。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉專绢I(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動(dòng)即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。