本实用新型涉及电机技术领域，尤其涉及一种转子、电机、家用电器、园林工具以及交通工具。
背景技术：
永磁无刷电机是现代电子技术、控制理论及电机技术相结合的产物，随着电力电子技术、永磁材料、微电子技术、自动控制技术及大功率开关器件的发展，永磁无刷电机的应用范围越来越广泛，从家用家电、工业应用到舰船牵引用的大型永磁电机，在国民经济、日常生活、军事工业、航空航天的各个方面得到了广泛应用，现在已成为最具发展前景的电机产品之一。
现有的永磁无刷电机包括定子和设置在定子内的转子，定子包括定子轭部、定子齿部以及定子极靴，定子齿部从定子轭部向内延伸，定子极靴设置在定子齿部的端部。转子包括转子铁芯和磁钢，磁钢嵌设在转子铁芯内，定子极靴围设在转子铁芯的外周。定子极靴的端部呈圆弧状，且圆弧状的圆心与转子铁芯的中心重合，所以定子极靴与转子铁芯之间的气隙固定。电机工作时，机械能与电能的转化效率主要依据定子极靴与转子铁芯之间的最小气隙决定，当最小气隙不低于预设值时，则能够满足预定的电机的机械能与电能的转化效率。只有从转子铁芯流出的磁路经过对应定子极靴，再经过对应定子齿部，再经过定子轭部，再依次流入相邻的定子齿部及定子极靴，最后流回至转子铁芯的磁路才能够被充分利用。如果定子极靴与转子铁芯之间其他位置的气隙过小，那么从转子铁芯在磁极交替处流出的一大部分磁路进入到定子极靴后直接从定子极靴流回至转子铁芯上，而直接从定子极靴流回的磁路无法被充分利用。如果定子极靴与转子铁芯之间的气隙设置成固定的最小气隙，那么定子极靴以及转子铁芯之间其他位置形成较多的漏磁，且磁钢的利用率降低。此外，上述结构的电机的齿槽转矩和扭矩波动大，振动噪音大；此外，上述结构的电机谐波振动和谐波损耗大，导致电机的振动噪音大，电机的效率低。
基于此，亟待实用新型一种转子、电机、家用电器、园林工具以及交通工具，能够解决漏磁多、磁钢利用率低、齿槽转矩和扭矩波动大、电机谐波振动和谐波损耗大、电机效率低以及振动噪音大的问题。
技术实现要素：
本实用新型的第一个目的是提出一种转子，漏磁少、磁钢利用率高、齿槽转矩和扭矩波动小、电机谐波振动和谐波损耗小、电机效率高以及振动噪音小。
本实用新型的第二个目的是提出一种电机，效率高以及振动噪音小。
本实用新型的第三个目的是提出一种家用电器，效率高以及振动噪音小。
本实用新型的第四个目的是提出一种园林工具，效率高以及振动噪音小。
本实用新型的第五个目的是提出一种交通工具，效率高以及振动噪音小。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种转子，包括转子铁芯和多个磁钢，所述转子铁芯的外轮廓线由多段凸起段依次首尾相连形成，每段所述凸起段与一个所述磁钢一一对应，所述凸起段包括两条子轮廓线，所述子轮廓线包括依次相连接的第一弧段、第二弧段以及第三弧段，两条所述子轮廓线的所述第一弧段相连接；以所述转子铁芯的中心为圆心形成与所述转子铁芯的外轮廓线相切的等效圆，每条所述子轮廓线的所述第一弧段的第一圆心、所述第二弧段的第二圆心以及所述第三弧段的第三圆心均与所述转子铁芯的中心偏心设置且位于所述等效圆的内侧，每条所述子轮廓线的所述第二圆心和所述第三圆心位于所述第一圆心的两侧。
作为优选，所述等效圆的直径为d，所述第一弧段的半径为r1，所述第二弧段的半径为r2，所述第三弧段的半径为r3，0.4d≤r1≤0.5d，0.15d≤r2≤0.45d，0.5d≤r3≤0.7d。
作为优选，所述磁钢包括呈v型排布的第一子磁钢和第二子磁钢。
作为优选，所述第一子磁钢和所述第二子磁钢独立设置。
作为优选，所述转子铁芯上开设多个磁钢槽，所述磁钢槽包括相连通的第一磁钢槽和第二磁钢槽，所述第一磁钢槽用于放置所述第一子磁钢，所述第二磁钢槽用于放置所述第二子磁钢。
作为优选，所述第一子磁钢与所述第二子磁钢所呈夹角大于等于60度且小于等于90度。
作为优选，所述磁钢包括呈u型排布的第一子磁钢、第二子磁钢和第三子磁钢。
作为优选，沿所述转子铁芯的径向，所述磁钢槽的外侧面向内形成有外侧凸台，所述磁钢槽的内侧面向内形成有内侧凸台，所述外侧凸台与所述内侧凸台共同夹持所述磁钢，以使所述磁钢分别与所述内侧面和所述外侧面间隔设置。
作为优选，所述内侧凸台包括第一内侧凸台和第二内侧凸台，所述第一内侧凸台位于所述第一磁钢槽的第一中心线上，所述第二内侧凸台位于所述第二磁钢槽的第二中心线上。
作为优选，所述内侧凸台包括第一抵接面，所述外侧凸台包括第二抵接面，所述第一抵接面与所述第二抵接面分别抵接在所述磁钢的两端。
作为优选，所述内侧凸台能发生弹性变形，当所述磁钢放入所述磁钢槽时，所述内侧凸台被压弯以发生弹性变形，以使所述磁钢抵压在所述外侧凸台上。
一种电机，包括定子，还包括如上所述的转子。
作为优选，所述定子包括设置在所述转子外周的定子极靴，所述定子极靴包括端部和侧部，所述端部的轮廓线包括圆弧线和位于所述圆弧线两侧的切线，所述圆弧线的延长线与所述侧部的交点为第一交点，所述切线的延长线与所述侧部的交点为第二交点，所述第一交点与所述第二交点形成偏移距离l1，其中，0mm＜l1≤0.5mm。
作为优选，所述圆弧线的第四圆心与所述中心偏心设置，且位于所述中心远离所述圆弧线的一侧，所述圆弧线的半径r4大于所述等效圆的半径r5。
一种家用电器、园林工具以及交通工具，包括如上所述的电机。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的转子的转子铁芯的外轮廓线由多段凸起段依次首尾相连形成，每段凸起段与一个磁钢一一对应，凸起段包括两条子轮廓线，子轮廓线包括依次相连接的第一弧段、第二弧段以及第三弧段，两条子轮廓线的第一弧段相连接；以转子铁芯的中心为圆心形成与转子铁芯的外轮廓线相切的等效圆，每条子轮廓线的第一弧段的第一圆心、第二弧段的第二圆心以及第三弧段的第三圆心均与转子铁芯的中心偏心设置且位于等效圆的内侧，每条子轮廓线的第二圆心和第三圆心位于第一圆心的两侧。通过上述特殊的外轮廓线形状的设置，与外轮廓线为圆形的转子相比，当本实用新型的凸起段的中线与定子极靴的中线正对时，由一条子轮廓线的第一弧段至第三弧段的方向上，转子铁芯与定子极靴之间的气隙呈增大趋势。第一弧段与定子极靴形成的第一气隙，第二弧段与定子极靴形成的第二气隙，第三弧段与定子极靴形成的第三气隙，外轮廓线为圆形的转子与定子极靴形成第四气隙，当第一气隙与第四气隙设置为等大且满足最小气隙值的预设值，第二气隙与第三气隙将会比最小气隙值大，第二气隙与第三气隙之间由于间隙较大而导致的磁阻较大，可以大大减少从转子流到定子极靴再流回转子磁路的量，所以可以减少转子铁芯在磁极交替处漏磁现象，提高磁钢的利用率；此外，应用本实用新型转子的电机齿槽转矩和扭矩波动大大减小，使电机的振动噪音大大减小；此外，应用本实用新型转子的电机的线反电动势的波形成正弦，减小了电机的谐波振动和谐波损耗，使电机的振动噪音减小，使电机的效率大大提高。
本实用新型提供的电机，通过应用上述转子，效率高以及振动噪音小。
本实用新型提供的家用电器，通过应用上述电机，效率高以及振动噪音小。
本实用新型提供的园林工具，通过应用上述电机，效率高以及振动噪音小。
本实用新型提供的交通工具，通过应用上述电机，效率高以及振动噪音小。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的转子的结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的转子铁芯的结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的转子铁芯的外轮廓线示意图；
图4是转子铁芯外轮廓线为圆形的电机的线反电动势波形图；
图5是本实用新型实施例提供的一种电机的线反电动势波形图；
图6是转子铁芯外轮廓线为圆形的电机的齿槽转矩的波形图；
图7是转子铁芯外轮廓线为圆形的电机的输出扭矩波形图；
图8是本实用新型实施例提供的一种电机的齿槽转矩的波形图；
图9是本实用新型实施例提供的一种电机的输出扭矩波形图；
图10是本实用新型实施例提供的转子的俯视图；
图11是本实用新型实施例提供的第一种电机的磁路图；
图12是图11的局部放大图；
图13是本实用新型实施例提供的第二种电机的磁路图；
图14是图13的局部放大图；
图15是本实用新型实施例提供的一种磁钢的结构示意图；
图16是应用呈弧形磁钢的电机的线反电动势波形图；
图17是本实用新型提供应用呈v型排布磁钢的电机的线反电动势波形图；
图18是应用呈弧形磁钢的电机的齿槽转矩波形图；
图19是本实用新型实施例提供的应用呈v型排布磁钢的电机的齿槽转矩波形图；
图20是应用呈弧形磁钢的电机的输出扭矩波形图；
图21是本实用新型实施例提供的应用呈v型排布磁钢的电机的输出扭矩波形图；
图22是本实用新型实施例提供的转子本体的俯视图；
图23是本实用新型实施例提供的转子的剖视图；
图24是本实用新型实施例提供的第一转子冲片的结构示意图；
图25是本实用新型实施例提供的第二转子冲片的结构示意图；
图26是本实用新型实施例提供的定子的结构示意图；
图27是图26中a处的局部放大图。
图中标记如下：
100-转子；200-定子；
101-转子铁芯；102-磁钢；103-等效圆；201-定子极靴；
1-凸起段；2-磁钢槽；3-外侧凸台；4-内侧凸台；7-第一转子冲片；8-第二转子冲片；10-隔断筋；1021-第一子磁钢；1022-第二子磁钢；1023-第三子磁钢；2011-端部；2012-侧部；
11-子轮廓线；21-第一磁钢槽；22-第二磁钢槽；41-第一内侧凸台；42-第二内侧凸台；71-支撑台；20111-圆弧线；20112-切线；
111-第一弧段；112-第二弧段；113-第三弧段；211-第一中心线；221-第二中心线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
本实施例公开的转子100为磁钢内嵌式转子，如图1所示，该转子100包括转子铁芯101和磁钢102，为了节约成本，磁钢通常选择铁氧体，如图2所示，转子铁芯101上开设有磁钢槽2，磁钢102设置在磁钢槽2中，从而实现磁钢102在转子铁芯101内的嵌设。
如图3所示，本实施例的转子铁芯101的外轮廓线由多段凸起段1依次首尾相连形成，每段凸起段1与一个磁钢102一一对应，凸起段1包括两条子轮廓线11，子轮廓线11包括依次相连接的第一弧段111、第二弧段112以及第三弧段113，两条子轮廓线11的第一弧段111相连接；以转子铁芯101的中心o为圆心形成与转子铁芯101的外轮廓线相切的等效圆103，每条子轮廓线11的第一弧段111的第一圆心o1、第二弧段112的第二圆心o2以及第三弧段113的第三圆心o3均与转子铁芯101的中心o偏心设置且位于等效圆103的内侧，每条子轮廓线11的第二圆心o2和第三圆心o3位于第一圆心o1的两侧。当本实施例的凸起段1的中线与定子极靴201(图中未示出)的中线正对时，由一条子轮廓线11的第一弧段111至第三弧段113的方向上，转子铁芯101与定子极靴201之间的气隙呈增大趋势。与现有技术中外轮廓线为圆形的转子100(该外轮廓线为圆形的转子100的直径与本实施例公开转子100的等效圆103的直径相同)相比，本实施例通过上述特殊的外轮廓线形状的设置，第一弧段111与定子极靴201形成的第一气隙，第二弧段112与定子极靴201形成的第二气隙，第三弧段113与定子极靴201形成的第三气隙，现有技术中外轮廓线为圆形的转子100与定子极靴201形成第四气隙，当第一气隙与第四气隙设置为等大且满足最小气隙值的预设值，第二气隙与第三气隙将会比最小气隙值大，第二气隙与第三气隙之间由于间隙较大而导致的磁阻较大，可以大大减少从转子100流到定子极靴201再流回转子100磁路的量，所以可以减少转子铁芯101在磁极交替处漏磁现象，提高磁钢102的利用率；此外，应用本实施例转子100的电机齿槽转矩和扭矩波动大大减小，使电机的振动噪音大大减小；此外，应用本实施例转子100的电机的线反电动势的波形成正弦，减小了电机的谐波振动和谐波损耗，使电机的振动噪音减小，使电机的效率大大提高。为了方便理解，图3中一条子轮廓线11的第一弧段111的第一圆心o1、第二弧段112的第二圆心o2以及第三弧段113的第三圆心o3，另一条子轮廓线11的第一弧段111的第一圆心o1＇、第二弧段112的第二圆心o2＇以及第三弧段113的第三圆心o3＇。
如图3所示，等效圆103的直径为d，第一弧段111的半径为r1，第二弧段112的半径为r2，第三弧段113的半径为r3，0.4d≤r1≤0.5d，0.15d≤r2≤0.45d，0.5d≤r3≤0.7d。通过上述参数的设置，第一弧段111、第二弧段112以及第三弧段113之间的过渡更平稳顺滑，可以避免转子铁芯101的外轮廓线出现较大角度突变，防止转子铁芯101的外轮廓线形成较大的拐角，从而进一步改善电机的漏磁问题，能进一步提升磁钢102的利用率，与外轮廓线为圆形的转子100相比，利用上述参数的设置，本实施例的电机的漏磁能减少7％；进一步减小电机齿槽转矩和扭矩波动，使电机的振动噪音大大减小；使电机的线反电动势的波形更趋近于正弦，进一步减小电机的谐波振动和谐波损耗，使电机的振动噪音更减小，进一步提高电机的效率。
为了方便说明本实施例转子100的优点，现结合图4～图9进行说明。
图4为转子铁芯101外轮廓线为圆形的电机的线反电动势波形图，图5是本实施例电机的线反电动势波形图。如图4所示，线反电动势的波形的波峰处为平顶波，不难看出，现有技术中的永磁无刷电机的性能受谐波影响较大，永磁无刷电机受到的谐波振动较大且谐波损耗较大，控制器矢量控制永磁无刷电机换向时，永磁无刷电机的振动较大，永磁无刷电机的振动噪音较大。图5所示的线反电动势的波形与图4所示的线反电动势波形图相比，本实施例提供电机的线反电动势的波形的波峰较圆滑，本实施例提供电机的性能受谐波影响较小，本实施例提供电机的谐波振动和谐波损耗较小，控制器矢量控制本实施例提供电机换向时电机振动较小，本实施例提供电机的振动噪音较小。当电机的材料相同且工况相同时，本实施例电机的线反电动势有效值比转子铁芯101外轮廓线为圆形的电机的线反电动势有效值大20.67％，本实施例转子100的材料利用率更高，转子100以及电机材料能够大大节省，转子100以及电机的体积能够大大减小。
永磁无刷电机运行时，通过控制器换向可产生旋转磁场，旋转磁场产生的磁拉力将会对转子100产生切向力和径向力，切向力主要驱动转子100转动，径向力会促使电机振动并以声音或热量的形式散发到周围环境中。齿槽转矩反映的是转子100对定子200所产生径向磁拉力的大小，齿槽转矩越大，表明转子100对定子200所产生的径向磁拉力越大。扭矩波动波形反映的是电机运行时定子200对转子100所产生的径向磁拉力的大小，扭矩波动波形的波峰值越大，表明转子100对定子200所产生的径向磁拉力越大。图6是转子铁芯101外轮廓线为圆形的电机的齿槽转矩的波形图，图7是转子铁芯101外轮廓线为圆形的电机的输出扭矩波形图，如图6和图7所示，转子铁芯101外轮廓线为圆形的电机的齿槽转矩的波峰值以及扭矩波动波形的波峰值均较大，所以转子铁芯101外轮廓线为圆形的电机的径向磁拉力较大，因此电机的振动噪音均也较大。
图8是本实施例电机的齿槽转矩的波形图，本实施例电机的齿槽转矩的峰值比转子铁芯101外轮廓线为圆形的电机的齿槽转矩的峰值约小了8倍，所以转子100对定子200所产生的径向磁拉力越小，电机运行时的脉动更小，电机的振动噪音也较小，且电机在工作过程中的发热现象也明显降低，能够有效提高电机的输出功率，能够有效提高电机的使用寿命。
图9是本实施例电机的输出扭矩波形图，本实施例电机的输出扭矩波动值比转子铁芯101外轮廓线为圆形的电机的输出扭矩波动的值约小了21.7倍，本实施例电机运行时更平稳，电机运行时的脉动更小，电机的振动噪音也较小，且电机在工作过程中的发热现象也明显降低，能够有效提高电机的输出功率，能够有效提高电机的使用寿命。当电机的材料相同材料，且工况相同时，本实施例电机比转子铁芯101外轮廓线为圆形的电机有效输出扭矩约大13.6％，本实施例电机的功率密度更大，电机的材料利用率更高，电机的生产成本更低。
转子铁芯101上的多个磁钢102沿周向均匀排布，且相邻的磁钢102的磁极向相反，为了实现电机的正常运行，每个凸起段1与一个磁钢102相对设置。由于每个凸起段1所对应的能设置磁钢102的区域一定，这个区域在周向方向对应的圆心角的角度是一定的。传统的单极磁钢102为弧形磁钢，由于磁钢102的材质为较脆的磁氧体，为了避免磁钢102在加工的过程中发生断裂，磁钢102的曲率半径较大，所以在尺寸较小的转子铁芯101上，在一定圆心角范围内的区域中设置的磁钢102的长度较短，弧形磁钢往往无法提供电机所需要的磁通量，无法保证电机的正常运行。为了解决上述问题，如图10所示，磁钢102包括呈v型排布的第一子磁钢1021和第二子磁钢1022，第一子磁钢1021和第二子磁钢1022各自在转子铁芯101的径向方向上延伸，可以在周向方向有限空间设置较长的第一子磁钢1021和第二子磁钢1022，增加了周向方向上有限空间内磁钢102所产生的磁通量，可以有效减小电机的体积，有效降低电机的生产成本。
此外，第一子磁钢1021和第二子磁钢1022为各自独立的结构，通过调整第一子磁钢1021和第二子磁钢1022之间的角度，可以让第一子磁钢1021和第二子磁钢1022设置得更长，进一步合理利用转子铁芯101周向方向上有限空间。传统的磁钢102呈弧形，操作者需要对成型出磁钢102的坯料进行工艺较复杂的车削加工，由于磁钢102的加工面为弧面，所以加工精度高、加工过程繁琐且加工成本高。为了解决上述问题，如图10所示，第一子磁钢1021和第二子磁钢1022均为独立的长方体形，长方体形的子磁钢的成型面为平面，所以本实施例的第一子磁钢1021和第二子磁钢1022的加工精度稍低、加工过程简单且成本低。如图10所示，第一子磁钢1021与第二子磁钢1022所呈夹角大于等于60度且小于等于90度，例如可以设置为60°、75°或90°等，如此设置能够进一步起到减小齿槽转矩、减小扭矩波动、增大有限空间内磁钢所产生的磁通，使电机体积减小，降低电机成本的效果。
本实施例中，第一子磁钢1021和第二子磁钢1022为各自独立的结构可以为如图11所示的第一子磁钢1021与第二子磁钢1022分别设置在两个独立空间且被隔断筋10隔开的磁钢槽2内，第一子磁钢1021与第二子磁钢1022被隔断筋10隔开；还可以为如图13所示的第一子磁钢1021和第二子磁钢1022设置在一个磁钢槽2内。经过发明人对产品不断改进和测试，发明人发现，将第一子磁钢1021与第二子磁钢1022设置在一个磁钢槽2内效果更佳。具体而言，如图2和图10所示，转子铁芯101上开设多个磁钢槽2，磁钢槽2包括相连通的第一磁钢槽21和第二磁钢槽22，第一磁钢槽21用于放置第一子磁钢1021，第二磁钢槽22用于放置第二子磁钢1022，这种结构设置的磁钢102在v型拐角处的漏磁现象会大大减小，能大大提高磁钢102的利用率。
为了进一步说明上述结构对应的效果，现结合图11～图14进行说明。图11为将第一子磁钢1021与第二子磁钢1022分别设置在两个独立空间且被隔断筋10隔开的磁钢槽2内的电机的磁路图，图12为图11的局部放大图，如图12所示，第一子磁钢1021与第二子磁钢1022各自在v型拐角处形成较多的磁路回流，所以上述结构的电机在v型拐角处的漏磁较严重，磁钢102的利用率低。图13为本实施例电机的磁路图，图14为图13的局部放大图。如图14所示，与图12所示的结构相比，本实施例的第一子磁钢1021与第二子磁钢1022在v型拐角处基本未形成磁路回流，第一子磁钢1021与第二子磁钢1022处的磁路都能有效进入到定子200中形成有效回路。所以本实施例的第一子磁钢1021与第二子磁钢1022在v型拐角处的漏磁较小，磁钢102的利用率能够大大提高。将第一子磁钢1021与第二子磁钢1022设置在一个磁钢槽2内，并结合非圆形的转子铁芯101外轮廓结构，本实施例的电机的漏磁能减少10％，经过发明人验证，两种结构结合使用所减少的漏磁率会比两种结构单独使用减少漏磁率之和更大。
在其他实施例中，为了进一步合理利用转子铁芯101在周向方向上有限空间，如图15所示，磁钢102包括呈u型排布且独立设置的第一子磁钢1021、第二子磁钢1022和第三子磁钢1023，第一子磁钢1021、第二子磁钢1022和第三子磁钢1023通过合理排布，能够将每个凸起段1对应的转子铁芯101的空间充分利用上，u型排布的磁钢102较v型排布的磁钢102相比，u型排布磁钢102的所占的有效空间会更大，所以u型排布磁钢102所能提供的磁通量更大，能使电机获得更大的磁通量，提高电机的功率。
此外，本实施例应用呈v型排布的磁钢102的电机比应用呈弧形磁钢的电机相比还有其他更好的效果。
图16是应用呈弧形磁钢的电机的线反电动势波形图，图17是本实施例应用呈v型排布磁钢102的电机的线反电动势波形图。如图16和图17所示，本实施例电机的线反电动势波形更趋于正弦，谐波损耗小，电机效率高，谐波振动低，电机振动噪音更低。当电机在相同材料以及相同使用工况下，本实施例电机的线反电动势有效值比应用呈弧形磁钢的电机的线反电动势有效值大8.08％，本实施例电机的材料利用率更高。
图18是应用呈弧形磁钢的电机的齿槽转矩波形图，图19是本实施例应用呈v型排布磁钢102的电机的齿槽转矩波形图。如图18和图19所示，本实施例电机比应用呈弧形磁钢的电机的齿槽转矩约小了3.3倍，本实施例电机运行时的脉动更小，振动噪音更小。
图20是应用呈弧形磁钢的电机的输出扭矩波形图，图21是本实施例应用呈v型排布磁钢102的电机的输出扭矩波形图。如图20和图21所示，本实施例应用呈v型排布磁钢102的电机比应用呈弧形磁钢的电机的扭矩波动约小了14.6倍，电机运行时更平稳，电机的振动噪音更低。电机应用相同材料，且工况相同时，本实施例应用呈v型排布磁钢102的电机比应用呈弧形磁钢的电机的有效输扭矩出约大2.7％，即本实施例应用呈v型排布磁钢102的电机的功率密度更大，电机的材料利用率更高，电机的生产成本更低。
如图10和图22所示，为了使得磁钢102较稳定地安装在转子铁芯101上，沿转子铁芯101的径向，磁钢槽2的外侧面向内形成有外侧凸台3，磁钢槽2的内侧面向内形成有内侧凸台4，外侧凸台3与内侧凸台4共同夹持磁钢102。此外，磁钢102与内侧面间隔设置，可有效减小磁钢槽2端部的漏磁，提高磁钢102的利用率，降低电机生产成本。磁钢102与外侧面间隔设置，使磁钢102与转子铁芯101的形成隔磁间隙，可有效减小磁钢槽2底部的漏磁，提高磁钢102的利用率，降低电机生产成本。
内侧凸台4包括第一内侧凸台41和第二内侧凸台42，第一内侧凸台41位于第一磁钢槽21的第一中心线211上，第二内侧凸台42位于第二磁钢槽22的第二中心线221上。一方面，第一内侧凸台41能够实现对第一子磁钢1021较稳固的支撑，第二内侧凸台42能够实现对第二子磁钢1022较稳固的支撑；第二方面，第一子磁钢1021与第一内侧凸台41形成的两个隔磁间隙对称分布在第一内侧凸台41的两侧，能够使得减小第一子磁钢1021底部的漏磁的效果最佳；第二子磁钢1022与第二内侧凸台42形成的两个隔磁间隙对称分布在第二内侧凸台42的两侧，能够使得减小第二子磁钢1022底部的漏磁的效果最佳。
如图23所示，转子铁芯101包括沿轴线方向交替排布的凸台段和非凸台段，凸台段的磁钢槽2内设置有内侧凸台4，非凸台段的磁钢槽2内未设置内侧凸台4，转子铁芯101通过凸台段能够实现磁钢102与转子铁芯101的固定，通过设置非凸台段能够实现磁钢102的底部与转子铁芯101形成较大的隔磁间隙，可有效减小磁钢槽2底部的漏磁，提高磁钢102的利用率，降低电机生产成本。通过将转子铁芯101设置成如上所述结构，在保证转子铁芯101与磁钢102固定的同时，提高磁钢102的利用率。
为了实现凸台段与磁钢102较紧密的固定，内侧凸台4包括第一抵接面，外侧凸台3包括第二抵接面，第一抵接面与第二抵接面分别抵接在磁钢102的两端，第一抵接面与第二抵接面分别与磁钢102过盈配合，第一抵接面与第二抵接面相配合能够实现对磁钢102稳固夹持的作用，能够有效防止磁钢102与内侧凸台4以及外侧凸台3的分离。
具体而言，转子100由多片转子冲片堆叠而成，转子冲片包括如图24所示的第一转子冲片7和如图25所示的第二转子冲片8，其中，第一转子冲片7的磁钢槽2向内凸设有支撑台71，第二转子冲片8的磁钢槽2上未设置有支撑台71。上两段所述结构的非凸台段由多片第二转子冲片8堆叠而成。凸台段可以仅仅由多片第一转子冲片7堆叠而成，或者凸台段由多片第一转子冲片7和多片第二转子冲片8交错设置，比如以三片第一转子冲片7、一片第二转子冲片8、五片第一转子冲片7、两片第二转子冲片8以及六片第一转子冲片7的形式排布，最终目的是通过多片第一转子冲片7和多片第二转子冲片8交错设置，以形成有一定厚度的内侧凸台4，内侧凸台4的厚度不小于5mm。
由于磁钢102或者转子冲片的加工误差，若加工误差偏大，上述结构的转子100会出现磁钢102无法装进磁钢槽2或者磁钢102与磁钢槽2无法紧密抵接的问题。为了解决上述问题，内侧凸台4能发生弹性变形，当磁钢102放入磁钢槽2时，内侧凸台4被压弯以发生弹性变形，以使磁钢102抵压在外侧凸台3上，在磁钢102压入磁钢槽2的过程中，磁钢槽102的内侧凸台4可弯曲变形，起到消除磁钢102或转子冲片加工误差的作用。此外，该内侧凸台4在磁钢102插入时被弯折后具有一定的弹性，还起到类似弹片的作用，使得磁钢102在磁钢槽2的内端能够得到更好的支撑，使磁钢102与磁钢槽2的外侧凸台3紧贴，转子100可减小因磁钢102移位而引起的不平衡量，从而减小电机的振动噪音。
具体而言，凸台段可以仅仅由数量较少的至少一片第一转子冲片7构成，比如可以由连续的两片到五片第一转子冲片7构成。凸台段还可以由数量较少的第一转子冲片7和多片第二转子冲片8交错设置，比如以两片第一转子冲片7、一片第二转子冲片8、两片第一转子冲片7的形式构成，最终目的是通过多片第一转子冲片7和多片第二转子冲片8交错设置，以形成有厚度较薄的内侧凸台4，内侧凸台4的厚度不大于2mm。
本实施例还包括一种电机，该电机包括定子200以及上述的转子100，该电机通过应用上述转子100，能够提高工作效率，且噪音小。
如图26和图27所示，定子200包括设置在转子100外周的定子极靴201，定子极靴201包括端部2011和侧部2012，端部2011的轮廓线包括圆弧线20111和位于圆弧线20111两侧的切线20112，圆弧线20111的延长线与侧部2012的交点为第一交点m1，切线20112的延长线与侧部2012的交点为第二交点m2，第一交点m1与第二交点m2形成偏移距离l1，其中，0mm＜l1≤0.5mm。定子极靴201的端部2011两侧位置与转子100之间的气隙进一步增加，可以进一步减少转子铁芯101在磁极交替处漏磁现象，提高磁钢102的利用率，通过转子100外轮廓线的特殊设计、v型磁钢102的设计以及上述定子200的特殊结构的设计，本实施例电机能够减少漏磁23％以上；此外，应用本实施例的电机的电枢反应以及扭矩波动大大减小，使电机的振动噪音大大减小。
此外，如图27所示，圆弧线20111的第四圆心o4与中心o偏心设置，且位于中心o远离圆弧线20111的一侧，圆弧线20111的半径r4大于等效圆103的半径r5。定子极靴201的端部2011两侧位置与转子100之间的气隙进一步增加，可以进一步减少转子铁芯101在磁极交替处漏磁现象，提高磁钢102的利用率，电机的电枢反应以及扭矩波动大大减小，电机的振动噪音大大减小。
本实施例还公开一种家用电器，该家用电器可以为洗衣机、冰箱、空调、吸尘器等，通过应用如上的电机，能够提高工作效率，且噪音小。
本实施例还公开一种园林工具，该园林工具可以为割草机、松土机、割枝机等，通过应用如上的电机，能够提高工作效率，且噪音小。
本实施例还公开一种交通工具，该交通工具可以为汽车、电动车等，通过应用如上的电机，能够提高工作效率，且噪音小。
注意，以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施方式的限制，上述实施方式和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内，本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
1.一种转子，包括转子铁芯(101)和多个磁钢(102)，其特征在于，所述转子铁芯(101)的外轮廓线由多段凸起段(1)依次首尾相连形成，每段所述凸起段(1)与一个所述磁钢(102)一一对应，所述凸起段(1)包括两条子轮廓线(11)，所述子轮廓线(11)包括依次相连接的第一弧段(111)、第二弧段(112)以及第三弧段(113)，两条所述子轮廓线(11)的所述第一弧段(111)相连接；以所述转子铁芯(101)的中心为圆心形成与所述转子铁芯(101)的外轮廓线相切的等效圆(103)，每条所述子轮廓线(11)的所述第一弧段(111)的第一圆心、所述第二弧段(112)的第二圆心以及所述第三弧段(113)的第三圆心均与所述转子铁芯(101)的中心偏心设置且位于所述等效圆(103)的内侧，每条所述子轮廓线(11)的所述第二圆心和所述第三圆心位于所述第一圆心的两侧。
2.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述等效圆(103)的直径为d，所述第一弧段(111)的半径为r1，所述第二弧段(112)的半径为r2，所述第三弧段(113)的半径为r3，0.4d≤r1≤0.5d，0.15d≤r2≤0.45d，0.5d≤r3≤0.7d。
3.根据权利要求1所述的转子，其特征在于，所述磁钢(102)包括呈v型排布的第一子磁钢(1021)和第二子磁钢(1022)。
4.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，所述第一子磁钢(1021)和所述第二子磁钢(1022)独立设置。
5.根据权利要求3所述的转子，其特征在于，所述转子铁芯(101)上开设多个磁钢槽(2)，所述磁钢槽(2)包括相连通的第一磁钢槽(21)和第二磁钢槽(22)，所述第一磁钢槽(21)用于放置所述第一子磁钢(1021)，所述第二磁钢槽(22)用于放置所述第二子磁钢(1022)。
6.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，所述第一子磁钢(1021)与所述第二子磁钢(1022)所呈夹角大于等于60度且小于等于90度。
7.根据权利要求3或6所述的转子，其特征在于，所述磁钢(102)包括呈u型排布的第一子磁钢(1021)、第二子磁钢(1022)和第三子磁钢(1023)。
8.根据权利要求5所述的转子，其特征在于，沿所述转子铁芯(101)的径向，所述磁钢槽(2)的外侧面向内形成有外侧凸台(3)，所述磁钢槽(2)的内侧面向内形成有内侧凸台(4)，所述外侧凸台(3)与所述内侧凸台(4)共同夹持所述磁钢(102)，以使所述磁钢(102)分别与所述内侧面和所述外侧面间隔设置。
9.根据权利要求8所述的转子，其特征在于，所述内侧凸台(4)包括第一内侧凸台(41)和第二内侧凸台(42)，所述第一内侧凸台(41)位于所述第一磁钢槽(21)的第一中心线(211)上，所述第二内侧凸台(42)位于所述第二磁钢槽(22)的第二中心线(221)上。
10.根据权利要求8所述的转子，其特征在于，所述内侧凸台(4)包括第一抵接面，所述外侧凸台(3)包括第二抵接面，所述第一抵接面与所述第二抵接面分别抵接在所述磁钢(102)的两端。
11.根据权利要求8所述的转子，其特征在于，所述内侧凸台(4)能发生弹性变形，当所述磁钢(102)放入所述磁钢槽(2)时，所述内侧凸台(4)被压弯以发生弹性变形，以使所述磁钢(102)抵压在所述外侧凸台(3)上。
12.一种电机，包括定子(200)，其特征在于，还包括如权利要求1～11任一项所述的转子(100)。
13.根据权利要求12所述的电机，其特征在于，所述定子(200)包括设置在所述转子(100)外周的定子极靴(201)，所述定子极靴(201)包括端部(2011)和侧部(2012)，所述端部(2011)的轮廓线包括圆弧线(20111)和位于所述圆弧线(20111)两侧的切线(20112)，所述圆弧线(20111)的延长线与所述侧部(2012)的交点为第一交点(m1)，所述切线(20112)的延长线与所述侧部(2012)的交点为第二交点(m2)，所述第一交点(m1)与所述第二交点(m2)形成偏移距离l1，其中，0mm＜l1≤0.5mm。
14.根据权利要求13所述的电机，其特征在于，所述圆弧线(20111)的第四圆心(o4)与所述中心偏心设置，且位于所述中心远离所述圆弧线(20111)的一侧，所述圆弧线(20111)的半径r4大于所述等效圆(103)的半径r5。
15.一种家用电器，其特征在于，包括如权利要求12～14任一项所述的电机。
16.一种园林工具，其特征在于，包括如权利要求12～14任一项所述的电机。
17.一种交通工具，其特征在于，包括如权利要求12～14任一项所述的电机。
技术总结