一种内永磁机，包括具有轴的转子组件，该轴包括从主轴本体沿径向向外延伸并绕着主轴本体周向地和沿着主轴本体的轴向长度形成的多个突出部。多个叠片叠堆绕着轴周向地布置，以将多个突出部接收在其中，其中每个叠片叠堆包括沿着轴的长度轴向地布置的多个叠片组，并且其中永磁体设置在叠片叠堆之间。叠片中的每一个包括形成在其中以接收相应的轴突出部的轴突出部切口，并且对于叠片叠堆中的每一个，形成在相应的叠片组的叠片中的轴突出部切口与形成在相邻叠片组中的叠片中的轴突出部切口成角度地偏置。
【技术实现步骤摘要】
政府特许权利本专利技术在由美国能源部授予的合同号DE-EE0005573下以政府支持作出。在本专利技术中，政府具有一定权利。
本专利技术的实施例大体涉及电机，并且更具体地涉及辐条转子永磁机，其中，转子叠片沿着机器的轴向长度移位以减小扭矩波动，同时还提供用于使用单个挤压转子轴和块磁体。
技术介绍
内永磁(IPM)机器诸如IPM马达或发电机已被广泛用于多种应用，包括飞行器、汽车以及工业使用，并且目前是混合汽车应用中利用的优选机器。因此，用于轻质和高功率密度IPM机器的要求已经导致了较高速度马达和发电机的设计，以最大化功率与重量比。因此，趋势是提高提供高机器速度、高功率密度、减小的质量和成本的IPM机器的认可。 在常规的IPM机器中，多个永磁体嵌入在转子的多个叠片内部。转子中的机械应力集中在多个桥部和中心柱中。为了较高速度应用，多个桥部和中心柱的厚度必须增大用于转子和多个其它部件的提高的结构强度。增加的厚度导致更多的磁通泄漏进入多个桥部和中心柱中，其中此类泄漏显著地减小机器功率密度，以便导致机器的降低的效率。 IPM机器中的辐条转子的使用可通过消除对桥部和中心柱的需要而解耦IPM机器中的电磁和机械要求。这基本上增大了机器功率密度。此外，辐条构造具有磁通集中效果，这进一步增大机器功率密度。将转子叠片燕尾接合到轴上允许转子外径的较高速度，这进一步增大机器功率密度。转子组件和多个相关联的构件可构造成提供最大功率密度和最小涡流损失。此外，具有辐条转子的IPM机器在小体积、重量和成本方面为有利的。辐条转子IPM机器因此允许高效率永磁机。 然而，具有分布式绕组的辐条电动机遇到了高扭矩波动的问题。扭矩波动在电动机中是不合乎需要的，因为其导致瞬态损失并增加机器控制的复杂性以及动力传动系统中的机械问题。具有带分布式绕组的定子的马达通常遇到高扭矩波动，同时辐条转子与具有分布式绕组的定子一起的使用增加了额外的谐波，进一步增大了扭矩波动。 用以减小扭矩波动的标准方法包括通过槽距的定子移位，并且标准技术引入为槽的一半的定子移位。遗憾地，沿着轴线的定子移位或步进可在狭槽中的绝缘材料上产生应力并且减小机器中的扭矩容量。此外，定子移位产生可切入狭槽绝缘部中的尖锐边缘，从而影响马达的坚固性和可靠性。 已知为转子移位的另一种减小扭矩波动的方法消除关于绝缘的问题，但是转子移位为困难的，因为其使转子的构造复杂，导致更复杂的轴以及磁体在移位的转子叠片中的手工插入。转子构造中的挤压轴的使用可降低制造的复杂，但是可仍要求磁体在不同的轴向位置处的手工插入或用于不同的轴向长度的挤压。 因此，合乎需要的是，提供辐条永磁机，其具有减小扭矩波动的构造，同时消除与现有定子移位和转子移位技术和构造相关联的问题。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，一种内永磁机包括定子组件，其包括具有多个定子齿的定子芯和绕着多个定子齿缠绕以在利用交变电流激励时生成定子磁场的定子绕组。内永磁机还包括转子组件，其设置在由定子组件限定的空腔内并且构造成相对于定子组件旋转，其中转子组件进一步包括轴，其包括从主轴本体沿径向向外延伸并绕着主轴本体和沿着主轴本体的轴向长度周向地形成的多个突出部；多个叠片叠堆，其绕着轴周向地布置以将多个突出部接收在其中，并且均包括沿着轴的长度轴向地布置的多个叠片组，并且其中多个叠片组中的每一个包括多个叠片；以及构造成生成与定子磁场相互作用以产生扭矩的磁场的多个永磁体，其中每个永磁体设置在相应的一对相邻叠片叠堆之间。多个叠片中的每一个包括形成在其中的轴突出部切口，以接收相应的轴突出部，并且其中，对于多个叠片叠堆中的每一个，形成在相应的叠片组的叠片中的轴突出部切口与形成在相邻叠片组中的叠片中的轴突出部切口成角度地偏置。 根据本专利技术的另一方面，一种用于组装内永磁机的方法包括提供包括定子芯的定子组件，该定子芯具有多个定子齿，其中定子绕组缠绕在定子齿上，以在利用交变电流激励时生成定子磁场，以及提供能够在由定子组件形成的空腔内旋转的转子组件。提供转子组件的步骤进一步包括提供包括多个突出部的轴，该多个突出部沿着旋转轴的轴向长度径向地延伸并且绕着轴周向地形成，以及将多个叠片叠堆放置到轴的多个轴突出部上，使得多个叠片叠堆围绕轴周向地定位，并且使得多个叠片叠堆中的每一个沿着轴的轴向长度布置成多个叠片组，其中，多个叠片叠堆放置到轴的多个轴突出部上，使得每个叠片叠堆中的相邻叠片组定位在轴上，以具有相对于彼此的角度偏置。提供转子组件的步骤还进一步包括将多个永磁体固定在由多个叠片叠堆限定的开口中，多个永磁体生成与定子磁场相互作用的磁场，以产生扭矩。 根据本专利技术的又一方面，一种用于内永磁机中的转子组件包括轴，该轴具有轴本体和从轴本体沿径向向外延伸的多个突出部，其中多个突出部沿着轴的轴向长度和绕着轴周向地形成。转子组件还包括设置在径向突出部上的多个叠片叠堆，其中多个叠片叠堆中的每一个包括沿着轴轴向地布置的多个叠片组，并且其中多个叠片组中的每一个包括多个叠片，以及设置在多个叠片叠堆之间的多个永磁体。叠片叠堆的多个叠片组中的每一个中的叠片的形状与叠片叠堆中的多个叠片组中的其它叠片组中的叠片的形状不同。 —种内永磁机,包括: 定子组件，包括: 包括多个定子齿的定子芯；以及 定子绕组，其绕着多个定子齿缠绕，以在利用交变电流激励时生成定子磁场； 转子组件，其设置在由定子组件限定的空腔内并且构造成相对于定子组件旋转，其中转子组件包括: 轴，其包括从主轴本体沿径向向外延伸的多个突出部，多个突出部绕着主轴本体周向地和沿着主轴本体的轴向长度形成； 多个叠片叠堆，其绕着轴周向地布置以将多个突出部接收在其中，其中多个叠片叠堆中的每一个包括沿着轴的长度轴向地布置的多个叠片组，并且其中多个叠片组中的每一个包括多个叠片；以及 多个永磁体，其构造成生成与定子磁场相互作用的磁场，以产生扭矩，其中每个永磁体设置在相应的一对相邻叠片叠堆之间； 其中多个叠片中的每一个包括形成在其中以接收相应的轴突出部的轴突出部切口，并且其中，对于多个叠片叠堆中的每一个，形成在相应的叠片组的叠片中的轴突出部切口与形成在相邻置片组中的置片中的轴突出部切口成角度地偏直。 轴包括单个连续轴，其中多个突出部与主轴本体集成地形成。 设置在相应的一对相邻叠片叠堆之间的每个永磁体包括一定数量的磁块,其中磁块对应于叠片组中的每一个。 多个叠片叠堆共同地形成转子芯，并且其中多个叠片叠堆中的每一个形成转子芯的转子磁极。 多个叠片组包括第一叠片组、第二叠片组以及第三叠片组，其中第二叠片组轴向地定位在第一叠片组和第三叠片组之间。 形成在第二叠片组的叠片中的轴突出部切口形成为使得在叠片上居中。 形成在第一叠片组的叠片中和第三叠片组的叠片中的轴突出部切口形成为使得从叠片上的中心偏置，其中形成在第一叠片组的叠片中的轴突出部切口在第一角度方向上从中心偏置，而形成在第三叠片组的叠片中的轴突出部切口在与第一角度方向相反的第二角度方向上从中心偏置。 形成在第一叠片组的叠片中和第三叠片组的叠片中的轴突出部切口从中心偏置相同的角度，以便绕着形成在第二叠片组的叠片中的轴突出部切口对称地形成。 形成在第一叠片组的叠本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种内永磁机，包括：定子组件，包括：包括多个定子齿的定子芯；以及定子绕组，其绕着所述多个定子齿缠绕，以在利用交变电流激励时生成定子磁场；转子组件，其设置在由所述定子组件限定的空腔内并且构造成相对于所述定子组件旋转，其中所述转子组件包括：轴，其包括从主轴本体沿径向向外延伸的多个突出部，所述多个突出部绕着所述主轴本体周向地和沿着所述主轴本体的轴向长度形成；多个叠片叠堆，其绕着所述轴周向地布置以将所述多个突出部接收在其中，其中所述多个叠片叠堆中的每一个包括沿着所述轴的长度轴向地布置的多个叠片组，并且其中所述多个叠片组中的每一个包括多个叠片；以及多个永磁体，其构造成生成与所述定子磁场相互作用的磁场，以产生扭矩，其中每个永磁体设置在相应的一对相邻叠片叠堆之间；其中所述多个叠片中的每一个包括形成在其中以接收相应的轴突出部的轴突出部切口，并且其中，对于所述多个叠片叠堆中的每一个，形成在相应的叠片组的所述叠片中的所述轴突出部切口与形成在相邻叠片组中的所述叠片中的所述轴突出部切口成角度地偏置。
【技术特征摘要】
2013.08.05 US 13/9586931.一种内永磁机，包括: 定子组件，包括: 包括多个定子齿的定子芯；以及 定子绕组，其绕着所述多个定子齿缠绕，以在利用交变电流激励时生成定子磁场； 转子组件，其设置在由所述定子组件限定的空腔内并且构造成相对于所述定子组件旋转，其中所述转子组件包括: 轴，其包括从主轴本体沿径向向外延伸的多个突出部，所述多个突出部绕着所述主轴本体周向地和沿着所述主轴本体的轴向长度形成； 多个叠片叠堆，其绕着所述轴周向地布置以将所述多个突出部接收在其中，其中所述多个叠片叠堆中的每一个包括沿着所述轴的长度轴向地布置的多个叠片组，并且其中所述多个叠片组中的每一个包括多个叠片；以及 多个永磁体，其构造成生成与所述定子磁场相互作用的磁场，以产生扭矩，其中每个永磁体设置在相应的一对相邻叠片叠堆之间； 其中所述多个叠片中的每一个包括形成在其中以接收相应的轴突出部的轴突出部切口，并且其中，对于所述多个叠片叠堆中的每一个，形成在相应的叠片组的所述叠片中的所述轴突出部切口与形成在相邻叠片组中的所述叠片中的所述轴突出部切口成角度地偏置。2.如权利要求1所述的机器，其特征在于，所述轴包括单个连续轴，其中所述多个突出部与所述主轴本体集成地形成。3.如权利要求1所述的机器，其特征在于，设置在相应的一对相邻叠片叠堆之间的每个永磁体包括一定数量的磁块,其中磁块对应于叠片组中的每一个。4...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·B·雷迪，A·M·F·艾尔雷菲，KK·胡，J·P·亚历山大，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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