本發明涉及電機技術領域，尤其涉及一種轉子及包括所述轉子的電機。

背景技術：

如圖1所示，一般電機結構的設計中，定子的內徑和轉子的外徑大都采用等圓的設計。這樣不僅便于加工，而且還可以節省尺寸檢驗環節以及工藝上對加工尺寸的控制，電機的生產效率高。

但是，在電機一些特殊應用場合(比如對低速振動噪聲有要求的場合)，需要電機在低轉速工況下轉矩脈動小。而傳統的定子內徑和轉子外徑等圓設計無法較好地滿足這些要求，有氣隙磁密波形非正弦、反電勢電壓波形諧波畸變率高、啟動阻力矩大等缺陷。目前通常采用定子斜槽的方式來降低電機的諧波畸變率，減小電機的啟動阻轉矩等問題。

雖然采用定子斜槽能解決上述問題，但是卻會帶來工藝復雜、電機生產效率低、質量控制困難、生產成本高等諸多新問題。

技術實現要素：

有鑒于上述問題，本發明的一個目的在于提出一種能提高電機的氣隙磁場正弦性且加工簡單、能提升電機生產效率高、降低電機生產成本的轉子；

本發明的另一個目的在于提出一種性能好、生產效率高、生產成本低的電機。

為達此目的，一方面本發明采用以下技術方案：

一種轉子，所述轉子的外輪廓沿周向包括多個呈中心對稱分布且依次連接的轉子單元，每個所述轉子單元均包括位于中部且向所述轉子的外側凸出的第一弧面和對稱設置于所述第一弧面兩側的第一平面，所述第一平面的遠離與其對應的所述第一弧面的一端向所述轉子的內側方向傾斜，以使所述轉子的外壁和與其配合使用的定子的內壁之間形成不等氣隙。

進一步地，所有所述第一弧面的圓心均位于所述轉子的中心線上；或所有所述第一弧面為非同心圓弧，所有所述第一弧面的圓心均位于同一圓周上且所述圓周的軸線與所述轉子的中心線共線。。

進一步地，每一所述第一弧面的兩側均分別設置一個第一平面或至少兩個斜率不同且依次連接的第一平面。

進一步地，所述轉子單元的數量與所述轉子的磁極的數量相等。

另一方面本發明采用以下技術方案：

一種電機，包括上述任一所述的轉子，所述電機還包括套設于所述轉子外的定子，所述定子包括定子鐵芯和均勻設置于所述定子鐵芯內側的多個齒肩，所述定子鐵芯的軸線與所述轉子的中心線共線。

進一步地，所述齒肩遠離所述定子鐵芯的一端呈第二弧面，所述第二弧面凸向所述定子鐵芯，所有所述第二弧面的圓心為非同心圓弧，所有所述第二弧面的圓心均位于同一圓周上且所述圓周的軸線與所述定子鐵芯的軸線共線。

進一步地，所述齒肩遠離所述定子鐵芯的一端包括中間面以及對稱分布于所述中間面兩側的第二平面，所述第二平面的遠離與其對應的所述中間面的一端向靠近所述定子鐵芯的一側傾斜。

進一步地，所述中間面為第二弧面或平面。

進一步地，每一所述中間面兩側均分別設置有一個第二平面或至少兩個斜率不同且依次連接的第二平面。

進一步地，所述轉子的外壁與所述定子的內壁間的氣隙的分布函數為δ(x)，

δ(x)＝D₁-D₂+ε(x)，x∈[0,2π]、ε(x)∈(0,C)，C＝H_slot+D₂-D₂₁，

其中，D₁為定子內徑的最小值，

D₂為轉子外徑的最大值，

D₂₁為轉子外徑的最小值，

H_slot為定子槽深度的最大值。

本發明的有益效果如下：

本發明提供的轉子能夠和定子的內壁之間形成趨近正弦分布的不等氣隙，從而能夠優化氣隙磁阻分布、削弱電機齒槽轉矩、提高氣隙磁場正弦性、降低反電勢諧波畸變率和啟動阻力矩、提升電機的整體性能，并且每個轉子單元的兩側呈平面，結構簡單、加工方便，能提升電機生產效率高、降低電機生產成本、提高電機的質量。

本發明提供的電機由于采用了上述轉子，其性能好、生產效率高、生產成本低。

附圖說明

圖1是現有定子的結構示意圖；

圖2是現有轉子的結構示意圖；

圖3是本發明優選實施例一提供的電機的結構示意圖；

圖4是圖3中A處的局部放大圖。

圖中：1、轉子；11、第一弧面；12、第一平面；2、定子；21、定子鐵芯；22、齒肩；221、中間面；222、第二平面。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。

優選實施例一：

本優選實施例提供了一種電機及其轉子，該電機主要但不局限為永磁同步電機。

請參閱圖3和圖4，本實施例提供的電機包括轉子1和套設于轉子1外的定子2，定子2包括定子鐵芯21和均勻設置于定子鐵芯21內側的多個齒肩22，相鄰的齒肩22與定子鐵芯21間形成定子槽，齒肩22大致呈T形，定子鐵芯21的軸線與轉子1的中心線共線。

轉子1的外輪廓沿周向包括多個呈中心對稱分布且依次連接的轉子單元，每個轉子單元均包括位于中部且向轉子1的外側凸出的第一弧面11和對稱設置于第一弧面11兩側的第一平面12，第一平面12的遠離與其對應(與其對應是指與第一平面12處于同一轉子單元)的第一弧面11的一端向轉子1的內側方向(即遠離定子2的方向)傾斜，以使轉子1的外壁和與其配合使用的定子2的內壁之間形成不等氣隙。轉子單元的數量優選為與轉子1的磁極數量相等。

本實施例提供的轉子1，能夠和與其配合使用的定子2的內壁之間形成趨近正弦分布的不等氣隙，從而能夠優化氣隙磁阻分布、削弱電機齒槽轉矩、提高氣隙磁場正弦性、降低反電勢諧波畸變率和啟動阻力矩、提升電機的整體性能，并且每個轉子單元的兩側呈平面，結構簡單、加工方便、能提升電機生產效率高、降低電機生產成本、提高電機的質量。本實施例提供的電機由于采用了上述轉子1，其性能好、生產效率高、生產成本低。

在上述結構的基礎上，所有第一弧面11的圓心均位于轉子1的中心線上，即可在現有轉子1的基礎上直接切削轉子沖片位于第一弧面11兩側的部分進行制備。

在上述結構的基礎上，每一第一弧面11的兩側的第一平面12的數量可以根據具體需要進行設置，只要同一弧面兩側的第一平面12對稱設置即可。例如，每一第一弧面11的兩側均分別設置一個第一平面12；或每一第一弧面11的兩側均分別設置至少兩個斜率不同且依次連接的第一平面12，每個第一平面12的遠離與其對應的第一弧面11的一端向轉子1內側方向傾斜。

本實施例中定子2的結構沒有具體限制，可以采用現有的所有齒肩22遠離定子鐵芯21的一端均為同心弧面的結構。但是為了進一步地提高氣隙磁場正弦性，優選地，齒肩22遠離定子鐵芯21的一端包括中間面221以及對稱分布于中間面221兩側的第二平面222，第二平面222遠離與其對應的中間面221(與其對應是指與第二平面222處于同一齒肩22)的一端向靠近定子鐵芯21的一側傾斜。作為更具體的實施方式，中間面221為第二弧面，該第二弧面凸向定子鐵芯21設置；所有第二弧面的圓心均位于定子鐵芯21的軸線上，即可在現有定子的基礎上直接切削齒肩22兩側的部分進行制備。

在上述結構的基礎上，每中間面221的兩側的第二平面222的數量可以根據具體需要進行設置，只要同一中間面221兩側的第二平面222對稱設置即可。例如，每一中間面221兩側均分別設置有一個第二平面222或至少兩個斜率不同且依次連接的第二平面222，每個第二平面222的遠離與其對應的第二弧面的一端向定子鐵芯21的一側傾斜。

本實施例中，轉子1的外壁與定子2的內壁間的氣隙的分布函數為δ(x)，

δ(x)＝D₁-D₂+ε(x)，x∈[0,2π]、ε(x)∈(0,C)，C＝H_slot+D₂-D₂₁，

其中，D₁為定子2內徑的最小值，

D₂為轉子1外徑的最大值，

D₂₁為轉子1外徑的最小值，

H_slot為定子槽深度的最大值。

另外，需要指出地是，本實施例中，定子的結構并不局限于上述情況，例如，可以是中間面221為第二弧面，該第二弧面凸向定子鐵芯21設置，所有第二弧面為非同心圓弧，但所有第二弧面對應的圓心均位于一與定子鐵芯21共軸線的圓周上；作為另一種具體的實施方式，為了便于齒肩22的加工，還可以使中間面221為平面。

優選實施例二：

本優選實施例提供了一種電機及其轉子，電機與轉子的結構與優選實施一基本相同，不同之處于在于：

轉子的結構不同，具體地，所有第一弧面為非同心圓弧，所有第一弧面對應的圓心均位于同一圓周上且圓周的軸線與轉子的中心線共線，以進一步提高氣隙磁場正弦性。

優選實施例三：

本優選實施例提供了一種電機及其轉子，電機與轉子的結構與優選實施一或二基本相同，不同之處于在于：

定子齒肩的結構不同，具體地，齒肩遠離定子鐵芯的一端呈第二弧面，第二弧面凸向定子鐵芯設置，所有第二弧面為非同心圓弧，所有第二弧面的圓心均位于同一圓周上且圓周的軸線與定子鐵芯的軸線共線。

以上結合具體實施例描述了本發明的技術原理。這些描述只是為了解釋本發明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發明保護范圍的限制。基于此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本發明的其它具體實施方式，這些方式都將落入本發明的保護范圍之內。