用于直接起动永磁机的转子制造技术

一种转子，包括叠片，该叠片有多个转子杆狭槽，这些转子杆狭槽绕转子不对称地布置。叠片还有磁体狭槽，该磁体狭槽绕转子等角度地间隔开。磁体狭槽延伸到转子外径附近，并有布置于其中的永磁体，该永磁体产生磁极。磁体狭槽可以形成得比布置于其中的永磁体更长，并确定了一个或多个磁体狭槽孔。永磁体确定了多个磁极和磁极节距。转子杆狭槽与相邻磁体狭槽间隔开一定距离，就该距离为磁极节距的至少4％。导电材料布置在转子杆狭槽中，且在一些实施例中可以布置在磁体狭槽孔中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】关于联邦资助研究或发展的说明根据由Department of Energy提供奖金的协议No.DE-FG36-08GO180132，本专利技术获得政府支持。政府有本专利技术的某些权利。
技术介绍
本专利技术涉及用于转子的叠片，该转子用于直接起动的永磁机。换句话说，马达利用同步电机的原理用于在同步速度下操作，并利用感应电机的原理用于马达的起动。附图说明图1是具有用于起动马达的感应操作的永磁马达的透视图；图2是图1的马达沿平面2-2的局部剖视图；以及图3-6表示了在图1的马达的转子中使用的叠片的示例实施例。具体实施方式参考附图，图1表示了示例的电马达10。在所示实施例中，马达10包括直接起动(line start)永磁马达。示例马达10包括框架12，该框架12在各端处分别由驱动端帽和相对驱动端帽14、16来覆盖。框架12以及驱动端帽和相对驱动端帽14、16进行配合，以便形成用于马达10的外壳或马达壳体。框架12以及驱动端帽和相对驱动端帽14、16可以由任意数目的材料来形成，例如钢、铝、或者任意其它合适的结构材料。驱动端帽和相对驱动端帽14、16可以包括安装和输送特征，例如所示的安装支脚18和耳钩20。为了使转子旋转，电流沿线路流过布置在定子中的定子绕组。(见图2。)定子绕组进行电互连，以便形成组。定子绕组还与端子引线(未示出)联接，该端子引线使得定子绕组与外部电源(未示出)电连接，例如480VAC三相电或110VAC单相电。电路盒24容纳了在端子引线和外部电源之间的电连接件。电路盒24包括金属或塑料材料，且优选地提供通向马达10的某些电部件的进口。来自外部电源的电流沿线路流过定子绕组将产生磁场，该磁场引起转子旋转。与转子联接的转子轴26与转子联合旋转。也就是，转子的旋转转化成转子轴26的相应旋转。本领域普通技术人员应当知道，转子轴可以与任意数目的驱动机器元件联接，从而将力矩传递至给定的驱动机器元件。例如，机器(例如泵、压缩机、风扇、传送器等)可以利用转子轴26的旋转运动来操作。图2是图1的马达10沿平面2-2的局部剖视图。为了简化说明，只表示了马达10的顶部部分，因为马达10的结构沿它的中心线基本成镜像。如上所述，框架12以及驱动端帽和相对驱动端帽14、16进行配合，以便形成用于马达10的外壳或马达壳体。在外壳或马达壳体内有多个定子叠片30，这些定子叠片30彼此相互并置和对齐，以便形成叠片堆垛，例如连续定子芯32。在示例马达10中，定子叠片30彼此基本相同，各定子叠片30包括与相邻叠片配合的特征，以便形成用于连续定子芯32的累积特征。例如，各定子叠片30包括中心孔，该中心孔与相邻定子叠片的中心孔配合，以便形成转子腔室34，该转子腔室34延伸定子芯32的长度，它的尺寸设置得用于接收转子。另外，各定子叠片30包括多个定子狭槽，这些定子狭槽绕中心孔周向布置。这些定子狭槽进行配合，以便接收一个或多个定子绕组36，该定子绕组36在图2中表示为线圈端部，该定子绕组36延伸定子芯32的长度。如后面更详细所述，在起动时，定子绕组可通过交流电压被供电，以便建立旋转的第一场，该第一场与鼠笼绕组的转子杆共同作用，以便在感应马达原理下起动转子。在示例马达10中，转子组件40存在于转子腔室34内。与定子芯32类似，转子组件40包括多个转子叠片42，这些转子叠片42彼此相互对齐和相邻布置。因此，转子叠片42进行配合，以便形成连续转子芯44。当装配时，转子叠片42进行配合，以便形成轴腔室，该轴腔室穿过转子芯44的中心延伸，并用于接收穿过其中的转子轴26。转子轴26相对于转子芯44固定，这样，转子芯44和转子轴26作为单个整体而绕转子中心轴线45旋转。示例转子组件40还包括导电部件，例如转子杆48，该导电部件布置在转子芯44中，与转子端部部件46电连接，以便形成起动笼。布置在转子芯44的相对端处的端部部件46大致为圆形截面，具有与转子叠片42的直径大致近似的外径。转子杆48与端部部件46配合而形成用于在转子40内的感应电流的至少一个封闭电通路。因此，转子杆48和端部部件46包括具有良好电导率的材料，例如铝和铜。转子杆和转子叠片的另外细节将在后面更详细介绍。为了支承转子组件40，示例马达10包括驱动和相对驱动轴承组50、52，该驱动和相对驱动轴承组50、52固定在转子轴26上，并便于转子组件40在静止的定子芯32内旋转。在马达10的操作过程中，轴承组50、52将由转子组件40产生的径向和推力负载传递给马达壳体。各轴承组50、52包括内座圈54，该内座圈54绕转子轴26沿周向布置。在内座圈54和转子轴26之间的紧配合使得内座圈54与转子轴26联合旋转。各轴承组50、52还包括外座圈56和旋转元件58，该旋转元件58布置在内座圈和外座圈54、56之间。旋转元件58便于内座圈54旋转，同时外座圈56保持静止并相对于驱动和相对驱动端帽14、16安装。因此，轴承组50、52便于转子组件40旋转，同时将转子组件40支承在马达壳体(即框架12以及驱动和相对驱动端帽14、16)内。为了降低在座圈54、56和旋转元件58之间的摩擦系数，轴承组50、52涂覆有润滑剂。尽管附图表示了轴承组50、52有作为旋转元件的滚珠，但是轴承组可以是其它结构，例如套筒轴承、滚针轴承、滚柱轴承等。图3-6提供了转子叠片42的示例实施例的进一步细节。各转子叠片42有大致圆形截面，并由磁性材料形成，例如电钢。各叠片42包括从端部至端部(即横向于截面)延伸的特征，当与相邻叠片42对齐时，该特征形成沿轴向穿过转子芯44延伸的累积特征。例如，各示例转子叠片42有布置在叠片42的中心中的圆形轴孔62。相邻叠片42的轴孔62进行配合，以便形成轴腔室，该轴腔室用于接收穿过其中的转子轴26(见图2)。转子芯有外径“Dr”。另外，各叠片42包括一系列的转子杆狭槽64，这些转子杆狭槽64布置在绕叠片的位置处，这样，当装配时，转子杆狭槽进行配合，以便形成用于转子杆的槽道，该转子杆穿过转子芯44延伸。转子杆狭槽从转子外径Dr沿径向向内间隔开。如图中所示，根据用途，各转子杆狭槽可以径向向外延伸至相对于转子外径Dr大致相同的径向位置，或者一个或多个转子杆狭槽可以径向向外延伸，并相对于外径Dr终止于不同的径向距离。转子杆48可以有与转子杆狭槽64相同的形状，以便本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，包括：定子；转子芯，该转子芯布置在定子内；转子芯包括多个大致相似的叠片，这些叠片端对端地堆垛，以便形成连续转子芯，转子芯可相对于定子绕中心轴线旋转，转子芯有外径(DR)，各叠片有：多个磁体狭槽，这些磁体狭槽在转子外径的径向内部间隔开，且磁体狭槽的一端邻近转子外径，并朝着转子中心轴线大致向内延伸，磁体狭槽有布置于其中的永磁体，布置在磁体狭槽中的永磁体限定了用于电机的多个磁极(P)和用于电机的磁极节距(pp)，其中，磁极节距(pp)＝(π×DR)/(P)，磁体确定了转子的各磁极的总体磁化轴线，磁体狭槽的面对该总体磁化轴线的边缘确定了饱和边界区域；以及多个转子杆狭槽，这些转子杆狭槽绕转子芯中心轴线间隔开，各转子杆狭槽在转子外径的径向内部，且转子杆狭槽的一端邻近转子外径，该多个转子杆狭槽绕转子芯有不对称的角度间隔；其中，布置在饱和边界区域中的转子杆狭槽与相邻磁体狭槽间隔开一定距离，该距离为磁极节距(“pp”)的至少百分之四；导体材料，该导体材料布置在转子杆狭槽中；以及端部部件，该端部部件布置在转子芯的轴向相对端上，该端部部件与导体材料电接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.19 US 13/329,8141.一种电机，包括：
定子；
转子芯，该转子芯布置在定子内；
转子芯包括多个大致相似的叠片，这些叠片端对端地堆垛，以便
形成连续转子芯，转子芯可相对于定子绕中心轴线旋转，转子芯有外
径(DR)，各叠片有：
多个磁体狭槽，这些磁体狭槽在转子外径的径向内部间隔开，且
磁体狭槽的一端邻近转子外径，并朝着转子中心轴线大致向内延伸，
磁体狭槽有布置于其中的永磁体，布置在磁体狭槽中的永磁体限定了
用于电机的多个磁极(P)和用于电机的磁极节距(pp)，其中，磁极
节距(pp)＝(π×DR)/(P)，磁体确定了转子的各磁极的总体磁化
轴线，磁体狭槽的面对该总体磁化轴线的边缘确定了饱和边界区域；
以及
多个转子杆狭槽，这些转子杆狭槽绕转子芯中心轴线间隔开，各
转子杆狭槽在转子外径的径向内部，且转子杆狭槽的一端邻近转子外
径，该多个转子杆狭槽绕转子芯有不对称的角度间隔；
其中，布置在饱和边界区域中的转子杆狭槽与相邻磁体狭槽间隔
开一定距离，该距离为磁极节距(“pp”)的至少百分之四；
导体材料，该导体材料布置在转子杆狭槽中；以及
端部部件，该端部部件布置在转子芯的轴向相对端上，该端部部
件与导体材料电接触。
2.根据权利要求1所述的电机，其中：磁体狭槽形成大致V形。
3.根据权利要求2所述的电机，其中：所述V形包括钝角。
4.根据权利要求1所述的电机，其中：在饱和边界区域中的两个
或更多转子杆狭槽有径向内边缘，该径向内边缘确定了与相邻磁体大
致平行的参考平面。
5.根据权利要求1所述的电机，其中：在饱和边界区域中的至少

\t一个转子杆狭槽有径向内边缘，该径向内边缘与相邻磁体的形状大致
相符。
6.根据权利要求1所述的电机，其中：在饱和边界区域中的全部
转子杆狭槽与它们的相应相邻磁体狭槽间隔开基本相同距离。
7.根据权利要求1所述的电机，其中：磁体狭槽形成大致U形。
8.根据权利要求1所述的电机，其中：相邻叠片相对于与转子中
心轴线平行的线歪斜。
9.根据权利要求1所述的电机，其中：导体材料包括穿过转子杆
狭槽延伸的杆。
10.根据权利要求1所述的电机，其中：导体材料随着端部部件
的形成而穿过转子杆狭槽来铸造。
11.根据权利要求1所述的电机，其中：转子杆狭槽的端部在基
本相同距离处形成于外径附近的叠片中。
12.根据权利要求1所述的电机，其中：磁体狭槽沿纵向比布置
于其中的永磁体更长，并确定了在永磁体的一端和磁体狭槽之间的至
少一个磁体狭槽孔。
13.根据权利要求12所述的电机，其中：导体材料布置在磁体孔
中。
14.根据权利要求1所述的电机，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·梅尔菲，R·席费尔，S·乌曼斯，
申请(专利权)人：葆德电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US