[發明專利]用于永磁電機的轉子

無效

• 申請號: 200580044557.4
• 申請日: 2005-12-23
• 公開（公告）號: CN101088205A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: J·特瓦斯坎托
• 申請（專利權）人: ABB有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬;黃力行

本發明的目的在于根據權利要求1前續部分所述的轉子。

已經提出了多種不同的永磁同步電機轉子結構，其中包括安裝到轉子表面上的磁體和嵌入轉子片芯部中的磁體。影響對永磁體和轉子構造進行選擇的重要標準包括電機的電磁特性和機械力。對于質量較小且轉子圓周速度較低的小型電機而言，所述設計可能集中在確保實現足夠強的勵磁并且確保在氣隙中存在均勻分布的磁通等方面。隨著電機尺寸和圓周速度的增大，機械應力變得更為重要。

現有技術的表面磁體解決方案是：通過膠粘劑或螺絲將磁體安裝到轉子的圓周表面上。可通過安裝在磁體周圍的夾緊帶對磁體進行緊固。例如，在出版物EP0410048中對帶型緊固解決方案進行了描述。在永磁體周圍存在薄片并且所述薄片被緊固到位于磁極之間的轉子本體上。在出版物WO02103882中對借助專用殼體結構而將永磁體緊固到轉子表面上的解決方案進行了描述。

在出版物EP1420501中對永磁體被周向嵌入到轉子中的結構進行了描述。當速度增大時，在外周處施加到轉子軸頸上的離心力和剪切力變得太強。

在基于磁通調心的電機中，例如在永磁體呈V形布置位于磁極側面上的解決方案中，施加到V形件上的離心力非常強大，以至于其不能在大型電機中實施。

當轉子的圓周速度較高時，必須對永磁體的緊固和固定給予特別關注。另一方面，隨著電極直徑的增大，磁極沿切線方向變得更寬。在轉子直徑為一米的四極電機中，磁極的寬度差不多為一米。例如，如果四極或六極電機的轉速大于1500RPM，額定功率大于15MW且本體尺寸超過1000毫米，那么所述圓周速度足夠高，以便在包括磁體的磁極結構上面施加較大的力。

本發明的目的在于制造一種新型的永磁轉子，該新型的永磁轉子能夠消除上述現有技術中所存在的問題并且能夠承受施加在永磁件和將所述永磁件保持處于適當位置的部件上面的應力。為了實現這一點，本發明的特征在于如權利要求1特征部分中所記載的技術特征。在從屬權利要求中列出了本發明的一些其它優選實施例所具有的特征。

根據本發明所述的解決方案在空載和負載條件下滿足尺寸要求的電機氣隙中產生最優分布的氣隙磁通。本發明還使得有可能采用在電機設計中已被證實是良好的尺寸設計原理和結構解決方案。通過使氣隙成形為適當彎曲的形狀可以確保總磁通的有利分布。此外，簡單地是使磁極傾斜，從而使得磁體不嚴格平行于電機的軸向線并且利用偏移，從而使得磁體在周向方向上不是嚴格均勻分布的。根據本發明，部分磁極中的磁體被緊固到轉子本體上。隨著永磁馬達的質量越低，施加在緊固部件或元件上的力越小。這意味著可以更加容易且更加可靠地實現機械附接。

根據本發明的一個實施例，使用安裝到其上面的殼體結構對部分磁極中的永磁體進行緊固。所述結構可根據永磁件的要求而具有一定的尺寸和形狀。在每個部分磁極的側面上單獨地將每一個殼體結構栓接到轉子上確保永磁體被可靠地緊固住。

根據本發明的一個實施例，由導磁材料制成且被設計用以使轉子外周的形狀和氣隙中的磁通分布處于有利狀態的磁極片被布置在部分磁極的永磁件上。

根據另一個優選實施例，導磁材料例如磁性溝槽棒被安裝在所述部分磁極之間且有助于即便是電機在負載條件下也能保持氣隙磁通對稱。

下面，結合附圖對本發明進行詳細描述，其中：

圖1示出了根據本發明的轉子的局部剖面圖；

圖2示出了根據本發明的一種磁極結構的詳圖和永磁體的緊固狀態；和

圖3示出了根據本發明的另一種磁極結構。