用于旋转电机的转子制造技术

本发明专利技术涉及一种用于旋转电机(10)的转子(1)，该转子包括永磁体(7)，永磁体(7)限定转子的磁极(11)、即第一磁极和与第一磁极相邻的第二磁极，其中，第一磁极与第二磁极具有不同的极性，专用于第一磁极的永磁体(7)仅提供第一磁极的极性，并且至少一个共用永磁体(7)部分地提供第一磁极的极性并且部分地提供第二磁极的极性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及旋转电机特别是同步电动机，并且更具体地涉及这种电机的转子。本专利技术与永磁体式转子有关。
技术介绍
这些转子包括容置永磁体的转子块，所述永磁体插入到通常径向地定向的腔室中。还已知包括例如设置成V形和U形的非径向永磁体的旋转电机。通过磁极中的磁体的通量集聚，气隙中所获得的感应比磁体中的感应大。气隙中所获得的感应可能很大程度上取决于气隙相对于旋转轴线的周向位置。在已知的转子中，为了在气隙中获得充分的感应水平并且为了具有紧凑的电机，必须使用具有较大能量密度并且因此较昂贵的磁体。具体地，这种磁体用稀土来制造。在其它电机中，使用每单位体积低能量较低的磁体，所述磁体由铁氧体制成，但这种电机具有下述缺点：需要高极性或转子具有非常大的直径以在气隙中获得与每单位体积能量较高的磁体所获得的感应水平相当的感应水平。高极性的电机需要高频率，并因此造成电动机中呈铁损形式和在逆变器中呈开关损耗形式的较大损失。因而具有高极性并磁体能量密度低的这种电机用在速度受限的场合。因此，这种旋转电机的转子使得不能够提供下述电机：所述电机具有相对较低的极数，例如少于八个或甚至六个极，所述电机有效地利用磁体、尤其是由铁氧体制成和/或具有低能量密度的磁体。因此，需要旋转电机的转子以下益处：允许更有效地使用磁体，尤其是由铁氧体制成和/或具有低能量密度的磁体，并且可选地，极数不必高。
技术实现思路
本专利技术旨在满足这种需要中的所有需要或部分需要，并且根据本专利技术的各方面中的一个方面、借助于旋转电机的定子实现上述需要，该转子包括：永磁体，永磁体限定转子的磁极，即第一磁极和与第一磁极相邻的第二磁极，第一磁极和第二磁极具有不同的极性，第一磁极专用的永磁体仅提供第一磁极的极性，并且至少一个共用永磁体部分地提供第一磁极的极性并且部分地提供第二磁极的极性。转子包括在两个连续的磁极之间共用的至少一个永磁体。术语“共用永磁体”指的是共同限定转子的两个连续磁极的永磁体。该磁体因此可以布置在磁极间轴线上。限定所述第一磁极的至少一个永磁体还限定转子的与第一磁极相邻的第二磁极。两个连续的磁极之间的界线穿过至少一个永磁体。永磁体可以成排布置，转子的第一磁极通过至少一个第一专用永磁体排限定并通过至少一个第二共用永磁体排限定，所述第二排还至少部分地限定转子的与第一磁极相邻的第二磁极。换句话说，第二永磁体排同时限定转子的两个连续的磁极——第二永磁体排位于这两个连续的磁极之间——中的每个磁极。共用永磁体属于第二永磁体排。术语“排”表示一系列至少两个永磁体。排在任何情况下并不一定是线性的。替代地，排可以是U形的或V形的，如下面看到的。磁体成排的布置使得能够在电机的每个磁极中获得高凸极性。因此电机是具有高凸极扭矩的电动机，也被称为同步磁阻电动机。术语“磁极的凸极性”意味着磁阻在转子旋转期间沿着气隙中的磁极变化。此外，在本专利技术中，每个磁极均可以被认为是由非整数排来限定，非整数等于第一排的数目加一半；换句话说，由于第二排中的磁体同时用于限定所述转子的两个连续的磁极，所以第二排的一半限定所述磁极。因此，对于转子的给定直径而言，每个磁极的排数可能会更多，以使得在相同体积的情况下、永磁体的总数量可以更大。两个连续的磁极共用的第二排中的磁体的累积高度较高，并且这使得可以获得改善的功率因数，原因在于负载下电压的很大一部分是由磁体的通量产生的。另外，凸极比可由此增加，是因为在两个连续的磁极之间共用的磁体可以对直轴磁通的流通形成阻挡物而不会影响横轴磁通。对于数量相同的永磁体，电动势可能更大并且谐波更少，这是因为通过磁极间轴线上的零点的感应通路在角度上更加受到限制。凭借磁体在转子块中的布置，即使转子的极数相对较低、例如小于6，即使并不一定使用每单位体积能量较高的磁体、比如由稀土制成的磁体，而是使用每单位体积能量较低的磁体、例如由铁氧体制成的磁体，仍能在气隙中获得足够的感应水平。转子的成本可因此降低。此外，如果应用需要，则可以降低转子的极数。具体地，根据本专利技术的转子使得能够在不增加极数并且通过使用低能量密度的磁体的情况下提高气隙中的感应水平。永磁体优选地具有矩形形状的横截面。在变型中，在垂直于旋转轴线的横截面中测量到的磁体的宽度可以在面向气隙时缩小。永磁体可以具有整体上为梯形形状的横截面。在另一变型中，磁体可以具有例如呈环形部段形式的弯曲横截面。永磁体可以具有4mm与20mm之间的宽度。第一排中的至少一个磁体、或者第一排中的至少一半磁体、或者第一排中的所有磁体可以具有大于4mm的宽度，更佳地是大于8mm或大于12mm的宽度。第二永磁体排中的一个或多个磁体可以与第一排中的磁体一样宽，或者，在变型中，具有不同的宽度，特别是更大的宽度。因此，至少一个共用永磁体的横截面可以比专用永磁体的横截面宽，例如是专用永磁体的两倍宽。这种构型可以使得能够尽量减小、或者更好地，消除两个相邻磁极之间的磁通的任何流通、特别是直轴磁通的任何流通而不影响横轴磁通，从而降低了谐波含量。从而可以提高效率。此外，材料桥部、特别是径向桥部的数目可以因此减少，以使得电磁转矩被提高。这是因为桥部中的磁漏本来就倾向于减小有效磁通。第一磁极可以包括单个第一排，或转子的磁极中的每个磁极均可以包括单个第一排。在变型中，所述第一磁极可以包括至少两个第一排，或者转子的磁极中的每个磁极均可以包括至少两个第一排，特别是两个或三个，或甚至更多个第一排。在一个实施方式中，第一磁极包括两个第一排。转子的磁极中的每个磁极均可以包括两个第一排。转子所包括的磁极的数目可以在2与12之间，更好地在4与10之间。转子的磁极的数目可以小于或等于8，或者小于或等于6，例如等于4或6。永磁体可以由铁氧体或稀土或任何其他类型的磁性材料制成。永磁体特别地可以至少部分地由铁氧体制成。例如对于永磁体而言可以不含有稀土，或者至少含有质量小于50％的稀土。磁体的布置使得能够通过铁氧体磁体来集聚磁体的磁通，并获得有利性能。在一个示例性实施方式中，永磁体布置成朝向气隙定向的U形。对于同一个磁极来说，永磁体排因此包括两个侧向分支和一个中央分支。同一个磁极的U形同心地布置；换句话说，同一个磁极的U形彼此嵌套。U形可以具有朝向气隙扩开的形状。换句话说，U形的侧向分支可能彼此不平行。当转子的磁极中的每个磁极包括至少两个第一排时，永磁体优选地设置成U形。在另一示例性实施方式中，永磁体布置在朝向气隙定向的V形中。对于同一个磁极而言，永磁体排因此包括两个侧向分支并且不具有中央分支。同一个磁极的V形同心地布置；换句话说，同一个磁极的V形彼此嵌套。当转子的磁极中的每个磁极包括单个第一排时，永磁体优选地设置成V形。U形或V形朝向气隙定向。术语“朝向气隙定向的U形或V形”指的是U形或V形朝向气隙的方向敞开。U形或V形的每个侧向分支可以通过单个永磁体形成。在变型中，U形或V形的每个侧向分支通过多于一个的永磁体形成，特别地例如两个磁体形成U形或V形的每个分支。磁体的这种分段可以使得能够改善转子块中的磁通的流通和/或能够引入桥部以便加强桥部。U形或V形的分支可以由若干个磁体、例如两个磁体形成。U形或V形的分支中的两个磁体可以对齐。在变型中，形成U形或V形的分支的一个或多个磁体可以各自可以沿着轴线延伸，两条轴线彼此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于旋转电机的转子(1)，所述转子(1)包括永磁体(7)，所述永磁体(7)限定所述转子的磁极(11)，即第一磁极和与所述第一磁极相邻的第二磁极，其中，所述第一磁极与所述第二磁极具有不同的极性，所述第一磁极专用的永磁体仅提供所述第一磁极的极性，并且至少一个共用永磁体部分地提供所述第一磁极的极性并且部分地提供所述第二磁极的极性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.10 FR 14532201.一种用于旋转电机的转子(1)，所述转子(1)包括永磁体(7)，所述永磁体(7)限定所述转子的磁极(11)，即第一磁极和与所述第一磁极相邻的第二磁极，其中，所述第一磁极与所述第二磁极具有不同的极性，所述第一磁极专用的永磁体仅提供所述第一磁极的极性，并且至少一个共用永磁体部分地提供所述第一磁极的极性并且部分地提供所述第二磁极的极性。2.根据前述权利要求中的任一项所述的转子，其中，所述永磁体(7)具有矩形截面。3.根据前述权利要求中的任一项所述的转子，其中，至少一个共用永磁体(7)的截面比专用永磁体宽、甚至是专用永磁体的两倍宽。4.根据前述权利要求中的任一项所述的转子，所述转子不具有除切向材料桥部(16)以外的任何材料桥部。5.根据前述权利要求中的任一项所述的转子，其中，所述永磁体(7)布置成排(9a、9b)，所述转子的所述第一磁极由包含专用永磁体的至少一个第一排(9a)限定，并由包含共用永磁体的至少一个第二排(9b)限定，所述第二排(9b)还至少部分限定所述转子的与所述第一磁极相邻的所述第二磁极。6.根据前一权利要求所述的转子，其中，所述第二排(9b)至少从气隙延伸至所述转子的轴(6)、特别地是非磁性轴，所述转子(1)在所述排(9b)的一个端部与所述轴(6)之间不具有磁性部。7.根据前述两个权利要求中的一项所述的转子，其中，所述第一磁极包括单个第一排(9a)，或者所述转子的所述磁极中的每个磁极均包括单个第一排(9a)。8.根据权利要求5和6中的任一项所述的转子，其中，所述第一磁极包括至少两个第一排(9a)，或者所述转子的所述磁极中的每个磁极均...

【专利技术属性】
技术研发人员：雅克·圣米歇尔，
申请(专利权)人：利莱森玛电机公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR