CN112332569A - 一种直流无刷电机转子结构 - Google Patents
一种直流无刷电机转子结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112332569A CN112332569A CN202011181623.5A CN202011181623A CN112332569A CN 112332569 A CN112332569 A CN 112332569A CN 202011181623 A CN202011181623 A CN 202011181623A CN 112332569 A CN112332569 A CN 112332569A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rotor core
- brushless
- rotor
- motor
- rotor structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 15
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000013529 heat transfer fluid Substances 0.000 claims description 23
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 8
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 abstract description 13
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 206010063385 Intellectualisation Diseases 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/32—Rotating parts of the magnetic circuit with channels or ducts for flow of cooling medium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Brushless Motors (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
本发明提供了一种直流无刷电机转子结构，包括转轴以及转子铁芯，转轴穿过转子铁芯的轴心并与转子铁芯固定连接，转子铁芯的侧壁上设有多个贯穿转子铁芯的镂空部，多个镂空部沿转子铁芯的轴心线周向均匀分布，转子铁芯的侧壁上还设有环状密封腔室，环状密封腔室位于多个镂空部与转子铁芯的外侧表面之间。本发明可以显著减少转子铁芯的轭部磁通，并减少直流无刷电机转子结构的整体重量，提升电机的动态响应性能，为直流无刷电机提供了更好的散热空间。
Description
技术领域
本发明涉及电机技术领域，具体而言，涉及一种直流无刷电机转子结构。
背景技术
无刷直流电机由永磁体转子、多极绕组定子、位置传感器等组成，是一种典型的机电一体化产品，具有可靠性高、无换向火花、机械噪声低等优点，广泛应用于汽车、高档录音座、录像机、电子仪器及自动化办公设备中。
随着节能减排的深入发展，汽车工业电气化、智能化不断突破，体积小，重量轻的高速电机将会得到充分重视。而这种体积小，重量轻的高速电机会在汽车内燃机电子气门可变正时系统、汽车涡轮增压系统、鼓风机、航空、船舶等领域具有良好的应用前景。低惯量的直流无刷电机制动性能好，启动、加减速响应速度快，高速的往复性好，适用于一些轻负载、高转速定位场合，其在高精度控制、动态性能高的领域广泛前景。现有的直流无刷电机转子，为达到减小转子重量、降低惯量效果，采用转子铁芯内圈均布小孔径的通孔设计。而由于小孔径通孔设计，转子重量变化不大，需要同时通过调整绕组方案提升响应速度，故而这种设计不能最大程度的提高电机动态性能。
发明内容
基于此，为了解决现有直流无刷电机转子采用转子铁芯内圈均布小孔径的通孔设计来减小转子重量、降低惯量效果而不能最大程度提高电机动态性能的问题，本发明提供了一种直流无刷电机转子结构，其具体技术方案如下：
一种直流无刷电机转子结构，包括转轴以及转子铁芯，所述转轴穿过所述转子铁芯的轴心并与所述转子铁芯固定连接，所述转子铁芯的侧壁上设有多个贯穿所述转子铁芯的镂空部，多个所述镂空部沿所述转子铁芯的轴心线周向均匀分布，所述转子铁芯的侧壁上还设有环状密封腔室，所述环状密封腔室位于多个所述镂空部与所述转子铁芯的外侧表面之间。
通过在所述转子铁芯的侧壁设置环状密封腔室以及多个贯穿转子铁芯的镂空部，可以显著减少所述转子铁芯的轭部磁通，并减少直流无刷电机转子结构的整体重量，提升电机的动态响应性能，为直流无刷电机提供了更好的散热空间，使得应用上述转子结构的直流无刷电机具备较高的调节速度及精度、质量轻、宽泛的工作温度区间等优点。
进一步地，所述环状密封腔室填充有传热流体。
进一步地，所述传热流体为导热油。
进一步地，所述导热油为烷基苯型导热油或矿物型导热油。
进一步地，所述传热流体为乙烯乙二醇与水的混合溶液。
进一步地，所述传热流体为丙烯乙二醇与水的混合溶液。
进一步地，所述传热流体为乙二醇。
进一步地，多个所述镂空部靠近所述环状密封腔室的侧壁设有散热鳍片。
进一步地，所述转子铁芯的一侧侧面还设有挖空部。
进一步地，所述转子铁芯的轴心设有安装孔，所述转轴与所述安装孔过盈连接。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明一实施例中一种直流无刷电机转子结构的整体结构示意图；
图2是本发明一实施例中一种直流无刷电机转子结构的转子铁芯与转轴之间的结构关系示意图；
图3是本发明一实施例中一种直流无刷电机转子结构的散热鳍片、环状密封腔室以及镂空部之间的结构关系示意图。
附图标记说明：
1、转轴；2、转子铁芯；3、镂空部；4、环状密封腔室；5、散热鳍片；6、挖空部；7、安装孔。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中所述“第一”、“第二”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
本申请所述的技术方案将应用于广东省基础与应用基础研究项目，该研究项目编号为2019A1515110584。
如图1以及图2所示，所示，本发明一实施例中的一种直流无刷电机转子结构，包括转轴1以及转子铁芯2，所述转轴1穿过所述转子铁芯2的轴心并与所述转子铁芯2固定连接，所述转子铁芯2的侧壁上设有多个贯穿所述转子铁芯2的镂空部3，多个所述镂空部3沿所述转子铁芯2的轴心线周向均匀分布，所述转子铁芯2的侧壁上还设有环状密封腔室4，所述环状密封腔室4位于多个所述镂空部3与所述转子铁芯2的外侧表面之间。
通过在所述转子铁芯2的侧壁设置环状密封腔室4以及多个贯穿转子铁芯2的镂空部3，可以显著减少所述转子铁芯2的轭部磁通，并减少直流无刷电机转子结构的整体重量，提升电机的动态响应性能，为直流无刷电机提供了更好的散热空间，使得应用上述转子结构的直流无刷电机具备较高的调节速度及精度、质量轻、宽泛的工作温度区间等优点。
在其中一个实施例中，所述环状密封腔室4填充有传热流体。具体而言，所述环状密封腔室4部分填充有传热流体。优选地，所述传热流体的体积为所述环状密封腔室4的体积的四分之一或者二分之一，或者所述传热流体的体积在所述环状密封腔室4的体积的四分之一至所述环状密封腔室4的体积的二分之一之间。
由于在所述环状密封腔室4中填充有传热流体，故而当转子铁芯2旋转时，所述环状密封腔室4中的传热流体也随之旋转，快速的吸收整个转子铁芯2的热量，然后通过镂空部3散发出去。通过设置所述镂空部3以及环状密封腔室4，并在所述环状密封腔室4部分填充传热流体，其在减少转子铁芯2的轭部磁通，减少直流无刷电机转子结构的整体重量的同时，还可以提高所述直流无刷电机转子铁芯2的散热性能以及响应速度。
在其中一个实施例中，所述传热流体为导热油，所述导热油为烷基苯型导热油或矿物型导热油。
由于导热油具有加热均匀、调温控制准确、能在低蒸汽压下产生高温、传热效果好、节能、输送和操作方便等特点，故而采用导热油作为传热流体可以快速吸收并传递转子铁芯2所散发的热量，提高所述直流无刷电机转子结构的散热性能。
在其中一个实施例中，所述传热流体为乙二醇、乙烯乙二醇与水的混合溶液或者所述传热流体为丙烯乙二醇与水的混合溶液。由于乙二醇具有理想的热性能，其包括高沸点、低凝固点、在宽温度范围内的稳定性以及高比热和导热性等优点，故而采用乙二醇、乙烯乙二醇与水的混合溶液或者所述传热流体为丙烯乙二醇与水的混合溶液作为传热流体可以快速吸收并传递转子铁芯2所散发的热量，提高所述直流无刷电机转子结构的散热性能。
在其中一个实施例中，如图3所示，多个所述镂空部3靠近所述环状密封腔室4的侧壁设有散热鳍片5，以进一步提高所述直流无刷电机转子结构的散热性能。
在其中一个实施例中，如图3所示，所述散热鳍片5的一端穿过所述镂空部3与所述环状密封腔室4之间的侧壁后插入到所述环状密封腔室4中，并且所述散热鳍片5与所述镂空部3与所述环状密封腔室4之间的侧壁密封连接。如此，所述传热流体中的热量能够更加快速地通过散热鳍片5的一端传递到散热鳍片5的另一端，然后通过镂空部3散发出去。通过将所述散热鳍片5的一端插入到所述环形密封腔室中，可以最大程度地提高所述直流无刷电动转子结构的散热性能。
在其中一个实施例中，多个所述镂空部3的横截面积均呈三角形形状。如此一来，在提高所述直流无刷电机转子结构的散热性能的同时，也能保证所述直流无刷电机转子结构的抗弯程度。
在其中一个实施例中，如图1所示，所述转子铁芯2的一侧侧面还设有挖空部6。所述挖空部6凹设在所述转子铁芯2的一侧侧面，即在所述转子铁芯2的一侧侧面剔除部分，以形成凹陷的空间结构。所述镂空部3与挖空部6相互配合，能够有效避开磁通高区域，提高所述直流无刷电机转子结构的动态响应性能，进一步减少转子结构的整体重量，降低制成成本。
在其中一个实施例中，所述转子铁芯2的轴心设有安装孔7，所述转轴1与所述安装孔7过盈连接。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种直流无刷电机转子结构，包括转轴以及转子铁芯，所述转轴穿过所述转子铁芯的轴心并与所述转子铁芯固定连接，所述转子铁芯的侧壁上设有多个贯穿所述转子铁芯的镂空部，多个所述镂空部沿所述转子铁芯的轴心线周向均匀分布，其特征在于，所述转子铁芯的侧壁上还设有环状密封腔室，所述环状密封腔室位于多个所述镂空部与所述转子铁芯的外侧表面之间。
2.如权利要求1所述的一种直流无刷电机转子结构，其特征在于，所述环状密封腔室填充有传热流体。
3.如权利要求2所述的一种直流无刷电机转子结构，其特征在于，所述传热流体为导热油。
4.如权利要求3所述的一种直流无刷电机转子结构，其特征在于，所述导热油为烷基苯型导热油或矿物型导热油。
5.如权利要求2所述的一种直流无刷电机转子结构，其特征在于，所述传热流体为乙烯乙二醇与水的混合溶液。
6.如权利要求2所述的一种直流无刷电机转子结构，其特征在于，所述传热流体为丙烯乙二醇与水的混合溶液。
7.如权利要求2所述的一种直流无刷电机转子结构，其特征在于，所述传热流体为乙二醇。
8.如权利要求1至7中任何一项所述的一种直流无刷电机转子结构，其特征在于，多个所述镂空部靠近所述环状密封腔室的侧壁设有散热鳍片。
9.如权利要求8所述的一种直流无刷电机转子结构，其特征在于，所述转子铁芯的一侧侧面还设有挖空部。
10.如权利要求9所述的一种直流无刷电机转子结构，其特征在于，所述转子铁芯的轴心设有安装孔，所述转轴与所述安装孔过盈连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011181623.5A CN112332569B (zh) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | 一种直流无刷电机转子结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011181623.5A CN112332569B (zh) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | 一种直流无刷电机转子结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112332569A true CN112332569A (zh) | 2021-02-05 |
| CN112332569B CN112332569B (zh) | 2022-02-25 |
Family
ID=74297660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011181623.5A Active CN112332569B (zh) | 2020-10-29 | 2020-10-29 | 一种直流无刷电机转子结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112332569B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1087670A (en) * | 1976-12-16 | 1980-10-14 | Hiroe Yamamoto | Rotor structure for an air-cooled dynamoelectric machine |
| CN101312305A (zh) * | 2006-12-27 | 2008-11-26 | 鲁泊凡 | 电动汽车用轮毂电机 |
| CN203243134U (zh) * | 2013-03-25 | 2013-10-16 | 山耐斯气动液压(磐安)有限公司 | 一种带有转子磁环的转子总成 |
| CN104578504A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 | 一种转子散热的电机 |
| JP2017200333A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 株式会社小松製作所 | ロータ及び電動機 |
| JP2018170943A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 株式会社小松製作所 | ロータ、電動機及び油圧ショベル |
-
2020
- 2020-10-29 CN CN202011181623.5A patent/CN112332569B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1087670A (en) * | 1976-12-16 | 1980-10-14 | Hiroe Yamamoto | Rotor structure for an air-cooled dynamoelectric machine |
| CN101312305A (zh) * | 2006-12-27 | 2008-11-26 | 鲁泊凡 | 电动汽车用轮毂电机 |
| CN203243134U (zh) * | 2013-03-25 | 2013-10-16 | 山耐斯气动液压(磐安)有限公司 | 一种带有转子磁环的转子总成 |
| CN104578504A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-04-29 | 天津市松正电动汽车技术股份有限公司 | 一种转子散热的电机 |
| JP2017200333A (ja) * | 2016-04-27 | 2017-11-02 | 株式会社小松製作所 | ロータ及び電動機 |
| JP2018170943A (ja) * | 2017-03-30 | 2018-11-01 | 株式会社小松製作所 | ロータ、電動機及び油圧ショベル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112332569B (zh) | 2022-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhang et al. | Thermal and mechanical optimization of water jacket of permanent magnet synchronous machines for EV application | |
| CN108270301B (zh) | 一种具有绕组端部冷却结构的定子结构及其电机 | |
| CN110707843A (zh) | 电机冷却结构及电动汽车用永磁同步电机 | |
| US11554655B2 (en) | Engine-and-electric-machine assembly | |
| CN112583221A (zh) | 一种用于水下航行器的大功率差对转电机 | |
| CN112383191B (zh) | 一种带外置离心风机的自扇冷轴向磁通电机 | |
| CN113036968A (zh) | 一种转子内部油路冷却结构 | |
| CA3121727A1 (en) | Axial flux motor water pump | |
| CN112332569B (zh) | 一种直流无刷电机转子结构 | |
| CN205489858U (zh) | 一种内置永磁体电机的转子结构 | |
| CN108199532B (zh) | 一种电机低温冷却机构 | |
| CN203574465U (zh) | 高速电机自冷却转子 | |
| CN112953043A (zh) | 一种定子组件、转子组件及中心盘轴芯双转子电机 | |
| CN111628613A (zh) | 一种电机空心转轴全封闭自循环液冷系统 | |
| CN206743045U (zh) | 一种液冷大功率永磁无刷电机 | |
| EP4088033A1 (en) | Permanent magnet rotor for an axial flux motor | |
| CN207426877U (zh) | 一种带散热结构的电机 | |
| CN112688493A (zh) | 一种水冷型外转子电机 | |
| CN218102766U (zh) | 一种无刷电机风扇组件及其无刷电机 | |
| CN218817085U (zh) | 一种作用于航空二次电源装置的散热风扇 | |
| CN221862573U (zh) | 一种电动车用液冷电机 | |
| CN219740117U (zh) | 一种用于油冷电机的转轴 | |
| CN218216858U (zh) | 一种新型电机结构 | |
| CN113014024B (zh) | 一种深水电机及其制造方法 | |
| CN208904781U (zh) | 一种用于提高电机散热能力的定子结构 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.33 Guangyun Road, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee after: Foshan University Country or region after: China Address before: No.33 Guangyun Road, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee before: FOSHAN University Country or region before: China |
|
| CP03 | Change of name, title or address |