[實用新型]永磁轉(zhuǎn)子和永磁電機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721046735.3
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN207150281U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬?！とR;拉吉夫·拉爾;維克托·基耶杜科
• 申請（專利權(quán)）人: UQM技術(shù)公司
• 主分類號: H02K1/27
• 分類號: H02K1/27;H02K21/14
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 潘煒,李新燕

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及永磁轉(zhuǎn)子和永磁電機(jī)。

背景技術(shù)

在電動馬達(dá)類型中，已知永磁同步馬達(dá)具有高功率密度和效率。更普遍類型中的一種類型通常被稱為內(nèi)部永磁馬達(dá)。由于內(nèi)部永磁馬達(dá)具有產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩和永磁轉(zhuǎn)矩的混合能力，它也被稱為永磁磁阻馬達(dá)。包括其中嵌有一個或更多個永磁體的轉(zhuǎn)子芯的永磁磁阻馬達(dá)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩高于磁體安裝在轉(zhuǎn)子芯表面上的馬達(dá)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩。這種嵌入式結(jié)構(gòu)由于永磁體定位于轉(zhuǎn)子芯中以在轉(zhuǎn)子芯中提供可變的磁阻磁路而產(chǎn)生額外的磁阻轉(zhuǎn)矩，也稱為凸極效應(yīng)(saliency)。

在運行期間，嵌入轉(zhuǎn)子芯中的每個磁體經(jīng)受離心力。為了在離心力下使磁體保持在轉(zhuǎn)子芯內(nèi)，通常將轉(zhuǎn)子芯材料的窄的部段——被稱為橋或橋區(qū)域——保持在磁極的端部與轉(zhuǎn)子芯的外周緣之間。作用在永磁體上的離心力和作用在轉(zhuǎn)子芯上的離心力集中在這些橋中。為此，橋的徑向?qū)挾缺恢圃斓刈銐虼笠跃S持所需的機(jī)械強(qiáng)度。這些馬達(dá)中的難點在于，橋部分需要被制造得較厚以滿足機(jī)械強(qiáng)度要求，而代價是通過橋部分的較高的磁通泄漏導(dǎo)致了較低轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生。相反，較薄的橋?qū)е罗D(zhuǎn)子強(qiáng)度的降低，從而限制了馬達(dá)的速度性能。

實用新型內(nèi)容

本公開描述了包括轉(zhuǎn)子芯的永久嵌入磁體式馬達(dá)，該轉(zhuǎn)子芯具有形成在其中的多個磁體插入孔。插入孔包括位于磁體端部的凹口，該凹口在磁體與轉(zhuǎn)子芯之間形成空氣間隙，使得降低了通過橋區(qū)域的磁通量的損失。

一方面，該技術(shù)涉及永磁轉(zhuǎn)子，該永磁轉(zhuǎn)子包括：轉(zhuǎn)子芯，該轉(zhuǎn)子芯呈大致筒形形狀并具有外周向表面和旋轉(zhuǎn)軸線；多個磁體插入孔，所述多個磁體插入孔形成在轉(zhuǎn)子芯中并且繞旋轉(zhuǎn)軸線周向地布置，每個孔具有大致長形狹縫的橫截面，其中，長形狹縫相對于外周向表面彎曲成凹形，并且其中，長形狹縫包括徑向內(nèi)側(cè)部、徑向外側(cè)部、通過橋分別與外周向表面間隔開的至少一個端側(cè)部以及從徑向外側(cè)部延伸的至少一個凹口；以及一個或更多個永磁體，所述一個或更多個永磁體被插入到所述孔中的每個孔中，其中，至少一個凹口在一個或更多個永磁體與徑向外側(cè)部之間形成間隙，并且其中，一個或更多個永磁體的端面的一部分與橋直接接觸。

在一個示例中，在轉(zhuǎn)子芯旋轉(zhuǎn)時，在一個或更多個永磁體上產(chǎn)生的離心力通過端面?zhèn)鬟f至橋。在另一示例中，間隙具有限定在一個或更多個永磁體與凹口的與徑向外側(cè)部大致垂直的第一部分之間的第一距離，并且間隙具有沿著徑向外側(cè)部大致平行地限定的第二距離，并且其中，第一距離大于第二距離。在另一示例中，一個或多個永磁體包括厚度，并且其中，端面的大致整個厚度與橋直接接觸。在又一示例中，凹口由徑向外部部分和徑向內(nèi)部部分限定，其中，徑向外部部分和徑向內(nèi)部部分鄰近于至少一個端側(cè)部定位。在一個示例中，徑向外部部分和徑向內(nèi)部部分中的至少一者包括兩個或更多個傾斜側(cè)部。

在另一示例中，徑向外部部分和徑向內(nèi)部部分中的至少一個包括弧形側(cè)部。在另一示例中，徑向外部部分與徑向內(nèi)部部分以大約10°至80°之間的角度布置。在又一示例中，凹口包括倒圓的拐角。在一個示例中，長形狹縫為大致U形形狀，并且三個具有梯形橫截面的永磁體被插入到所述孔中的每個孔中并在轉(zhuǎn)子芯的旋轉(zhuǎn)期間彼此互鎖。在另一示例中，轉(zhuǎn)子芯由一體式本體形成。在另一示例中，轉(zhuǎn)子芯包括沿著旋轉(zhuǎn)軸線堆疊的多個板，所述板中的每個板被沖壓或切割以形成長形狹縫。在又一示例中，轉(zhuǎn)子芯由磁導(dǎo)率大于空氣的材料制成。

另一方面，該技術(shù)涉及永磁電機(jī)，該永磁電機(jī)包括：定子，該定子包括耦接至電源的一個或更多個線圈；轉(zhuǎn)子芯，該轉(zhuǎn)子芯以可旋轉(zhuǎn)的方式安裝在定子內(nèi)，其中，轉(zhuǎn)子芯呈大致筒形形狀并且具有外周向表面和旋轉(zhuǎn)軸線；多個磁體插入孔，所述多個磁體插入孔形成在轉(zhuǎn)子芯中并且繞旋轉(zhuǎn)軸線周向地布置，每個孔具有大致長形狹縫的橫截面，其中，長形狹縫相對于外周向表面彎曲成凹形，并且其中，長形狹縫包括鄰近于外周向表面定位的至少一個凹口；以及三個永磁體，所述三個永磁體被插入到所述孔中的每個孔中。三個永磁體包括：徑向外側(cè)面；以及至少一個端面，該至少一個端面分別通過橋與外周向表面間隔開，其中，至少一個凹口在轉(zhuǎn)子芯與徑向外側(cè)面之間形成間隙，其中，至少一個端面的一部分與所述橋直接接觸，并且其中，轉(zhuǎn)子芯構(gòu)造成當(dāng)電源向線圈提供電流時繞旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。在一個示例中，電機(jī)包括永磁磁阻馬達(dá)。

通過閱讀以下詳細(xì)描述和相關(guān)附圖的綜述，表征本文中所描述的永久嵌入磁體式馬達(dá)的這些特征和各種其他特征以及優(yōu)點將變得明顯。附加特征在下面的說明書中闡述，并且部分地將根據(jù)說明書而變得明顯，或者可以通過該技術(shù)的實踐來了解。該技術(shù)的益處和特征將通過書面說明書、其權(quán)利要求書以及附圖中具體指出的結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)和獲得。