[發明專利]用于修平電機中的凸極轉子的系統和方法

有效

• 申請號: 201410354403.6
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104348269B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: T.拉米諾索亞;J.P.亞歷山大;A.M.F.埃爾-雷菲;D.A.托里
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02K1/14
• 分類號: H02K1/14;H02K15/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松;譚祐祥

本發明公開一種具有較低摩擦和風阻損耗的電機。所述電機包括定子和轉子組件，所述轉子組件配置成相對于所述定子旋轉，其中所述轉子組件包括轉子芯子，所述轉子芯子包括多個轉子凸極，所述轉子凸極圍繞內轂彼此隔開，以便每對相鄰轉子凸極之間形成極間空隙，其中具有由每個極間空隙中的所述轉子芯子界定的開口。非導電和非磁性嵌件置于轉子凸極之間形成的空隙中，其中所述嵌件中的每個嵌件包括配合特征，所述配合特征形成于其軸向內緣，所述配合特征配置成與所述轉子芯子界定的對應開口配合，從而憑借所述轉子組件的旋轉期間經歷的離心力將所述嵌件固定到所述轉子芯子。

技術領域

本發明總體上涉及一種電機，確切地說，涉及一種系統和方法，所述系統和方法用于修平電機中的凸極(salient)轉子，以便減小機器中的摩擦和風阻損耗，同時提供能夠承受高速離心力的機械堅固轉子。

背景技術

隨著時間的推移，電機的應用不斷推廣到更多工業、商業和交通領域。諸如磁阻電動機和定子永磁電動機等許多類型的電機都需要使用轉子上的凸極或突出齒。這些類型的轉子通常是無源式堅固轉子，因此適用于高速應用。但是人們已經認識到，由于突起結構傾向于隨著轉子的旋轉而捕捉空氣，因此此類轉子的凸出結構會導致風阻損耗過大。

一種用于解決使用凸極轉子時產生的風阻損耗問題的方法是通過填充轉子齒之間的極間空間來“修平”轉子的外表面。一種用于填充極間空間的現有技術機構是磁橋，所述磁橋置于轉子極之間以連接相鄰的轉子極尖，從而修平所述轉子。但是此類磁橋會對磁凸極性產生負面影響，因而會減小電機的性能。另一種用于填充極間空間的現有技術機構是置于轉子極之間的多段非磁性材料(例如，不銹鋼)，例如USP4,916,346中所述，其能夠修平轉子但不影響磁凸極性。但是在現有技術中，此類非磁性段已成形為固體純金屬嵌件，從而大幅增加電機的總質量。此外，此類非磁性段焊接到轉子極或者僅通過切口構造固定到其上，這兩種構造都無法很好地將這些金屬段固持在轉子極之間并且/或者為轉子組件提供所需的堅固性。此外，金屬嵌件及其相關焊點需要承受渦流損耗，從而減小機器效率。

因此，需要提供用于修平凸極轉子的嵌件，以在不影響磁性的情況下解決風阻損耗的問題。此外還需要以機械堅固的方式將此類嵌件與凸極轉子組裝到一起，以便承受高速下的離心力，同時最小化附加到轉子上的質量。

發明內容

根據本發明的一方面，本發明提供一種電機，包括：定子；轉子組件，所述轉子組件安置在所述定子內并且配置成相對于所述定子旋轉，其中所述轉子組件包括：轉子芯子，所述轉子芯子包括多個轉子凸極，所述多個轉子凸極圍繞內轂彼此隔開，以便每對相鄰轉子凸極之間形成極間空隙，其中具有由每個極間空隙中的所述轉子芯子界定的開口；以及多個嵌件，所述多個嵌件置于所述多個轉子凸極之間形成的空隙中，所述多個嵌件由非導電和非磁性材料構成；其中所述多個嵌件中的每個嵌件包括配合特征，所述配合特征形成于所述嵌件的軸向內緣，所述配合特征配置成與由所述轉子芯子界定的對應開口配合，從而憑借所述轉子組件的旋轉期間經歷的離心力將所述嵌件固定到所述轉子芯子上。

優選的，其中所述轉子芯子包括帶齒轉子，其中所述多個轉子凸極包括多個轉子齒，所述多個轉子齒與所述內轂一體成形。

優選的，其中所述配合特征包括燕尾槽特征，所述燕尾槽特征配置成與形成于所述轉子芯子的所述內轂中的開口配合。

優選的，其中所述多個嵌件中的每個嵌件包括T形嵌件，所述T形嵌件包括：縱向構件，所述縱向構件沿軸向延伸；以及橫向構件，所述橫向構件在兩個相鄰轉子齒之間垂直延伸，其中所述橫向構件與一對相鄰轉子齒一起形成所述帶齒轉子上的平滑外表面；其中所述燕尾槽特征形成于所述縱向構件的內緣上，并且配置成與所述轉子芯子的所述內轂中的所述開口配合。