[發明專利]具有由永磁體飽和的磁泄漏路徑的同步磁阻電動機

有效

• 申請號: 201711147067.8
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN108123585B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: K·M·拉哈曼;李景川;R·T·道西
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: H02K21/14
• 分類號: H02K21/14;H02K21/02;H02K1/27
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭勇

一種同步磁阻電動機包括定子和轉子。該轉子配置成相對于定子繞轉動軸線轉動。轉子與定子隔開，以在定子和轉子之間限定氣隙，并且包括轉子芯部，該轉子芯部限定最外轉子表面和與最外轉子表面相對的最內轉子表面。轉子芯部包括將轉子空腔彼此分開的多個肋部，并且包括將氣隙和轉子空腔分開的多個轉子橋。永磁體各自設置在轉子空腔中的一個中。永磁體的磁體表面積小于轉子空腔的空腔表面積。每個永磁體鄰近于最外轉子表面，以使得肋部和轉子橋處的磁飽和最大化。

引言

本發明總體涉及一種同步磁阻電動機及其制造方法。

同步磁阻電動機是在鐵磁性轉子上包括非永久磁極的電動機。同步磁阻電動機具有同等數量的定子和轉子磁極。在同步磁阻電動機中，轉矩通過磁阻而產生

發明內容

本發明涉及一種同步磁阻電動機。該同步磁阻電動機包括定子和轉子，該定子包括多個電導體，且該轉子相對于定子同心地設置。轉子配置成相對于定子繞轉動軸線轉動。此外，轉子與定子隔開以在定子和轉子之間限定氣隙并且包括轉子芯部。轉子芯部限定最外轉子表面和與該最內(最外)轉子表面相對的最內轉子表面。轉子芯部包括多個磁極件，該多個磁極件繞轉動軸線環形地設置。磁極件的至少一個限定多個轉子空腔。轉子芯部包括多個肋部，這些肋部將轉子空腔彼此隔開。該轉子芯部包括多個轉子橋，這些轉子橋將氣隙和轉子空腔分開。該轉子進一步包括多個永磁體，每個永磁體設置在轉子空腔的一個中。每個轉子空腔具有沿著平面限定的空腔表面積。每個永磁體具有沿著該平面限定的磁體表面積，且該磁體表面積小于空腔表面積的十分之一。每個永磁體鄰近于最外轉子表面，以使得肋部和轉子橋處的磁飽和最大化。相對較小的永磁體布置在轉子橋附近，以使得磁泄漏磁通路徑飽和，由此與傳統電動機相比，增大同步磁阻電動機的磁阻轉矩，而不會增加旋轉損失。為此，永磁體的至少一個鄰近于轉子橋設置。在所示出的實施例中，每個永磁體的整體比起靠近最內轉子表面更靠近最外轉子表面，以使得同步磁阻電動機的磁阻轉矩和功率最大化。

本發明還描述一種車輛。在一實施例中，該車輛包括傳動系和操作地連接于傳動系的同步磁阻電動機。該同步磁阻電動機是同步磁阻電動機并且包括：定子和轉子，該定子包括多個電導體，且該轉子相對于定子同心地設置。該轉子配置成相對于定子繞轉動軸線轉動，并且與定子隔開，以在定子和轉子之間限定氣隙。在一個或多個實施例中，轉子包括轉子芯部，該轉子芯部限定最外轉子表面和與該最內(最外)轉子表面相對的最內轉子表面。轉子芯部包括多個磁極件，該多個磁極件繞轉動軸線環形地設置。磁極件的一個或多個限定多個轉子空腔。轉子芯部包括多個轉子橋，這些轉子橋將氣隙和轉子空腔分開。此外，該轉子芯部包括多個肋部，這些肋部將轉子空腔彼此分開。附加地，該轉子包括多個永磁體，每個永磁體設置在轉子空腔的一個中。每個永磁體可比靠近肋部更靠近轉子橋。此外，每個永磁體鄰近于最外轉子表面，以使得肋部和轉子橋處的磁飽和最大化。每個轉子空腔具有沿著平面限定的空腔表面積。每個永磁體具有沿著平面限定的磁體表面積。此外，每個永磁體具有最大磁體寬度和最大磁體長度。磁體表面積等于最大磁體寬度乘以最大磁體長度。在一個或多個實施例中，磁體表面積小于空腔表面積的十分之一。在一個或多個實施例中，磁體表面積大于空腔表面積的十五分之一。磁體表面積可具有矩形形狀。作為非限制示例，僅僅永磁體設置在轉子空腔內部，并且永磁體占據轉子空腔的整個體積的百分之五十以下。轉子空腔沿著設置在徑向方向彼此隔開的多個空腔層中。多個空腔層可包括第一空腔層、第二空腔層以及第三空腔層。多個轉子空腔的每個可包括第一轉子空腔、第二轉子空腔以及第三轉子空腔。多個空腔層的每個可僅僅由第一轉子空腔、第二轉子空腔以及第三轉子空腔所限定。第一轉子空腔、第二轉子空腔以及第三轉子空腔可共同地限定圓錐截面形狀。第一內磁極肋部可使得第一轉子空腔沿著切向方向與第二轉子空腔分開，該切向方向垂直于徑向方向。第二內磁極肋部可使得第二轉子空腔沿著切向方向與第三轉子空腔分開。作為非限制示例，每個空腔層包括僅僅兩個永磁體。設置在第一空腔層中的每個永磁體的最大磁體長度可以是約1.73毫米。設置在第一空腔層中的每個永磁體的最大磁體寬度可以是約0.86毫米。設置在第一空腔層中的每個永磁體的最大磁體長度可以是約1.08毫米。設置在第二空腔層中的每個永磁體的最大磁體寬度可以是約1.2毫米。設置在第三空腔層中的每個永磁體的最大磁體長度可以是約2.43毫米。設置在第二空腔層中的每個永磁體的最大磁體寬度可以是約1.35毫米。