转子、包含该转子的马达、以及包含该马达的动力装置

摘要

本发明实施例提供一种转子、包含该转子的马达、以及包含该马达的动力装置，该转子位于马达的旋转轴的外周，与旋转轴一起旋转，该转子由在轴向上层叠的电磁钢板构成，电磁钢板具有在轴向上贯通该电磁钢板的贯通孔群，贯通孔群具有多个贯通孔，多个贯通孔以在径向上延伸的假想线为中心线，呈向该中心线的两侧以及径向外侧延伸的弧状，且该多个贯通孔在径向上排列，其中，多个贯通孔中的径向最内侧的贯通孔的位于径向内侧的弧形的面的曲率半径最小，和/或多个贯通孔中的径向最外侧的贯通孔的位于径向外侧的弧形的面的曲率半径最大。通过这样的转子的结构，可扩大构成转子的电磁钢板间的磁阻差异，由此增大磁阻转矩，降低转矩涟波。

说明书

技术领域

本发明涉及马达领域，尤其涉及转子、包含该转子的马达、以及包含该马达的动力装置。

背景技术

在同步磁阻马达的转子中，构成转子的电磁钢板中间具有多个贯通孔，这些贯通孔形成名为磁通屏障的气隙，这些气隙造成磁阻的差异，当马达通入电流时，因磁阻差异而产生磁阻转矩。

图1是现有技术中构成转子的电磁钢板的气隙的示意图；图2是现有技术中图1所示虚线框P的放大图。其中，定义在转子中磁通易走的方向为直轴(d轴)，磁通难走的方向为横轴(q轴)。如图1所示，在现有的同步磁阻马达10中，构成转子11的电磁钢板12的各个气隙13在马达径向上的宽度相同，或宽度由径向内侧向径向外侧依次递减(未示出)，从而造成马达的转矩涟波增大，由此抑制了马达的磁阻转矩，对马达的实用性造成影响。

并且，如图1和图2所示，在d轴方向上，径向最内侧的两个气隙13之间的电磁钢板12的宽度由径向内侧至径向外侧递减，即A<B<C，从而造成转子11在d轴方向的磁阻在靠近定子14处最大。由此，导致此区域的磁阻与磁通屏障间的磁阻差异缩小，因而使磁阻转矩下降。

应当注意，上面对背景技术的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

为了解决上述问题，本发明实施例提供一种转子、包含该转子的马达、以及包含该马达的动力装置，以提高磁阻转矩，降低转矩涟波。

根据本发明实施例的第一方面，提供了一种转子，位于马达的旋转轴的外周，与该旋转轴一起旋转，该转子由在轴向上层叠的电磁钢板构成，该电磁钢板具有在轴向上贯通该电磁钢板的贯通孔群，该贯通孔群具有多个贯通孔，该多个贯通孔以在径向上延伸的假想线为中心线，呈向该中心线的两侧以及径向外侧延伸的弧状，且该多个贯通孔在径向上排列，其中，该多个贯通孔中的径向最内侧的贯通孔的位于径向内侧的弧形的面的曲率半径最小，该多个贯通孔中的径向最外侧的贯通孔的位于径向外侧的弧形的面的曲率半径最大。

根据本发明实施例的第二方面，其中，除径向最内侧的该贯通孔和径向最外侧的该贯通孔之外的其余贯通孔的弧形的面的曲率半径、径向最内侧的该贯通孔的位于径向外侧的弧形的面的曲率半径、以及径向最外侧的该贯通孔的位于径向内侧的弧形的面的曲率半径相同。

根据本发明实施例的第三方面，其中，位于两个相邻的贯通孔之间的该电磁钢板在径向上的宽度相同。

根据本发明实施例的第四方面，其中，该多个贯通孔在径向上的宽度具有以下关系：径向最内侧的该贯通孔在径向上的宽度>径向最外侧的该贯通孔在径向上的宽度>除径向最内侧的该贯通孔和径向最外侧的该贯通孔之外的其余贯通孔在径向上的宽度。

根据本发明实施例的第五方面，其中，从轴向观察，该电磁钢板具有相对于该旋转轴对置，且在周向上排列的多个该贯通孔群。

根据本发明实施例的第六方面，其中，位于在周向上相邻的两个该贯通孔群的径向最内侧的两个该贯通孔的末端向相互远离的方向延伸。

根据本发明实施例的第七方面，其中，该电磁钢板具有四个该贯通孔群。

根据本发明实施例的第八方面，其中，该电磁钢板还具有位于该多个贯通孔之间的狭缝，该狭缝在径向上的宽度比该多个贯通孔在径向上的宽度小。

根据本发明实施例的第九方面，其中，该电磁钢板在径向最外侧的贯通孔的径向外侧具有狭缝，该狭缝在径向上的宽度比该多个贯通孔在径向上的宽度小。

根据本发明实施例的第九方面，其中，该狭缝为多个，且每个该狭缝在径向上的宽度均相同。

根据本发明实施例的第十方面，其中，该电磁钢板在径向最外侧的贯通孔的径向外侧具有狭缝，该狭缝在径向上的宽度比多个贯通孔在径向上的宽度小。

根据本发明实施例的第十一方面，提供了一种马达，其中，该马达具有：旋转轴，该旋转轴沿中心轴线延伸；如上述第一方面至第十方面中任一方面所述的转子，该转子以该旋转轴为中心旋转；以及定子，该定子与该转子在径向上对置。

根据本发明实施例的第十二方面，其中，该定子具有朝向径向内侧延伸的多个齿部，位于该齿部之间的齿槽与该贯通孔群的各该贯通孔的末端在径向上对置。

根据本发明实施例的第十三方面，提供了一种动力装置，其中，该动力装置具有如上述第十一方面或第十二方面所述的马达。

本发明实施例的有益效果在于：通过调整电磁钢板上的贯通孔的形状(宽度或曲率)，可提高磁阻转矩，降低转矩涟波。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是现有技术中构成转子的电磁钢板上的气隙的示意图；

图2是图1中虚线框P的放大图；

图3是本发明实施例1的转子的俯视图；

图4是图3中虚线框M的放大图；

图5是本发明实施例1的转子的一部分的俯视图；

图6是本发明实施例2的马达的分解示意图；

图7是本发明实施例2的马达的定子的一部分的俯视图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

下面参照附图对本发明实施例的优选实施方式进行说明。

在本发明实施例的下述说明中，为了说明的方便，将与沿轴延伸的方向平行的方向称为“轴向”，将以轴为中心的半径方向称为“径向”，将以轴为中心的圆周方向称为“周向”，但这只是为了说明的方便，并不限定马达使用和制造时的朝向。

实施例1

本发明实施例提供了一种转子，图3是本发明实施例1的转子的俯视图，由于转子是由在轴向上层叠的电磁钢板构成，因此从图3看到的是一个电磁钢板轴向上的一面。

如图3所示，转子30位于马达(未示出)的旋转轴31的外周，与旋转轴31一起旋转，转子30由在轴向上层叠的电磁钢板32构成，电磁钢板32具有在轴向上贯通电磁钢板32的贯通孔群33，贯通孔群33具有多个贯通孔34，多个贯通孔34以在径向上延伸的假想线为中心线(如图3所示的q轴)，呈向q轴的两侧以及径向外侧延伸的弧状，且多个贯通孔34在径向上排列。

在本实施中，多个贯通孔34中的径向最内侧的贯通孔341的位于径向内侧的弧形的面3411的曲率半径r₁最小，多个贯通孔34中的径向最外侧的贯通孔342的位于径向外侧的弧形的面3421的曲率半径r₀最大。也就是说，在径向上排列的多个贯通孔的所有的弧形的面中，径向最内侧的贯通孔341的位于径向内侧的弧形的面3411的曲率半径r₁最小，并且径向最外侧的贯通孔342的位于径向外侧的弧形的面3421的曲率半径r₀最大。

由此结构，可扩大径向最内侧和最外侧的贯通孔的宽度，从而可扩大构成转子的电磁钢板间的磁阻差异，由此增大磁阻转矩，降低转矩涟波。

其中，如上述所述，同时扩大了径向最内侧和最外侧的贯通孔的宽度，但本实施例不限于此，可仅扩大径向最内侧的贯通孔的宽度或仅扩大径向最外侧的贯通孔的宽度，也就是说，可仅将径向最内侧的贯通孔341的位于径向内侧的弧形的面3411的曲率半径r₁设置为最小，或者仅将径向最外侧的贯通孔342的位于径向外侧的弧形的面3421的曲率半径r₀设置为最大。由此，同样可增大磁阻转矩，降低转矩涟波。

在本实施例中，如图3所示，多个贯通孔34中除径向最内侧的贯通孔341和径向最外侧的贯通孔342之外的其余贯通孔343的弧形的面的曲率半径、径向最内侧的贯通孔341的位于径向外侧的弧形的面3412的曲率半径、以及径向最外侧的贯通孔342的位于径向内侧的弧形的面3422的曲率半径相同。也就是说，在径向上排列的多个贯通孔的所有的弧形的面中，除径向最内侧的贯通孔341的位于径向内侧的弧形的面3411的曲率半径r₁和径向最外侧的贯通孔342的位于径向外侧的弧形的面3421的曲率半径r₀不同以外，其余的弧形的面的曲率半径都相同。

由此结构，可进一步扩大磁阻差异，增加磁阻转矩。

在本实施例中，如图3所示，贯通孔341和贯通孔343是两个相邻的贯通孔，贯通孔343和贯通孔342也是两个相邻的贯通孔，相邻的贯通孔342和贯通孔343之间的电磁钢板在径向上的宽度为d1，相邻的贯通孔341和贯通孔343之间的电磁钢板在径向上的宽度为d2，其中，d1＝d2，即，位于两个相邻的贯通孔之间的电磁钢板在径向上的宽度相同。

由此结构，降低了通过电磁钢板的磁通的差异，从而能够进一步降低转矩涟波，增加磁阻转矩。

在本实施例中，多个贯通孔在径向上的宽度还可以具有以下关系：径向最内侧的贯通孔341在径向上的宽度D1>径向最外侧的贯通孔342在径向上的宽度D2>除径向最内侧的贯通孔341和径向最外侧的贯通孔342之外的其余贯通孔在径向上的宽度D3。

在本实施例中，如图3所示，其余贯通孔为一个，即，贯通孔343，因此，贯通孔341在径向上的宽度D1>贯通孔342在径向上的宽度D2>贯通孔343在径向上的宽度D3。

由此结构，可进一步降低转矩涟波。

在本实施例中，如图3所示，从轴向观察，电磁钢板32具有相对于旋转轴31对置、且在周向上排列的多个贯通孔群33(如图3的虚线框N所示，为了简便，在图3中虚线框N仅框出了一个贯通孔群，其余的贯通孔群与虚线框N所框出的部位类似)。

在本实施例的一个实施方式中，如图3所示，电磁钢板32可具有4个贯通孔群33_i(i＝1～4)。但本实施例不限于此，贯通孔群的个数还可以包括其他数量，通常贯通孔群的个数是由磁阻马达的极数来决定的。

并且，在本实施例中，如图3所示，每个贯通孔群具有3个贯通孔，但本实施例也不限于此，每个贯通孔群中贯通孔的个数还可以包括其他数量。

在本实施例中，为了进一步增加磁阻转矩，可增大d轴方向的磁通。图4是本发明实施例1的图3中所示虚线框M的放大图。

如图4所示，位于在周向上相邻的两个贯通孔群33₁和33₂的径向最内侧的两个贯通孔341和341'的末端向相互远离的方向延伸。即，两个贯通孔341和341'的末端341a和341'a分别向如图4箭头X和Y所示的方向偏移预定的角度。d轴方向上，两个贯通孔341和341'之间的宽度由径向内侧至径向外侧分别为C、B和A，由上述结构，可使得B<A<C。由此结构，增大了d轴方向的磁通，从而增大了此区域(图3所示虚线框M的区域)的磁阻与贯通孔间的磁阻差异，由此进一步增加了磁阻转矩。

在本实施例中，为了进一步降低转矩涟波，可增加每个贯通孔群中贯通孔的数量。图5是本发明实施例1的转子的一部分的俯视图。其中，图5仅示出了构成转子的电磁钢板中的一个贯通孔群的情况，其他贯通孔群的实施方式可与该贯通孔群类似。

如图5所示，电磁钢板32还可具有位于多个贯通孔34之间的狭缝35，狭缝35在径向上的宽度比多个贯通孔34在径向上的宽度小。

在本实施例中，如图5所示，除了在各个贯通孔34之间可具有狭缝35外，径向最外侧的贯通孔342的径向外侧也可具有狭缝36。

由此结构，通过在每个贯通孔群中增加狭缝相当于增加了每个贯通孔群中贯通孔的数量，因此可进一步降低转矩涟波。

在本实施例一个实施方式中，如图5所示，狭缝35和36的数量为3个，但本实施例不限于此，狭缝35和36的个数还可以是其他数量。

在本实施例中，每个狭缝35在径向上的宽度均相同，也可以是每个狭缝35以及狭缝36在径向上的宽度均相同。由此，降低了通过电磁钢板的磁通的差异，从而能够进一步降低转矩涟波，增加磁阻转矩。

通过本发明的转子的结构，可扩大构成转子的电磁钢板间的磁阻差异，由此增大磁阻转矩，降低转矩涟波。

实施例2

本发明实施例还提供了一种马达，图6是本发明实施例2的马达的分解示意图。

如图6所示，马达60可具有旋转轴31，旋转轴31沿中心轴线延伸；转子30，该转子是如实施例1所述的转子，转子30以旋转轴31为中心旋转；以及定子62，组装后，定子62与转子30在径向上对置。由于在实施例1中，已经对转子30的结构进行了详细说明，其内容被包含于此，在此不再赘述。

在本实施例中，为了进一步降低转矩涟波，马达的定子的齿槽与构成转子的电磁钢板的贯通孔之间具有一定的对应关系。

图7是本发明实施例2的马达的一部分的俯视图(图7示出的是沿马达的轴向剖开马达后马达的横截面剖视图)。

在本实施例中，如图6和图7所示，定子62具有朝向径向内侧延伸的多个齿部622，位于齿部622之间的齿槽621与贯通孔群33的各贯通孔34的末端在径向上对置。具体地，如图6所示，径向最内侧的贯通孔341的两个末端341a和341b分别与齿槽621₁和621₁'在径向上对置，径向最外侧的贯通孔342的两个末端342a和342b分别与齿槽621₂和621₂'在径向上对置，贯通孔343的两个末端343a和343b分别与齿槽621₃和621₃'在径向上对置。由此，可进一步降低转矩涟波。

在本实施例中，马达60的其他构成部件与现有技术相同，在此不再赘述。

通过本实施例的马达的转子的结构，可扩大构成转子的电磁钢板间的磁阻差异，由此增大磁阻转矩，降低转矩涟波。

实施例3

本发明实施例还提供了一种动力装置，该动力装置具有实施例2所述的马达，由于在实施例2中，已经对该马达的主要结构进行了详细说明，其内容被包含于此，在此不再赘述。

在本实施例中，如前所述，该动力装置可以是任一种安装马达的设备，该马达可应用于作为动力装置的推土机或动力铲的履带等的动力传动。

通过本实施例的动力装置的马达的结构，可扩大构成马达的转子的电磁钢板间的磁阻差异，由此增大磁阻转矩，降低转矩涟波。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。