内部永磁机的注塑磁体形状的极对极变型制造技术

内部永磁机包括绕线定子和转子芯。所述转子芯包括多个第一极腔和多个第二极腔。多个磁体中的一个设置在每个极腔中，且注塑进在它们各自的腔中。所述第一极腔和第二极腔中各自均以预定义配置设置，以使得所述第一极腔的每个极腔与第二极腔的一个极腔同样地定位在它们各自的预定义配置中，从而限定了相应的成对极腔。相应的成对极腔中至少一个的所述第一极腔的极腔和第二极腔的极腔限定了相对于彼此的不同形状。

【技术实现步骤摘要】

本公开通常涉及一种内部永磁机，以及一种组装用于内部永磁机的转子组件的方法。
技术介绍
内部永磁(IPM)机包括转子组件，所述转子组件具有设置在转子组件外周边周围的交变极性的多个磁体。转子组件可在定子内旋转，该定子包括多个绕组。转子组件与定子磁性地相互作用以产生转子组件围绕中心转动轴线的旋转。电机中的转矩脉动，通常被称为转矩波动，是造成机器噪声和铁损耗的主要因素。转矩波动是见于多种电动机设计中的一种效应，指的是当电机的输出轴旋转时，输出转矩的周期性增加或减小。转矩波动通常作为一个完整转动过程中最大转矩和最小转矩的差进行测量。因此，电机转矩波动的减小或最小化是电机设计过程中的重要设计考虑因素。
技术实现思路
提供了一种内部永磁机。内部永磁机包括绕线定子和转子芯。转子芯包括第一极和第二极。第一极限定多个第一极腔。第二极限定多个第二极腔。转子芯与绕线定子磁性地相互作用用于围绕中心转动轴线的旋转。内部永磁机进一步包括多个磁体。多个磁体中的一个被设置在多个第一极腔和多个第二极腔中的每一个内。多个磁体中的每一个被注塑进多个第一极腔和多个第二极腔的它们相应的腔内，使得每个磁体由它们相应腔的形状形成。多个第一极腔和多个第二极腔每一个均以预定义配置设置，使得多个第一极腔的每个极腔以与多个第二极腔的一个极腔定位在多个第二极腔的预定义配置内的同样方式定位在多个第一极腔的预定义配置内，以限定对应的一对极腔。对应的一对极腔中至少一个的多个第一极腔的极腔和多个第二极腔的的极腔限定了相对于彼此的不同形状，使得每对对应的磁体的每个磁体包括相对于彼此的不同形状。还提供了一种组装用于内部永磁机的转子组件的方法。该方法包括形成转子芯。转子芯被形成为包括限定多个第一极腔的第一极，以及限定多个第二极腔的第二极。多个第一极腔和多个第二极腔的每个均以预定义配置设置，使得多个第一极腔的每个极腔以与多个第二极腔的一个极腔定位在多个第二极腔的预定义配置内的同样方式定位在多个第一极腔的预定义配置内，以限定对应的一对极腔。对应的一对极腔中至少一个的多个第一极腔的极腔和多个第二极腔的的极腔限定了相对于彼此的不同形状。一旦转子芯被形成为限定极腔，熔融磁性材料被引入多个第一极腔和多个第二极腔中的每一个。然后，转子芯的多个第一极腔和多个第二极腔中的每一个内的熔融磁性材料被冷却以分别在每个极腔中形成多个磁体，所述磁体包括它们相应腔的形状且粘结至转子芯。因此，由于磁体被注塑进转子芯的相应腔内，转子芯的极腔可被形成为包括不同形状，而无需提供特定、预成型、对应成形的磁体以装配在每个相应极腔内。通过改变对应的一对极腔中至少一个相对于彼此的特定形状，且通过使用注塑技术以形成磁体，电机的转子组件可被设计且制作成减小或最小化电机中的转矩波动，而不会大幅增加制造转子组件的成本或复杂性。从以下结合附图对实施本教导的最佳方式进行的详细描述中能够很容易了解到本教导的上述特征和优点以及其它特征和优点。附图说明图1是内部永磁机的示意性横截面图。图2是内部永磁机的放大示意性局部横截面图。具体实施方式本领域的一般技术人员应当理解的是，例如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”和“底部”等术语是为附图描述性地使用，并不代表对本专利技术范围(由所附权利要求所限定)的限制。另外，在此可以以功能和/或逻辑块部件和/或各种处理步骤的方式来描述本教导。应当认识到的是，这种块部件可包括任意数目的被配置成用于实现具体功能的硬件、软件和/或固件部件。参考附图，其中相同的附图标记表示多个视图中相同的部分，内部永磁(IPM)机通常被示作为20。该IPM机20可包括，但不限于电动机或其它类似装置。参考图1，IPM机20包括绕线定子22和转子组件24。转子组件24被配置成用于与绕线定子22磁性地相互作用以相对于绕线定子22围绕中心转动轴线26实现旋转。如所示出，转子组件24包括沿着第一极轴32居中的第一极28(例如，北极)和沿着第二极轴34居中的第二极30(例如，南极)。第一极轴32和第二极轴34从中心转动轴线26径向向外延伸，并分别地穿过第一极28和第二极30的中心。中心转动轴线26设置于转子芯36的中心。优选地，转子组件24包括多个第一极28和多个第二极30。第一级28的数量与第二极30的数量相同。第一极28和第二极30以交替关系的方式围绕中心转动轴线26成角度地设置。当转子组件24包括多个第一极28和多个第二极30时，每个第一极28周向地设置在两个第二极30之间，且每个第二极30周向地设置在两个第一极28之间。图1示出了IPM机20，其总共具有8个极，包括4个第一极28和4个第二极30。然而，应当理解的是，IPM机20的极的总数可能与图1中示出的示例性实施例有所不同。转子组件24包括转子芯36，其限定了多个腔。该腔为第一极腔38、或第二极腔40。第一极腔38为第一极28中的一个的一部分，且第二极腔40为第二极30中的一个的一部分。第一极28中的每一个包括位于其中的预定数量的第一极腔38，其以预定义配置被设置，且第二极30中的每一个包括位于其中的预定数量的第二极腔40，其如第一极腔38一样以相同的预定义配置被设置。第一极28的每个极中的第一极腔38的数量与第二极30的每个极中的第二极腔40的数量相同。因此，第一极腔38和第二极腔40的每一个都以相同的预定义配置(例如，相同的定向)被设置。然而，如以下更详细的描述，在预定义配置中给定位置处的腔的准确尺寸可在第一极28与第二极30之间改变。如在附图页上所示，所有的第一极腔38和第二极腔40三维地延伸至转子芯36中。如本领域已知的，腔可包括切口、槽等。转子组件24进一步包括多个磁体42。多个磁体42中的一个磁体设置在多个腔中的每个腔内。多个磁体42中的每个磁体注塑进多个第一极腔38和多个第二极腔40中它们各自的腔内。因此，每个磁体42由它们各自的腔的形状来形成。磁体42可包括任何类型的磁性材料，该磁性材料适合用于IPM机20中，且能够注塑进转子芯36的腔内。例如，每个磁体42可由铁氧体磁性材料、阿尔尼科磁性材料、或可替换地由稀土磁性材料(例如但不限于钕铁硼(NdFeB))制成，且可包括这些材料。用于形成磁体42的注塑工艺对本领域技术人员而言是已知的。一旦磁体42形成，它们可以被称作为粘结磁体。用于形成磁体42的注塑工艺简要地包括生产提供了显著的磁性和物理特性的磁性粉末。磁性粉末通常为金属钕与铁和硼的合金，且有时与其它少量的元素(例如钴)合金的混合物。磁性粉末与合成树脂或聚合物组合以形成混合物，其用于经由注塑工艺形成粘结磁体42。磁性聚合物和合成树脂或聚合物的混合物可被注入进多个腔38、40中且在高温下熔化。可施加机械或液压压力至混合物，以使得确保所有的腔38、40被全部地填充。在注塑工艺中，外部磁场(用于各向异性磁体)还可施加于磁体。然后，混合物被允许适当地冷却，因而形成粘结磁体42。用于形成在第一极腔38和第二极腔40中的每一个中的磁体42的磁性材料可以相同，或者可以不同。因此，可以设想的是形成并且设置在多个第一极腔38中的磁体42可以由第一材料形成，并且形成并且设置在多个第二极腔40中的磁体42可以由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内部永磁机，其中包括：绕线定子；转子芯，其包括限定了多个第一极腔的第一极和限定了多个第二极腔的第二极，其中，所述转子芯与所述绕线定子磁性地相互作用，用以围绕中心转动轴线转动；以及多个磁体，其中多个磁体中的一个设置在所述多个第一极腔和所述多个第二极腔的每一个内，其中，所述多个磁体的每一个均注塑进所述多个第一极腔和所述多个第二极腔的它们的相应腔中，以使得每个所述磁体均由它们的相应腔的形状形成；其中，所述多个第一极腔和所述多个第二极腔各自以预定义配置被设置，以使得所述多个第一极腔的每个极腔以与所述多个第二极腔的一个极腔定位在多个第二极腔的预定义配置内的同样方式定位在多个第一极腔的预定义配置内，以限定对应的成对的极腔；以及其中，所述的对应的成对的极腔的至少一对的所述多个第一极腔的极腔和所述多个第二极腔的极腔相对于彼此限定不同的形状，以使得对应的每对磁体的每个磁体相对于彼此具有不同的形状。

【技术特征摘要】
2015.05.18 US 14/7148971.一种内部永磁机，其中包括：绕线定子；转子芯，其包括限定了多个第一极腔的第一极和限定了多个第二极腔的第二极，其中，所述转子芯与所述绕线定子磁性地相互作用，用以围绕中心转动轴线转动；以及多个磁体，其中多个磁体中的一个设置在所述多个第一极腔和所述多个第二极腔的每一个内，其中，所述多个磁体的每一个均注塑进所述多个第一极腔和所述多个第二极腔的它们的相应腔中，以使得每个所述磁体均由它们的相应腔的形状形成；其中，所述多个第一极腔和所述多个第二极腔各自以预定义配置被设置，以使得所述多个第一极腔的每个极腔以与所述多个第二极腔的一个极腔定位在多个第二极腔的预定义配置内的同样方式定位在多个第一极腔的预定义配置内，以限定对应的成对的极腔；以及其中，所述的对应的成对的极腔的至少一对的所述多个第一极腔的极腔和所述多个第二极腔的极腔相对于彼此限定不同的形状，以使得对应的每对磁体的每个磁体相对于彼此具有不同的形状。2.根据权利要求1所述的内部永磁机，其中，所述多个第一极腔和所述多个第二极腔的每一个的每个极腔包括垂直于所述中心转动轴线的截面形状，所述截面形状由大体圆锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·朱尔科维克，K·M·拉赫曼，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US