具有偏移的转子叠片的内置式永磁体马达制造技术

本发明专利技术涉及具有偏移的转子叠片的内置式永磁体马达，具体公开了一种转子，其包括第一转子叠片和第二转子叠片。所述第一转子叠片和所述第二转子叠片被构造成当连接成转子组件时限定中心旋转轴线和关于所述中心旋转轴线对称布置的多个内部磁体凹穴，所述多个内部磁体凹穴中的每一个凹穴均被构造成容纳并保持永磁体。一种形成转子的方法包括：形成第一转子叠片和第二转子叠片；关于所述第二转子叠片的对称轴线旋转所述第二转子叠片；以及将所述第一转子叠片配合至所述第二转子叠片，使得所述第一转子叠片的第一凹口被布置成邻近于所述第二转子叠片的第一凹口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及内置式永磁体马达，并且更具体地涉及一种具有包括移位叠片的转子的内置式永磁体马达。
技术介绍
永磁体无刷马达由于其高转矩密度而广泛地用于工业驱动中，以便于高性能应用。永磁体马达的一种形式，内置式永磁体(IPM)马达，由于相对简单而被相对广泛地使用。例如，IPM马达通常使用相对便宜的嵌入磁体，例如嵌入在其转子芯中的矩形磁体块。通过在转子芯中嵌入磁体而不是将磁体附着到转子的外表面，相对于表面贴装永磁体(SPM)马达而言，在不显著影响马达输出特性的情况下，可以同时改善磁体的保持和制造产量。在针对IPM马达的高性能应用中，齿槽转矩(cogging torque)以及转矩波动、振动和转速脉动会变成重要的挑战。例如，齿槽转矩可能由安装在转子上的永磁体和限定在相关联的定子中的槽之间的相互作用所引起。最小化IPM马达中的齿槽转矩会呈现出相对于SPM马达显著的挑战，因为IPM马达可能包括相对更小的气隙，使得传统的技术(例如磁体的线性偏斜或成型)可能因为永磁体的简化的矩形形状而变得不切实际。结果，对于给定尺寸的马达来说，最小化齿槽转矩的努力常常会伴有增加的复杂性和降低的功率(即，转矩)输出。当前针对内置式永磁体马达(IMP)的设计使用多种技术来力图最小化齿槽转矩，例如磁体和磁极的成型、转子和／或定子磁体的偏斜、磁体的阶梯状偏斜、组合槽和磁极以及在定子齿中布置虚设凹口。然而不幸的是，各种谐波仍然成问题。例如，在一个最近遇到的结构中，18次谐波显著地出现，并且是IMP中的定子的相邻段之间的间隙所引起的。因此，希望能有改善的系统和方法，用于减小IPM马达中的齿槽转矩。还希望能有一种改进的IPM无刷马达，其在谐波频率的全部范围上提供减小的齿槽转矩特性。
技术实现思路
在本专利技术的示例性实施例中，一种转子包括第一转子叠片和第二转子叠片。所述第一转子叠片包括非磁性衬底并且限定第一外周边。相似地，所述第二转子叠片包括非磁性衬底并且限定第二外周边。所述第一转子叠片和第二转子叠片被构造成当连接成转子组件时限定中心旋转轴线以及关于所述中心旋转轴线对称布置的多个内部磁体凹穴，所述多个内部磁体凹穴中的每一个凹穴均被构造成容纳并保持永磁体。在另一方面，一种形成转子的方法包括：形成第一转子叠片和第二转子叠片；关于所述第二转子叠片的对称轴线旋转所述第二转子叠片；并且将所述第一转子叠片配合至所述第二转子叠片，使得所述第一转子叠片的第一凹口被布置成邻近于所述第二转子叠片的第一凹口。依照本实施例，当连接成转子组件时，所述第一转子叠片和所述第二转子叠片各自限定中心旋转轴线以及关于所述中心旋转轴线对称布置的多个内部磁体凹穴。所述多个内部磁体凹穴中的每一个凹穴均被构造成容纳并保持永磁体。所述第一凹口被布置成邻近于每一个磁体凹穴的中心，并且第二凹口也被布置成邻近于所述磁体凹穴且从所述磁体凹穴的中心偏移。所述第一转子叠片和所述第二转子叠片各自具有穿过相应转子叠片的中心和转子叠片的边缘的对称轴线。从以下描述并结合附图，这些和其它优点和特征将变得更加明显。附图说明被认作是专利技术点的主题被特别地指出，并在本说明书结尾部分的权利要求中被清楚地请求保护。从以下详细描述并结合附图，本专利技术的前述和其它特征及优点是明显的，附图中：图1示出了示例性的第一转子叠片；图2示出了示例性的第二转子叠片，第二转子叠片基本上是图1的转子叠片的镜像(即，翻转版本)；图3示出了包括第一转子叠片和第二转子叠片的示例性的转子；图4示出了齿槽转矩和转子位置之间的示例性的关系，示出了来自两个转子叠片中的每一个的单独贡献以及当来自第一转子叠片的贡献缓和来自第二转子叠片的贡献时所得到的最小化的齿槽转矩；图5示出了具有第一对称凹口图案的示例性的第一转子叠片；图6示出了具有第二对称凹口图案的示例性的第二转子叠片，第二对称凹口图案不同于图5所示的第一转子叠片的凹口图案；以及图7示出了具有非对称凹口图案的示例性的转子叠片，其中，凹口沿每一个磁体的外边缘非对称地分布。具体实施方式现在参考附图，将参照特定的实施例来描述本专利技术但不限制本专利技术，在示例性的实施例中，一种机器(例如无刷内置式永磁体马达100)可以包括转子102，转子102被布置成在定子组件106内关于中心旋转轴线104旋转。如图3所示，转子102可以包括第一转子叠片108和第二转子叠片110。第一转子叠片108包括非磁性衬底112并且限定第一外周边114，第一外周边114可以是基本圆柱形。在示例性的实施例中，第二转子叠片110也包括非磁性衬底112并且限定第二外周边116，第二外周边116也可以是基本圆柱形。第一转子叠片108和第二转子叠片110被构造成当连接成转子组件102时限定中心旋转轴线104以及关于中心旋转轴线104布置的多个内部磁体凹穴122。如图1-2和5-6所示，凹穴可以关于中心旋转轴线104对称布置，意味着如果第一转子叠片108被分为偶数个馅饼形的段(例如，六段或八段或十段或十二段)，使得每一段均包含一个内部磁体凹穴，则每个段均看上去和每个其它段相同。多个内部磁体凹穴122中的每一个内部磁体凹穴均被构造成在相对于转子组件102的固定位置容纳并且保持永磁体124。应当理解，磁体凹穴中的每一个均可以全部形成在第一转子叠片108内，全部形成在第二转子叠片110内，或者部分地形成在第一转子叠片108内且部分地形成在第二转子叠片110内。如上所述，在示例性的实施例中，IPM的转子102包括与第二转子叠片110配合的第一转子叠片108。第一转子叠片108与第二转子叠片110的配合可以以多种方式实现，包括通过在转子叠片之间安装紧固件(例如铆钉或螺钉)，或通过在转子叠片之间施加粘合剂，通过焊接叠片或本领域中已知的其它方法。在示例性的实施例中，转子102包括多个内部永磁体，每一个内部永磁体124均布置在多个内部磁体凹穴122中的相应的内部磁体凹穴中。当垂直于中心旋转轴线104截取该截面时，多个内部磁体凹穴122中的每一个内部磁体凹穴均可以具有基本矩形的截面。在示例性的实施例中，每一个转子叠片均可以是对称的。例如，如上所述，转子叠片的多个馅饼形段可以是彼此基本相似的。如图1-2所示，当选择馅饼形段使得每一个均包含整个内部磁体凹穴122时，该对称性可以是明显的。如图5-6所示，当选择馅饼形段使得平分每一个内部磁体凹穴时，该对称性也可以是...

【技术保护点】
一种转子，包括：第一转子叠片，所述第一转子叠片包括非磁性衬底并且限定第一外周边；第二转子叠片，所述第二转子叠片包括非磁性衬底并且限定第二外周边；所述第一转子叠片和所述第二转子叠片被构造成当连接成转子组件时限定中心旋转轴线和关于所述中心旋转轴线对称布置的多个内部磁体凹穴，所述多个内部磁体凹穴中的每一个凹穴均被构造成容纳并保持永磁体。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/8392251.一种转子，包括：
第一转子叠片，所述第一转子叠片包括非磁性衬底并且限定第一外周边；
第二转子叠片，所述第二转子叠片包括非磁性衬底并且限定第二外周边；
所述第一转子叠片和所述第二转子叠片被构造成当连接成转子组件时限定
中心旋转轴线和关于所述中心旋转轴线对称布置的多个内部磁体凹穴，所述多
个内部磁体凹穴中的每一个凹穴均被构造成容纳并保持永磁体。
2.如权利要求1所述的转子，进一步包括多个内部永磁体，每一个内部永
磁体布置在相应的内部磁体凹穴内。
3.如权利要求1所述的转子，其中，所述多个内部磁体凹穴中的每一个凹
穴均具有垂直于所述中心旋转轴线截取的矩形截面。
4.如权利要求1所述的转子，其中，所述第一转子叠片限定了垂直于所述
中心旋转轴线截取的第一截面，所述第一截面关于横断所述中心旋转轴线的线
对称。
5.如权利要求1所述的转子：
其中，所述第二转子叠片限定了垂直于所述中心旋转轴线截取的第二截面；
并且
所述第二截面关于横断所述中心旋转轴线的线对称。
6.如权利要求1所述的转子：
其中，所述第一转子叠片限定了垂直于所述中心旋转轴线截取的第一截面；
其中，所述第二转子叠片限定了垂直于所述中心旋转轴线截取的第二截面；
并且
其中，所述第二截面是所述第一截面的镜像。
7.如权利要求1所述的转子，其中，所述第一转子叠片限定了至少一个凹
口，该至少一个凹口被布置成当所述第一转子叠片的内表面面向第一方向时形
成第一凹口图案，其中，所述第二转子叠片限定了至少一个凹口，该至少一个
凹口被布置成当所述第二转子叠片的内表面面向与所述第一方向相反的方向时
形成第二凹口图案，并且其中，所述第二凹口图案是所述第一凹口图案的镜像。
8.如权利要求7所述的转子：
其中，所述第一凹口图案包括沿横断每一个磁体凹穴的中心的第一径向线

\t布置的中心凹口；并且
其中，所述第一凹口图案包括从所述第一径向线偏移第一偏移距离布置的
偏移凹口。
9.如权利要求8所述的转子，其中，所述中心凹口的直径近似等于所述偏
移凹口的直径...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·克莱恩，J·T·克拉斯，M·R·伊斯拉姆，M·S·伊斯拉姆，M·H·乔扈里，
申请(专利权)人：操纵技术IP控股公司，
类型：发明
国别省市：美国;US