[發明專利]其轉子特別適宜高速旋轉的電機

有效

• 申請號: 200710141877.2
• 申請日: 2003-04-28
• 公開（公告）號: CN101102060A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: D·勞倫;G·佩格拉羅
• 申請（專利權）人: 米其林研究和技術股份有限公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司
• 代理人: 程偉

本申請是申請號為03122464.4，申請日為2003年4月28日，發明名稱為“其轉子特別適宜高速旋轉的電機”的中國專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及其轉子具有永久磁鐵的旋轉電機。更具體地說，本發明涉及其磁鐵放在轉子凹槽中的電機。上述電機通常叫做預埋磁鐵的電機。轉子這種構造原來廣泛應用于磁通集中的無刷同步電機。

背景技術

旋轉電機的尺寸取決于它的額定轉矩，馬達所能提供的轉矩形越大，在其它條件相同時電機的體積越大。但有的場合希望馬達的功率高，同時結構又緊湊。為了給出一個恰好的實例，本發明準備將牽引電機裝入汽車輪子內，希望每臺電機能發出10KW的功率，大部分時間甚至在25或30KW以上，同時重量盡量小，以便使彈簧下質量不太重。還希望體積很小，行駛時盡量不伸出車輪內體積以外，因而在懸架撓曲時及輪子與車身作其它形式的相對運動時，不會與車輛的構件相碰。

這兩個要求(功率大、重量和體積小)很難使得將牽引電機裝入私用車輛又不對目前市場上可買到的電機在重量功率比上作重大改進。

在電機的設計階段，選擇高速轉的一條途徑是，對于給定功率而言，使扭矩和體積減小。換言之，對給定馬達的額定功率而言，額定轉速越高，其體積就越小。但提高旋轉電機的轉速會帶來許多機械行為的問題，如果本發明試圖將旋轉電機的重量和體積盡量保持小些則這些問題特別嚴重。

專利申請EP1001507E提出擬達到高速的特殊結構。該項專利申請期待達到的轉速約為12,000rpm，為此提出的具體結構，其整個裝置包括一根非磁性的多邊形整體轉軸，和合理地布置在此轉軸周圍的極片。

如果轉速有進一步的增大，磁鐵的機械行為就要出問題。其徑向外緣有破裂的危險。磁鐵片甩出去的危險，這似乎意味著在上述轉速下內轉子電機達到了轉速頂峰。

發明內容

本發明的目的是提出一種旋轉電機的結構，它有內轉子和外定子，能在高轉速下不會發生轉子磁鐵甩出去的問題。

本發明提出的旋轉電機包括外定子和內轉子，轉子和定子之間有氣隙，其中轉子包括：

轉軸，由軸承安裝在定子上，至少轉軸的外套笈是用非磁性材料制造的，該軸承確定了轉軸的旋轉軸線的位置；

很多片極片，用磁性材料制造且環繞該轉軸，極片的徑向內緣與轉軸表面接觸且其徑向外緣與氣隙為鄰，極片之間是受槽；

側部法蘭，沿軸向位于極片的兩側，轉軸穿過側部法蘭的中心孔；

每個極片的至少一根拉桿，該拉桿將各極片夾緊在兩側部法蘭之間；

楔形閂條，與相鄰兩極片上的側角配合，從而阻擋磁鐵的徑向向外運動；

永久磁鐵，裝配在上述的受槽中。

因此，磁鐵受槽在徑向外側處被阻塞，使轉速可以高得多而不會損壞磁鐵。應當注意，極片通常由許多切成要求形狀的鐵磁性底板沿徑向疊合而成。這些底板的安放位置基本上與轉軸的軸線垂直。

附圖說明

本發明可參照下圖從下面的說明書中獲得較好的理解，附圖中：

圖1是一透視圖，示出根據本發明所述電機的轉子；

圖2是一剖視圖，示出根據本發明所述電機的轉子和定子，本剖

面通過電機的旋轉軸，并通過磁鐵受槽；

圖3是一剖視圖，示出根據本發明所述電機的轉子，本剖面垂直于旋轉軸，圖中省略了磁鐵；

圖4示出根據本發明所述電機的楔形閂條的詳圖；

圖5示出楔形閂條的第一變體；

圖6示出楔形閂條的第二變體；及

圖7示出楔形閂條的第三變體。

具體實施方式

在圖1-3中，示出的六極電機具有定子S(只在圖2中示出)和轉子1，轉軸2支承在軸承20上。可以看到很多片鐵磁薄片了，組成六個極片30。各薄片3均與轉軸的軸線基本垂直。附帶應當指出，本發明也適用于整體極片(非多層極片)的情況。在轉軸2的軸向兩側可看見在極片30兩側均有一側面法蘭5(最好用非磁性材料制造)。還可看到可選用的中間平板7(最好用非磁性材料制造)。各側面法蘭5及中間平板7(如果有的話)都有中心孔。在此所述的非限制性實例中，中心孔是多邊形的。此孔形狀與轉軸2配合。對各極片30而言，拉桿6穿過薄片3的疊層及中間平板(如果有的話)，將整個部件夾緊在兩個側面法蘭5之間。