本實用新型涉及電機部件，具體涉及一種內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子。

背景技術(shù)：

盤式電機又叫碟式電機，具有體積小、重量輕、效率高的特點。盤式電機的定子一般放置在平的基板上，轉(zhuǎn)子設(shè)在定子上，定子包括線圈，轉(zhuǎn)子是永磁體或粘有永磁體的圓盤。盤式電機的轉(zhuǎn)子大多都是表貼式磁極，以N/S/N/S...順序排列。

內(nèi)嵌磁極的電機轉(zhuǎn)子目前用在徑向磁場的電機中，通過配置內(nèi)嵌磁極的個數(shù)、角度、層數(shù)等排列形式，可以配置出正弦度較好的氣隙磁場，能降低高次諧波損耗，降低齒槽效應(yīng)和扭矩波動。內(nèi)嵌式轉(zhuǎn)子的表面是鐵芯，能提供較大的繞組電感，便于控制。轉(zhuǎn)子表面的鐵芯也能提供較大的磁阻扭矩，提升電機的扭矩輸出。內(nèi)嵌磁極的電機轉(zhuǎn)子比表貼式磁極的電機轉(zhuǎn)子更加容易實施弱磁控制，能夠達到更高轉(zhuǎn)速。但由于盤式電機轉(zhuǎn)子無法采用硅鋼沖片工藝，無法實現(xiàn)在盤式電機轉(zhuǎn)子內(nèi)部加工出用來內(nèi)嵌磁極的洞槽，因此在盤式電機轉(zhuǎn)子中無法做到內(nèi)嵌磁極。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本實用新型提供一種內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子，技術(shù)方案如下。

一種內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子，包括轉(zhuǎn)子背板、磁極和表面鐵芯；

轉(zhuǎn)子背板呈圓環(huán)狀，轉(zhuǎn)子背板的上表面上連續(xù)形成有多個磁極槽，每個磁極槽在與轉(zhuǎn)子背板的徑向垂直的方向上的縱向截面呈左右對稱；

每個磁極槽中嵌合固定有磁極，磁極呈與磁極槽的形狀相對應(yīng)的凹槽形狀；

磁極的凹槽中固定有表面鐵芯，表面鐵芯具有與磁極的凹槽的容納空間相對應(yīng)的形狀。

進一步地，磁極由多塊磁鋼順序連接構(gòu)成，每個磁極槽中固定的多塊磁鋼具有相同的NS極指向。

進一步地，所述磁極為多層磁鋼結(jié)構(gòu)，磁鋼層之間設(shè)置有層間鐵芯。

進一步地，所述磁極為單層磁鋼結(jié)構(gòu)。

進一步地，每個磁極槽由底端呈一定角度的兩個側(cè)壁圍合而成，每個磁極槽的所述縱向截面沿其中心縱軸線對稱，呈倒置的等腰三角形，每個磁極槽的兩個側(cè)壁的頂端與相鄰的磁極槽的側(cè)壁頂端連接；

磁極由底邊固接的兩塊長方形磁鋼構(gòu)成，磁極與磁極槽的所述縱向截面同為倒置的等腰三角形，磁極的兩塊磁鋼分別貼合到磁極槽的兩個側(cè)壁上；

表面鐵芯在與轉(zhuǎn)子的徑向垂直的方向上的縱向截面呈倒置的等腰三角形，表面鐵芯的兩個下部表面貼合到對應(yīng)的磁極的兩塊磁鋼表面。

進一步地，磁極的兩塊磁鋼的底邊夾角大小根據(jù)磁場的正弦度情況設(shè)定。

進一步地，磁極由多于兩片的磁鋼依次固定連接制成，磁極具有與磁極槽和表面鐵芯相對應(yīng)的外表面形狀。

進一步地，所述的內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子還包括內(nèi)環(huán)限位圈，固定設(shè)置在圓環(huán)狀轉(zhuǎn)子背板的內(nèi)側(cè)表面上；和/或，所述的內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子還包括外環(huán)限位圈，固定設(shè)置在圓環(huán)狀轉(zhuǎn)子背板的外側(cè)表面上。

進一步地，轉(zhuǎn)子背板、磁極和表面鐵芯之間的固定連接方式可以為粘接、鉚接、焊接或螺栓固定。

進一步地，表面鐵芯可用硅鋼片層疊、粘接、切割或磨制而成，或者采用其他導(dǎo)磁性能良好的材料制成。

本實用新型的有益效果：

本實用新型的內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子采用高導(dǎo)磁的鋼或電工純鐵制造轉(zhuǎn)子背板、磁鋼層、表面鐵芯層的組合結(jié)構(gòu)，通過膠粘接、焊接、鉚接、螺栓等方式將三層結(jié)構(gòu)連接在一起。與已有技術(shù)相比，本實用新型的內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子電感大，磁阻效應(yīng)好，獲得了正弦度更好的磁場，提升了扭矩，轉(zhuǎn)速高，易于弱磁控制，并且磁場損耗低，齒槽效應(yīng)低。

附圖說明

圖1是本實用新型的內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子的裝配結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中單個磁極、表面鐵芯的拼裝結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子的組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4a、4b、4c、4d是本實用新型的內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子的單個磁極的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5a、5b是應(yīng)用本實用新型的內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子與定子裝配的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。但本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，本實用新型并不局限于附圖和以下實施例。

如圖1-3所示，本實用新型的內(nèi)嵌磁極的盤式電機轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子背板1、磁極2、表面鐵芯3和內(nèi)環(huán)限位圈4。

轉(zhuǎn)子背板1呈圓環(huán)狀，一體成型，可以由整塊材料加工而成，也可以是硅鋼盤繞成卷后切削而成。轉(zhuǎn)子背板1的上表面上連續(xù)形成有多個嵌合磁極2的磁極槽11，每個磁極槽11是由底端呈一定角度的兩個側(cè)壁111、112圍合而成的槽，每個磁極槽11在與轉(zhuǎn)子背板的徑向垂直的方向上的縱向截面呈左右對稱，呈倒置的等腰三角形，每個磁極槽11的兩個側(cè)壁的頂端與相鄰的磁極槽11的側(cè)壁頂端連接。轉(zhuǎn)子背板1的材料優(yōu)選電工純鐵、導(dǎo)磁性能良好的鋼，如10#鋼。

每個磁極槽11中固定有磁極2。磁極2具有與磁極槽11的形狀相對應(yīng)的凹槽23形狀，由底邊固接的兩塊長方形磁鋼21、22構(gòu)成凹槽23的側(cè)壁，磁極2與磁極槽11的縱向截面同為倒置的等腰三角形，磁極2的磁鋼21、22分別貼合到磁極槽11的兩個側(cè)壁上。每個磁極槽11中固定的長方形磁鋼21、22具有相同的NS極指向。

磁極2的凹槽23中固定有表面鐵芯3。表面鐵芯3具有與磁極2的凹槽23的容納空間相對應(yīng)的形狀，其縱向截面同為呈倒置的等腰三角形。表面鐵芯3具有平的頂部表面31和兩個下部表面32，表面鐵芯3的兩個下部表面32貼合到對應(yīng)的磁極2的凹槽的磁鋼21、22表面。表面鐵芯3可用硅鋼片層疊、粘接、切割、磨制而成，或者采用其他導(dǎo)磁性能良好的材料制成，例如粉末鐵芯、非晶硅鋼片鐵芯等。

內(nèi)環(huán)限位圈4呈圓環(huán)狀，固定設(shè)置在圓環(huán)狀轉(zhuǎn)子背板1的內(nèi)側(cè)表面上，用于對磁極2和表面鐵芯3進行限位，使其不會進入到內(nèi)環(huán)限位圈4的內(nèi)部區(qū)域。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，內(nèi)環(huán)限位圈4可以與轉(zhuǎn)子背板1一體成型，并且限位圈還可以設(shè)置在圓環(huán)狀轉(zhuǎn)子背板1的外側(cè)表面上，形成外環(huán)限位圈，使磁極2和表面鐵芯3不會進入到外環(huán)限位圈的外部區(qū)域。

圖1-3中，磁極2具有與磁極槽11的形狀相對應(yīng)的凹槽23形狀，并示出了磁極槽11和磁極2的縱向截面同為呈倒置的等腰三角形的實施例。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，為了得到正弦度更好的磁場，可以改變2塊磁鋼間的夾角，如圖4a、圖4b所示。進一步，為了得到正弦度更好的磁場，還可以使用多于兩片的磁鋼制作磁極2，如圖4c所示，磁極2包括依次固定連接的第一側(cè)邊磁鋼24、底邊磁鋼25和第二側(cè)邊磁鋼26，構(gòu)成縱向截面為倒置的等腰梯形的磁極2的凹槽27，并且與凹槽27的縱向截面形狀相對應(yīng)的設(shè)置磁極槽11和表面鐵芯3的縱向截面形狀。進一步，磁極2為單層結(jié)構(gòu)，為了得到正弦度更好的磁場，可以將磁極2可為多塊磁鋼構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，層間設(shè)置有層間鐵芯28，如圖4d所示。

此外，轉(zhuǎn)子背板1、磁極2、表面鐵芯3和內(nèi)環(huán)限位圈4(和/或外環(huán)限位圈)之間的固定連接方式可以為粘接、鉚接、焊接、螺栓固定等。

圖5a、圖5b中示出了本實用新型的盤式電機轉(zhuǎn)子與定子裝配的結(jié)構(gòu)示意圖，其采用了雙面轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)，中間為定子。

以上，對本實用新型的實施方式進行了說明。但是，本實用新型不限定于上述實施方式。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。