[發明專利]用于旋轉電機的永磁體轉子以及用于制造該轉子的方法

有效

• 申請號: 201680059970.6
• 申請日: 2016-09-14
• 公開（公告）號: CN108141070B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: P·S·特爾米尼;A·卡斯塔尼尼;G·塔爾塔利諾;M·馬吉
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H02K1/24
• 分類號: H02K1/24;H02K21/46;H02K15/03;H02K15/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 許劍樺

本申請公開了一種用于內置永磁電機(IPM)、特別是同步磁阻電機的轉子，包括轉子芯，該轉子芯有沿轉子軸向方向堆垛的多個導磁疊片。導磁疊片包括切口部分，該切口部分形成多個磁通屏障(FB)，該磁通屏障與磁通路徑(FP)徑向交替，所述磁通屏障(FB)的至少第一部件容納永磁體，所述磁通屏障(FB)的至少第二部件由導電和不導磁的材料填充，從而在所述轉子芯內產生籠架。轉子還包括第一和第二短路環，該第一和第二短路環定位在所述轉子芯的相對端，所述第一短路環與所述第二短路環不同。

技術領域

本發明涉及一種用于旋轉電機的轉子，特別是涉及一種用于內置永磁馬達(IPM)的轉子。更特別是，本發明涉及一種用于直接在線PM輔助同步磁阻電機的轉子，它包括埋入轉子結構內部的鼠籠。另一方面，本發明涉及一種用于制造該轉子的方法。而且，本發明還涉及包括該轉子的旋轉電機，特別是IPM電機，更特別是PM輔助同步磁阻電機。

背景技術

已知類型的、用于同步磁阻電機的轉子通常由基本圓柱形的疊片堆垛形成，該疊片堆垛有多個導磁疊片，該導磁疊片包括磁通傳導部分以及磁通屏障部分，從而形成一個或多個磁極對。磁通傳導部分和磁通屏障部分彼此不同，有變化程度的磁導性，具有高磁導率的部分通常稱為轉子的d軸，而具有相對較低磁導率的部分通常稱為轉子的q軸。當d軸具有盡可能高的磁導率而q軸具有盡可能低的磁導率時，將獲得最佳的屈服點扭矩。實際上，這通常通過在導磁疊片中沿q軸制成合適形狀的切口來實現；該切口充滿空氣，從而沿q軸方向阻止磁通，因此磁導率降低。

還已知對于直接開始或直接起動(DOL)形式的同步磁阻馬達，有這樣的方案，它預計將鼠籠結構埋入疊片堆垛內，并通過由例如鋁或銅填充導磁疊片的切口部分而獲得。從制造的觀點來看，這通常通過使用鑄造技術(通常為鋁鑄造技術)來獲得，以便產生在轉子芯體內部的籠架結構以及在其相對端處的短路環。

而且，還已知在轉子結構中包括永磁體，以便增加效率和提高電機的功率因數。永磁體通常插入導磁疊片的合適切口部分中。

不過，有至少兩個重要問題能夠影響IPM馬達的制造和最終設計。

實際上，當永磁體在鋁鑄造處理之前插入時，有很大的危險，即它們將達到高于居里溫度的溫度，從而損害它們的磁特性。實際上，例如在鑄造過程中，鋁的溫度能夠高達600℃，盡管永磁體不直接與液態鋁接觸，但是它們可能達到非常高的溫度。

而且，當永磁體在鑄造處理之前插入時，由于芯的鐵部件的熱膨脹，也有永磁體損壞或破碎的很大危險。

作為還一問題，在傳統鑄造處理中，通過存在短路環可能阻止在鑄造處理之后將永磁體插入導磁疊片的合適切口部分。

盡管短路環能夠在隨后的時刻(即在將永磁體插入磁通屏障中之后)施加至轉子上，但是這種方案從制造的觀點來看更復雜，并降低了轉子的機械剛性。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種用于IPM電機的轉子以及一種用于制造該轉子的方法，它能夠克服至少一些上述缺點。

特別是，本發明的目的是提供一種用于IPM電機的轉子，該轉子有改進的制造方法。

因此，在第一方面，本發明涉及一種用于內置永磁電機(IPM)的轉子，它包括轉子芯，該轉子芯有沿轉子軸向方向堆垛的多個導磁疊片；根據本發明的轉子的特征在于，所述導磁疊片包括切口部分，該切口部分形成多個磁通屏障(FB)，該磁通屏障(FB)與磁通路徑(FP)徑向交替，所述磁通屏障(FB)的至少第一部件容納永磁體，所述磁通屏障(FB)的至少第二部件由導電和不導磁的材料填充，從而在所述轉子芯內產生籠架，其特征還在于，它包括第一和第二短路環，該第一和第二短路環定位在所述轉子芯的相對端，所述第一短路環與所述第二短路環不同。

如在下面的說明中更好所述，由于根據本發明的、用于內置永磁電機的轉子的特殊結構，特別是由于第一和第二短路環的不對稱結構(即彼此不同)，能夠避免上述問題。