具有嵌入式永磁体的电机转子以及电机制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电机（10）的转子（40、240），该电机（10）被由一个或多个嵌入式永磁体（50、52）形成的磁极激励，该转子（40、240）包括磁性本体（140）和一个或多个嵌入式永磁体（50、52），所述一个或多个嵌入式永磁体（50、52）与磁性本体（140）结合，从而沿着转子方向限定了磁极性交替的第一磁极（N）和第二磁极（S），其中，对于所述一个或多个嵌入式永磁体（50、52）中的至少一个，在所述一个或多个嵌入式永磁体（50、52）与所述磁性本体（140）的第一表面（40a）之间布置有转子节段（44）。至少一个保持器元件（60、70）将转子节段（44）连接到磁性本体（140）的一部分。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于电机的转子，该电机被由一个或多个嵌入式永磁体形成的磁极激励，并且，本专利技术还涉及一种电机，该电机被包括由一个或多个嵌入式永磁体形成的磁极的转子激励。
技术介绍
具有永磁体(PM)转子的电机在现有技术中是已知的。这种PM电机用作电动机、发电机以及电动机-发电机。已知有各种方式来将永磁体整合在转子内。已知的是，包括嵌入式永磁体的PM电机尤其能够提供更高的凸极比、更高的磁阻扭矩、增强的防去磁保护， 并且，在该电机是内转子电机的情况下，省去了围绕转子的外部保持套。一般地，在现有技术中已知存在有三种类型的PM电机转子拓扑结构表面式磁体、插入式磁体和嵌入(埋入、内部)式磁体转子拓扑结构。在表面式磁体拓扑结构中，永磁体朝着转子和定子之间的气隙以轮辐状的方式与气隙正交地安放在转子的叠片表面上。这些永磁体之间的空间被空气填充。在插入式磁体拓扑结构中，永磁体也以与表面式磁体类似的方式面向转子和定子之间的气隙，但在磁体之间的间隙内填充有铁芯。在上述第三种拓扑结构中，与前述情况不同的是，磁体未被放置成与气隙接触，而是使磁体以不同的构造插入在转子铁芯内。常规的嵌入式PM电机利用了较窄的桥来固定该机械转子结构。这些桥可放置在气隙处或放置在所述磁体之间，从而允许转子以中高速旋转，但通常仍存在一定的剩余漏磁。转子叠片内的缝隙和空气空间被用于实质上减少在所述铁桥内发生的磁漏，从而导致提高的电机性能。US-A-6, 888, 270公开了一种结构上更稳固的电机转子，该转子具有嵌入式永磁体，其中，在嵌入式永磁体的端部之间设有不导磁的分隔元件，其中该转子由粉末材料制成。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种嵌入式永磁体(PM)转子，该转子具有提高的性能， 并且，与典型的嵌入式永磁体转子相比，它能够减轻重量，从而在保持嵌入式永磁体的优点的同时、提高了电机性能。另一个目的是提供一种嵌入式永磁体(PM)电机,与具有嵌入式永磁体的常规PM 电机相比，该嵌入式永磁体(PM)电机具有提高的性能，其所利用的嵌入式永磁体的量相同， 同时保持了嵌入式永磁体的优点。上述这些目的通过独立权利要求的特征来实现。其他权利要求和说明书公开了本专利技术的有利实施例。提出了一种用于电机的转子，该电机被由一个或多个嵌入式永磁体形成的磁极激励，该转子包括磁性本体和一个或多个嵌入式永磁体，该一个或多个嵌入式永磁体与所述磁性本体结合，从而沿着转子方向限定了磁极性交替的第一磁极和第二磁极，其中，对于所述一个或多个嵌入式永磁体中的至少一个，在所述一个或多个嵌入式永磁体与所述磁性本体的第一表面之间布置有转子节段(rotor segment)。至少一个保持器元件将该转子节段连接到所述磁性本体的一部分。对于径向磁通电机，所述转子节段可沿周向方向放置在转子外壳上，或对于轴向磁通电机，所述转子节段可放置在转子的端面上，或对于直线电机，所述转子节段可放置在其纵向延伸上。有利地，保持器元件将嵌入式永磁体和转子节段直接或间接锁定在磁性本体内。保持器元件可例如形成为楔形，当在电机是径向磁通电机的情况下从截面图中观察或在电机是轴向磁通电机的情况下从侧视图中观察时，所述保持器元件突出到磁性本体中的一个或多个凹部内，或具有供所述磁性本体突出到其内的一个或多个凹部。例如，当保持器元件邻接并锁定转子节段而非锁定嵌入式永磁体自身时，由于保持器元件布置在转子节段与磁性本体的主要部分之间，所以，当转子节段通过保持器元件直接锁定到磁性本体时， 嵌入式永磁体将被间接锁定。保持器元件可有利地布置在嵌入式永磁体的一个或多个边缘处。保持器元件可包括不导磁区域。在转子为径向磁通电机的内转子设计的情况下，该保持器元件也有利地具有高的机械强度，以承受由于离心力而引起的载荷。有利地，不导磁材料的使用可减少磁漏，甚至消除磁漏。本专利技术适用于任何电机拓扑结构(例如，内转子和外转子电机，具有内转子或外转子的径向磁通电机，具有内转子或外转子的轴向磁通电机，直线电机等)，适用于任何类型的嵌入式转子拓扑结构(例如，具有单独的嵌入式永磁体或多层嵌入式永磁体，对齐的或V 形的嵌入式永磁体布置结构)，且适用于任何形状的永磁体(矩形、面包片形等)。转子可通过沿转子的转动轴线轴向堆叠(典型地对于径向磁通电机)的或通过围绕旋转轴线缠绕即在径向方向上堆叠(典型地对于轴向磁通电机)的层叠铁片、铁粉末材料或其他铁磁性材料制造。根据一有利实施例，所述一个或多个嵌入式永磁体中的至少一个可被分配有不导磁区域。有利地，保持器元件可包括不导磁区域。特别地，保持器元件构成该不导磁区域。 结果，不导磁区域的形状可由保持器元件的形状确定。保持器元件可容易地适合于转子的磁性本体的所需刚度。例如，该刚度可与磁性本体的刚度相同或可以更高，如期望的转子布局所要求的，通常考虑到在电机运行期间作用在部件上的力。由于以另一种不导磁的材料来替代例如铁心叠片的转子材料，也减少了转子的磁性损失。在一个有利实施例中，所述至少一个保持器元件可通过如下方式中的至少一种来锁定所述转子节段和/或所述一个或多个嵌入式永磁体(i)形状锁定；(ii)摩擦锁定；和 /或(iii)所述保持器元件可与转子节段一体地连结。有利地，所述至少一个保持器元件能够稳定所述转子节段的位置。能够实现所述嵌入式永磁体和转子节段的稳定布置。另外或替代地，所述保持器元件可接合所述转子节段和/或嵌入式永磁体中的一个或多个凹部。根据一个有利实施例，尤其对于径向磁通电机来说，所述嵌入式永磁体中的至少一个和/或转子节段可由所述至少一个保持器元件固定在径向位置。所述保持器元件一般可布置在磁性本体内，或替代地，至少部分布置在磁性本体外侧。有利地，在径向磁通电机中，所述一个或多个嵌入式永磁体可沿周向方向交替布置在所述磁性本体处，并沿该周向方向限定了磁极性交替的第一磁极和第二磁极，和/或所述转子节段可沿大致径向方向布置在磁性本体的第一表面与所述一个或多个嵌入式永磁体之间。所述至少一个保持器元件能够容易地适合于电机的实际转子设计。有利地，甚至在转子高速旋转以及由于定子线圈内的大电流而产生大的力时，也能够建立所述嵌入式永磁体和转子节段在转子上的稳定布置。有利地，所述磁性本体的第一表面被设置为面向定子。在转子是内转子的情况下，该第一表面是转子的外表面。在转子是外转子的情况下， 该第一表面是转子的内表面。特别地，该第一表面是位于转子外侧的外壳表面(如果将转子设成被定子围绕)或位于转子内侧的外壳表面(如果将转子设成围绕定子)。一般地，对于所有类型的电机和转子，所述至少一个保持器元件均能布置在每个嵌入式永磁体的外侧和/或每个磁极的外侧。所述保持器元件的目的是锁定所述转子节段和永磁体，使它们固定在适当位置，并且在所述保持器元件包括不导磁区域时减少或消除磁漏。在转子为径向磁通电机的外转子设计(其中定子被转子包围)的情况下，所述转子节段和嵌入式永磁体布置在转子内侧，并被设置为面向定子。由于离心力指向转子的外侧， 所以，离心力以使所述嵌入式永磁体和转子节段的径向位置稳定的方式作用在嵌入式永磁体和/或转子节段上。因此，在这种外转子设计中，保持器元件的目的主要是减少或消除磁漏。根据一有利实施例，尤其对于径向磁通电机的转子来说，所述一个或多个嵌入式永磁体可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

【专利技术属性】
技术研发人员：马达莱娜·奇拉尼，斯图雷·埃里克松，
申请(专利权)人：沃尔沃技术公司，
类型：
国别省市：