[發(fā)明專利]用于機(jī)動電動車輛的內(nèi)部永磁體機(jī)器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580083614.3
• 申請日: 2015-12-09
• 公開（公告）號: CN108141072A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: O·A·R·拉爾丁
• 申請（專利權(quán)）人: 法拉第未來公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K1/24;H02K1/28
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標(biāo)代理有限公司 11012
• 代理人: 鄭世奇

某些方面涉及用于內(nèi)部永磁體(IPM)電機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，與現(xiàn)有IPM電機(jī)相比較，所述內(nèi)部永磁體電機(jī)具有增加的凸極轉(zhuǎn)矩，增加的通量鏈、減小的磁體泄露通量，以及減小的有害開槽效應(yīng)。IPM電機(jī)包括轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子具有多個極和通量屏障，通量屏障在極之間沿著轉(zhuǎn)子的邊緣形成。通量屏障包括具有變化厚度的磁體或磁體組，中央最厚的部分設(shè)置于沿著轉(zhuǎn)子的d軸。磁體保持結(jié)構(gòu)可以與轉(zhuǎn)子形成整體，或者作為單獨(dú)的結(jié)構(gòu)提供，磁體保持結(jié)構(gòu)圍繞轉(zhuǎn)子和磁體。轉(zhuǎn)子和磁體組合形成沒有氣隙的平滑的圓形輪廓。

技術(shù)領(lǐng)域

本文公開的系統(tǒng)和方法針對內(nèi)部永磁體機(jī)器，更特別地，針對用于電動車輛應(yīng)用的具有改善的機(jī)器性能的內(nèi)部永磁體機(jī)器。

背景技術(shù)

近些年，高效率的電動馬達(dá)已經(jīng)成為預(yù)期，以滿足提供動力而不使用化石燃料源的挑戰(zhàn)，例如，在混合和電動車輛中。由于內(nèi)部永磁體(IPM)馬達(dá)的高效性能，它們已經(jīng)變得很受歡迎，因為，由于先進(jìn)的高能量永磁體技術(shù)、智能逆變器和數(shù)字控制器，IPM是越來越有效的同步馬達(dá)。

IPM電機(jī)具有內(nèi)置于轉(zhuǎn)子內(nèi)部的磁體，轉(zhuǎn)子上的每個磁極在傳統(tǒng)上通過將永磁體材料置入在轉(zhuǎn)子的層壓堆疊中形成的槽而產(chǎn)生。這些槽典型地不是完全地填充有磁體材料，而是被設(shè)計為在中央夾持磁體，在槽的兩個相對端有空隙。轉(zhuǎn)子能夠在定子內(nèi)部旋轉(zhuǎn)，定子包括多個繞組，以在定子的參照系中產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

發(fā)明內(nèi)容

一方面涉及內(nèi)部永磁體電機(jī)，內(nèi)部永磁體電機(jī)包括磁體保持結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子本體以及多個通量屏障，所述磁體保持結(jié)構(gòu)包括具有半徑的圓形內(nèi)周界；所述轉(zhuǎn)子本體包括能夠磁性地滲透的材料、多個轉(zhuǎn)子極靴、多個彎曲邊緣，所述能夠磁性地滲透的材料被配置為用于傳導(dǎo)磁通量，所述多個轉(zhuǎn)子極靴中的每一個轉(zhuǎn)子極靴的外邊緣具有與所述磁體保持結(jié)構(gòu)的圓形內(nèi)周界基本相同的半徑，并且被布置為與所述磁體保持結(jié)構(gòu)的圓形內(nèi)周界相鄰，所述多個彎曲邊緣中的每一個具有曲率，并且連接所述多個轉(zhuǎn)子極靴中的相鄰兩個轉(zhuǎn)子極靴的外邊緣；所述多個通量屏障中的每一個包括彎曲外邊緣、內(nèi)邊緣以及至少一種低磁導(dǎo)率的材料，所述彎曲外邊緣具有與所述磁體保持結(jié)構(gòu)的圓形內(nèi)周界基本相同的半徑，并且被布置為與所述磁體保持結(jié)構(gòu)的圓形內(nèi)周界相鄰，所述內(nèi)邊緣具有與所述多個彎曲邊緣中的一個基本相同的曲率，并且被布置為與所述多個彎曲邊緣中的一個相鄰，至少一種低磁導(dǎo)率的材料填充在所述外邊緣和所述內(nèi)邊緣之間形成的區(qū)域，所述至少一種低磁導(dǎo)率的材料包括至少一個被磁化的永磁體。

另一方面涉及用于內(nèi)部永磁體電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括磁體保持結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子本體以及多個通量屏障，所述磁體保持結(jié)構(gòu)包括具有半徑的圓形內(nèi)周界；所述轉(zhuǎn)子本體包括多個轉(zhuǎn)子極靴，所述多個轉(zhuǎn)子極靴中的每一個轉(zhuǎn)子極靴的外邊緣具有與所述磁體保持組件的圓形內(nèi)周界基本相同的半徑；所述多個通量屏障中的每一個至少部分地被所述轉(zhuǎn)子本體中的負(fù)空間限定，所述多個通量屏障中的每一個被布置在所述多個轉(zhuǎn)子極靴中的相鄰兩個之間，并且在其中央具有最大厚度，最大厚度在相對邊緣朝向最小厚度逐漸變細(xì)，所述多個通量屏障中的每一個包括至少一個永磁體。

另一方面涉及用于內(nèi)部永磁體電機(jī)的轉(zhuǎn)子組件，所述轉(zhuǎn)子組件包括磁體保持結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)子本體、多個被磁化的永磁體，所述磁體保持結(jié)構(gòu)包括具有半徑的圓形內(nèi)周界；所述轉(zhuǎn)子本體包括多個轉(zhuǎn)子極靴，所述多個轉(zhuǎn)子極靴中的每一個轉(zhuǎn)子極靴的外邊緣具有與所述磁體保持組件的圓形內(nèi)周界基本相同的半徑；所述多個被磁化的永磁體被布置在所述磁體保持結(jié)構(gòu)內(nèi)部，所述多個被磁化的永磁體中的每一個永磁體被布置于所述多個轉(zhuǎn)子極靴中的兩個相鄰的極靴之間并且包括彎曲第一邊緣和彎曲第二邊緣，所述彎曲第一邊緣具有與所述磁體保持結(jié)構(gòu)的圓形內(nèi)周界基本相同的半徑，并且被布置為與所述磁體保持組件的圓形內(nèi)周界相鄰，所述彎曲第二邊緣與所述彎曲第一邊緣一起限定所述永磁體的厚度，所述永磁體的厚度在所述永磁體的中央部分為最厚，并且朝向所述永磁體的相對邊緣逐漸變細(xì)。