径向嵌入式永磁体转子及其制造方法技术

在一个实施例中，提供了一种永磁体转子。该永磁体转子包括至少一个永磁体和大体圆柱形的转子芯，该转子芯包括外边缘和限定了中心孔的内边缘。该转子芯包括半径R，至少一个磁极，以及至少一个径向孔，该径向孔径向延伸穿过转子芯从外边缘到达小于半径的预定深度。所述至少一个径向孔被配置为接纳所述至少一个永磁体。该转子还包括延伸进入所述至少一个径向孔的至少一个凸部，所述至少一个凸部大体沿所述至少一个径向孔的底部定位，并且被配置成有助于在所述至少一个径向孔内保持所述至少一个永磁体。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】在一个实施例中，提供了一种永磁体转子。该永磁体转子包括至少一个永磁体和大体圆柱形的转子芯，该转子芯包括外边缘和限定了中心孔的内边缘。该转子芯包括半径R，至少一个磁极，以及至少一个径向孔，该径向孔径向延伸穿过转子芯从外边缘到达小于半径的预定深度。所述至少一个径向孔被配置为接纳所述至少一个永磁体。该转子还包括延伸进入所述至少一个径向孔的至少一个凸部，所述至少一个凸部大体沿所述至少一个径向孔的底部定位，并且被配置成有助于在所述至少一个径向孔内保持所述至少一个永磁体。【专利说明】
本专利技术的领域一般地涉及电动机，并且更特别地，涉及径向嵌入式永磁体转子和在电动机中使用的替代材料。
技术介绍
各种不同类型的电机包括永磁体。例如，无刷直流(BLDC)电动机可包括耦连(couple)至转子芯的外表面的多个永磁体。典型地，使用粘合剂和/或外部保持罩将永磁体耦连至转子芯的外表面。在永磁体与转子芯之间的这种耦连必须抵抗在高速旋转期间施加在永磁体上倾向于将永磁体与电机分离的力。永磁体还可布置在转子芯内，通常称之为内置式永磁体转子。在转子内形成槽，并且磁体插入该槽内。该磁体槽必须大于磁体以允许磁体插入。然而，磁体必须被固定在槽内，以便在电机运行期间防止磁体移动。电机的性能取决于将磁体保持在转子内的已知位置。可使用粘合剂，以便将磁体相对于转子固定在固定位置。然而，由于例如温度、温度循环和环境条件的因素，粘合剂的寿命有限。许多已知的电机通过产生转矩而做功，转矩是磁通、定子电流和其他常数的积。在电动机中，由定位在电动机内的转子上的永磁体典型地产生磁通。一些已知的稀土永磁体，例如钕铁硼磁体，相比于典型的铁氧体永磁体产生更大量的磁通。然而，近年来稀土磁体的成本已经大幅上升，促进了对提供类似于使用稀土磁体的系统的效率且产生相似量的磁通的低成本永磁体系统。
技术实现思路
在一个实施例中，提供了一种永磁体转子。该永磁体转子包括至少一个永磁体和大体圆柱形的转子芯，该转子芯包括外边缘和限定了中心孔的内边缘。该转子芯包括半径R、至少一个磁极，和径向延伸穿过转子芯从外边缘到小于半径的预定深度的至少一个径向孔。所述至少一个径向孔被配置成接纳所述至少一个永磁体。该转子还包括延伸至所述至少一个径向孔内的至少一个凸部，所述至少一个凸部大体沿所述至少一个径向孔的底部定位，并被配置成有助于将所述至少一个永磁体保持在所述至少一个径向孔内。在另一实施例中,提供了一种电机。该电机包括机壳、至少部分地布置于该机壳内的定子，和至少部分地布置在该机壳内的转子，该转子被配置成相对于该定子旋转。该转子包括至少一个永磁体和大体圆柱形的转子芯，该转子芯包括外边缘和限定了中心孔的内边缘。该转子芯还包括半径R、至少一个磁极，和径向延伸穿过转子芯从外边缘到小于半径的预定深度的至少一个径向孔。所述至少一个径向孔被配置成接纳至少一个永磁体。该转子还包括延伸至所述至少一个径向孔内的至少一个凸部，所述至少一个凸部大体沿所述至少一个径向孔的底部定位，并被配置成有助于将所述至少一个永磁体保持在所述至少一个径向孔内。在又一个实施例中，提供了一种制造永磁体转子的方法。该方法包括提供转子芯，该转子芯包括至少一个磁极、外边缘和限定了中心孔的内边缘，该转子芯具有半径R。该方法还包括形成至少一个径向孔，该径向孔径向穿过转子芯从外边缘延伸至小于该半径的预定深度。该方法还包括形成至少一个凸部，该凸部延伸进入所述至少一个径向孔内，所述至少一个凸部大体沿所述至少一个径向孔的底部定位，并被配置为有助于将所述至少一个永磁体保持在所述至少一个径向孔内；以及将永磁体插入所述至少一个径向孔内。【专利附图】【附图说明】图1是示例性的电机的透视剖视图；图2是可被包括在图1所示电机内的示例性转子芯的正视图；图3是可被包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的正视图；图4是可被包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的正视图；图5是定位在定子芯内的图3所示的示例性转子芯的正视图；图6是可被包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的分解图；图7是可被包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的正视图；图8是其中具有保持材料的图7所示转子芯的放大图；图9是其中具有另一种保持材料的图7所示转子芯的放大图；图10是可被包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的透视图；图11是具有旋转的端部叠片和永磁体的图10的转子芯的透视图；图12是可被包括在图10所示转子芯内的示例性叠片的正视图；图13是可被包括在图10所示转子芯内的另一示例性叠片的正视图；图14是可被包括在图10所示转子芯内的另一示例性叠片的正视图；图15是可被包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的正视图；图16是可被包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的透视剖视图；图17是可被包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的透视图；图18是具有机械地断开连接的腹板的图17所示的转子芯的透视图；图19是可被包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的透视图；图20是另一示例性电机的透视剖视图；图21是描绘电动机速度和转矩值的图表；以及图22是另一示例性电机的透视剖视图。【具体实施方式】由于稀土磁体和用于绕组的铜的成本的增加，在电动机的设计和制造中期望成本较低的替代材料。本专利技术提供使用替代稀土磁体和铜绕组的材料的设计和方法，同时减小或重获与这些替代材料相关的效率损耗，并减小或消除电机长度的增加。图1是示例性电动机10的透视剖视图。虽然在本文中称之为电动机10，但电动机10可用作发电机或电动机。电动机10包括第一端部12，第二端部14和电动机组件外壳16。电动机10还包括固定组件18和可旋转组件20。电动机组件外壳16限定了电动机10的内部22和外部24，并被配置成至少部分地包封以及保护固定组件18和可旋转组件20。固定组件包括定子芯28，定子芯28包括多个齿30和围绕定子齿30缠绕多个绕组32。在该示例性实施例中，定子芯28是十二齿定子结构。可替代地，定子芯28可包括任意数量的齿(能使电动机10具有如本文所述的功能)，例如定子芯28可具有九个齿。此外，在示例性实施例中，固定组件18是三相凸极定子组件，并且定子芯28由叠片堆叠形成，该叠片由高导磁材料制造。可替代地，固定组件18是单相凸极定子组件。固定组件18可以是圆的，分段的，或卷起型定子结构，并且绕组32以使电动机10具有如本文所述的功能的任何合适方式缠绕在定子芯28上。例如，绕组32可能是集中式或重叠式绕组。可旋转组件20包括永磁体转子芯36和轴38。在该示例性实施例中，转子芯36由导磁材料制成的叠片堆叠形成。可替代地，转子芯36是实心芯部件。转子芯36大体接纳在定子芯28的中心孔中，以用于沿旋转轴线线X旋转。为了简单起见，图1示出转子芯36和定子芯28为实心件。虽然图1是三相电动机的视图，但本文所描述的方法和装置可被包括在具有任意相数的电动机内，包括单相和多相电动机。在该示例性实施例中，电动机10被耦连至风扇或离心式送风机(未示出)，以用于移动通过空气处理系统的空气，和/或用于在冷却盘管上方吹送空气，和/或用于驱动在空调/制冷系统内的压缩机。更具体地，电动机10可在空气移动的应用中使用，空气移动的应用在加热、通风和空调(HV本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，包括：机壳；定子，其至少部分地布置在所述机壳内；以及转子，其至少部分地布置在所述机壳内，所述转子被配置为相对于所述定子旋转，所述转子包括：至少一个永磁体；大体圆柱形的转子芯，其包含外边缘和限定了中心孔的内边缘，所述转子芯具有半径R，所述转子还包括至少一个磁极和至少一个径向孔，所述至少一个径向孔径向延伸穿过所述转子芯从所述外边缘到达小于所述半径的预定深度；所述至少一个径向孔配置为接纳所述至少一个永磁体；以及至少一个凸部，其延伸进入所述至少一个径向孔，所述至少一个凸部大体沿所述至少一个径向孔的底部定位，并被配置成有助于在所述至少一个径向孔内保持所述至少一个永磁体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S·M·布拉马瓦，L·B·曼兹，L·A·克雷蒂安，C·拉希达扎德，D·M·约内尔，
申请(专利权)人：雷勃美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US