具有通量集中的旋转电机的转子制造技术

本发明专利技术涉及一种带有通量集中的旋转电机的转子(1)，该转子包括：转子本体(3)和永磁体(7)，转子本体包括凹部(8)，永磁体设置在转子本体(3)的凹部(8)中，所述永磁体以朝向气隙定向的V形形状设置，每个V形均限定了初级极部，至少两个连续的初级极部具有相同的极性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种带有通量集中的旋转电机的转子(1)，该转子包括：转子本体(3)和永磁体(7)，转子本体包括凹部(8)，永磁体设置在转子本体(3)的凹部(8)中，所述永磁体以朝向气隙定向的V形形状设置，每个V形均限定了初级极部，至少两个连续的初级极部具有相同的极性。【专利说明】具有通量集中的旋转电机的转子 本专利技术涉及一种旋转电机，具体地，涉及一种包括马达的同步机器，并且更具体 地，涉及这种机器的转子。本专利技术涉及永磁体转子和带有通量集中的转子。带有通量集中 的转子包括其中容纳有永磁体的转子本体，所述磁体接合在最经常沿径向定向的凹部中。 如在专利 EP 1 414 130、US 6 984 909、US 6 836 045、US 6 794 784、US 6 909 216、US 5 955 807以及专利申请US 2008/231135中已知包括例如以V形或U形形状设置 的非径向永磁体的电机。 由于极中的通量集中，在气隙中获得的感应大于磁体中的感应。气隙中获得的感 应可能很大程度上取决于周向位置。 在申请US 2007/014850和国际申请W0 2010/039786中，永磁体设置在两个同心 层中。 在已知的转子中，为了在气隙中获得足够的感应级别并且具有紧凑型机器，可能 有必要使用带有高能量密度的磁体，而这种磁体因此较昂贵。事实上，这种磁体使用稀土制 造。 在其他机器中，使用由铁素体制成的带有低能量密度的磁体，然而，这种机器具有 这样的缺点：其需要增加的极性或需要具有非常大的直径的转子以在气隙中获得能够与使 用带有高能量密度的磁体获得的感应级别相当的感应级别。 具有增加的极性的机器需要高频率，从而导致了马达中的铁损形式的显著损失以 及逆变器中的切换损耗形式的显著损失。因此具有增加的极性和低能量密度的磁体的这种 机器以有限的速度使用。 因此，在磁体、特别是由铁素体制成和/或带有低能量密度的磁体被有效利用的 情况下，带有通量集中的旋转电机的转子不会提供具有例如低于6的相对较少的极性的机 器。 因此，需要提供一种使永磁体、特别是由铁素体制成和/或带有低能量密度以及 可能带有不一定增加的极性的磁体能够被更有效利用的旋转电机的转子。 本专利技术的目的是全部地或部分地满足这种需要，并且由于用于带有通量集中的旋 转电机的转子，本专利技术根据其特征中一个特征来实现该目的，该转子包括： -包括凹部的转子本体；以及 -设置在转子本体的凹部中的永磁体，该永磁体以朝向气隙定向的V形形状设置， 每个V形均限定初级极部，至少两个连续的初级极部具有相同的极性。 转子本体限定初级极部，每个初级极部均设置在相对于彼此对称地极化的磁体之 间，这使得可以有效地集中磁体的通量。由于初级极部，本专利技术使得无论周向位置如何都可 以改善气隙中获得的感应。 多个连续的初级极部以并置的方式限定了转子的主极。主极中的初级极部的数量 大于等于2,例如为3、4或5。当初级极部的数量等于2时，限定相同极的磁体以W形的形 状设置。至少三个连续的初级极部、或至少四个连续的初级极部、或甚至五个连续的初级极 部可以具有相同的极性。 由于转子本体中磁体的布置，在气隙中获得了足够的感应级别，即使在转子极性 相对较少（例如少于6)的情况下仍是如此，同时不必需要使用诸如由稀土制成的磁体之类 的带有高能量密度的磁体，而是相对地，通过使用例如由铁素体制成的带有低能量密度的 磁体。因此可以减小转子的成本。此外，若应用需要，则转子的极性可以减少。事实上，根 据本专利技术的转子使得可以在未增加极性的情况下并且通过使用带有低能量密度的磁体来 增大气隙中的感应级别。 表述"朝向气隙定向的V形"意味着V形沿气隙的方向敞开。V形可以由沿周向考 虑的两个连续的永磁体形成。在一个变型中，V形可以由沿周向考虑的多于两个的永磁体 形成，特别地，由四个永磁体形成，两个永磁体例如形成V形的每个分支。永磁体的这种分 段设置使得可以改善转子本体中的通量集中和/或使得可以引入桥接物从而为转子本体 增加刚度。 V形的一个分支可以由例如两个磁体的许多个磁体形成。V形的一个分支的两个 磁体可以对准。在一个变型中，形成V形的一个分支的磁体均沿着轴线延伸，两个轴线在它 们之间封闭成角度α。该角度α可以在0°与45°之间。 永磁体的横截面可以为矩形。在一个变型中，磁体的垂直于旋转轴线的横截面的 宽度可以沿着气隙的方向变小。永磁体的横截面可以为大致梯形。在另一变型中，磁体的 横截面可以是弯曲的，例如为环的扇区的形状。 具有相同极性的两个连续初级极部的两个连续磁体可以形成朝向旋转轴线定向 的V形。如沿周向考虑的，在从一个V形转变到具有相同极的另一 V形而不是具有相反极 性的极或V形时，连续磁体的布置可以是相同的。因此，具有相反极性的两个连续初级极部 的两个连续磁体也可以形成朝向旋转轴线定向的V形。 在一个变型中，连续磁体的布置可以根据是否转变到相同极性的V形或是否转变 到相反极性的极的V形而不同。这使得可以使转子本体中的通量集中最优化。借助于示例， 具有相反极性的两个连续初级极部的两个连续磁体可以大致彼此平行地延伸。磁体的这种 布置使得可以使转子本体中的通量集中最优化。 具有相反极性的两个连续初级极部的两个磁体之间的转子本体的厚度可以小于 5mm、或小于3mm,以及甚至更好地小于1. 5mm。 在另一变型中，同一个磁体可以同时包括在两个连续的V形中，特别地，包括在具 有相反极性的两个极的两个V形中。在这种情况下，该磁体的横截面可以例如是包括在仅 一个V形中的磁体的横截面的两倍大。 凹部可以径向延伸过比相应的磁体的横截面的径向长度更长的长度。可以选择凹 部的横截面的形状以使气隙中的感应波形最优化。借助于示例，凹部的垂直于旋转轴线的 横截面的至少一个端部可以是三角形，或两个端部都可以是三角形或弯曲的，或呈圆弧的 形状。当磁体插入到对应的凹部中时，凹部的其端部中的一个端部没有磁体的部分可以是 三角形、矩形或圆形。对于两个连续的凹部而言，两个三角形、矩形的斜边或最靠近气隙设 置的曲线可以彼此相对地设置。这种形式使得可以更好地朝向气隙引导磁通。对于两个连 续的凹部而言，两个三角形、矩形的斜边或最靠近旋转轴线设置的曲线可以面对面地设置。 永磁体可以形成8个与24个之间的多个V形、或12个与20个之间的多个V形， 例如16个V形。为给定的转子确定V形的最优数目从而使得可以根据转子的极性及其几 何尺寸使气隙中的通量的产生最大化是可能的。用于给定极性的V形的最佳数目可以例如 大于用于比给定的极性更大的极性的V形的最佳数目。 转子的极的数目可以小于等于8个，或小于等于6个，例如等于4个。由于本发 明，可以提供带有较弱极性的转子，例如可以提供仅带有两个极的转子，同时产生有效的通 量集中。对使用而言未必存在任何频率限制，并且根据本专利技术的转子可以通过由电子电力 逆变器供给电力来使用，同时限制马达处的铁损耗和逆变器中的切换损耗。 转子的永磁体可以至少部分地由铁素体制成。例如，永磁体可以不包括稀土，或至 少可以包括按重量计小于50%的稀土。 转子可以包括沿着旋转轴线延伸的轴。该轴可以由磁性材料制成，这有利地使得 可以减小转子本体中磁饱和的风险，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有通量集中的旋转电机的转子(1)，所述转子(1)包括：‑转子本体(3)，所述转子本体(3)包括凹部(8)，以及‑永磁体(7)，所述永磁体(7)设置在所述转子本体(3)的所述凹部(8)中，所述永磁体以朝向气隙定向的V形形状设置，每个V形均由多于两个的永磁体(7)形成并且限定了初级极部(9)，至少两个连续的初级极部(9)具有相同的极性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·莱奥·麦克莱兰，沙维尔·雅诺，米歇尔·拉博纳，
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