用于电机的转子组件制造技术

本发明专利技术提供了一种用于电机的转子组件，包括：转子；叠片堆，其包括多个叠片层，叠片堆沿着转子的纵轴线堆叠；叠片堆内的第一多个空腔；第一多个永磁体，其容纳在第一多个空腔内，第一多个永磁体被构造为第一多个磁体对，第一多个磁体对中的每个磁体对被布置为第一V形结构；所述叠片堆内的第二多个空腔；以及第二多个永磁体，其容纳在所述第二多个空腔内，其中，所述第二多个永磁体中的每个永磁体大于所述第一多个永磁体中的每个永磁体，所述第二多个永磁体被构造为第二多个磁体对，第二多个磁体对中的每个磁体对被布置为第二V形结构。

Rotor assembly for motor

【技术实现步骤摘要】
用于电机的转子组件
本专利技术总体上涉及电动机，具体地，涉及低嵌齿转矩、高转矩密度牵引电机，更具体地说，涉及一种减小永磁电动机中嵌齿转矩(coggingtorque)的装置。
技术介绍
为了满足受到不断上涨的燃油价格和全球变暖的可怕后果的双重驱动的消费者的需求，汽车工业正慢慢开始满足超低排放、高效率汽车的需求。虽然一些业内人士正试图通过设计更高效的内燃机来实现这些目标，但也有一些人正在将混合动力或全电动传动系统整合到他们的车辆系列中。然而，为了满足消费者的期望，汽车工业不仅必须实现更绿色的动力传动系统，而且必须同时保持合理的性能、续航里程、可靠性、安全性和成本水平。实现低排放、高效率汽车的最常见方法是使用混合动力传动系统，其中内燃机(ICE)与一个或多个电动机相结合。尽管混合动力汽车比传统的基于ICE的车辆更省油排放更低，但由于其包括了内燃机，因此它们仍然会排放有害的污染，尽管与传统车辆相比排放水平有所降低。此外，由于包括内燃机和电动机及其附带的电池组，混合动力车辆的传动系统通常比传统的基于ICE的车辆或全电动车辆更复杂，导致成本和重量增加。因此，几家车辆制造商正在设计仅使用电动机的车辆，从而消除了一种污染源，同时显著降低了传动系统的复杂性。为了让电动车辆(EV)能得到广泛接受，这些车辆在性能和可靠性方面满足用户的期望至关重要。因此，EV制造商研究了预期EV设计的每个方面，着眼于达到或超过传统汽车设定的标准。一组值得关注的车辆特性是汽车的噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。NVH特性不仅会被客舱乘客感受到，还会导致各种车辆子系统(包括车辆的传动系统、悬架和转向组件)过早出现部件故障。NVH问题的一个潜在来源是电机的嵌齿转矩。嵌齿转矩是一种不希望出现的现象，它是由转子运动过程中转子磁极与定子齿的相互作用产生的。虽然由于磁极极性相反，电机中的平均嵌齿转矩为零，但是当每个磁极的边缘穿过定子齿之间时，转矩在正负之间的振荡会导致转子中出现NVH问题。这些振动进而会对电机、轴承和相关传动设备产生不利影响。如果差速器安装在转子轴内，这尤其成问题。因此，需要一种有效的方式来减小永磁电机中的嵌齿转矩，从而减少潜在的NVH问题。本专利技术提供了这样一种方式。
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于电机的转子组件，其包括：(i)转子；(ii)由多个叠片层形成的叠片堆，其中叠片堆沿着转子的纵轴线堆叠；(iii)叠片堆内的第一多个空腔，其中第一多个永磁体容纳在第一多个空腔内，其中第一多个永磁体被构造为第一多个磁体对，并且其中每个磁体对被布置为第一V形结构；以及(iv)叠片堆内的第二多个空腔，其中第二多个永磁体包含在第二多个空腔内，其中第二多个永磁体中的每个永磁体大于第一多个永磁体中的每个永磁体，其中第二多个永磁体被构造为第二多个磁体对，并且其中每个磁体对被布置为第二V形结构。在一个方面，容纳在第二多个空腔内的第二多个永磁体比容纳在第一多个空腔内的第一多个永磁体定位得更靠近内叠片堆表面。第一V形结构可以由第一角度限定，而第二V形结构可以由第二角度限定，其中单线等分第一角度和第二角度。在另一方面，第一多个磁体对中的每对磁体包括第一磁体和第二磁体。第一磁体的第一端部比第一磁体的第二端部更靠近对应于第一角度的第一顶点。第二磁体的第一端部比第二磁体的第二端部更靠近第一顶点。这样，第一磁体的第一端部比第一磁体的第二端部更靠近内叠片堆表面，第二磁体的第一端部比第二磁体的第二端部更靠近内叠片堆表面。类似地，第二多个磁体对中的每对磁体包括第三磁体和第四磁体。第三磁体的第一端部比第三磁体的第二端部更靠近对应于第二角度的第二顶点。第四磁体的第一端部比第四磁体的第二端部更靠近第二顶点。这样，第三磁体的第一端部比第三磁体的第二端部更靠近内叠片堆表面，第四磁体的第一端部比第四磁体的第二端部更靠近内叠片堆表面。在另一方面，等分第一和第二角度的单线可以与外叠片堆表面正交。对应于第一V形结构的第一角度可以大于对应于第二V形结构的第二角度。第一多个磁体优选比第二多个磁体更靠近外叠片堆表面。环氧树脂，优选热固性环氧树脂，可用于将第一多个永磁体固定在第一多个空腔内，并将第二多个永磁体固定在第二多个空腔内。通过参考说明书和附图的剩余部分，可以实现对本专利技术的本质和优点的进一步理解。附图说明应当理解，附图仅仅是为了说明而不是限制本专利技术的范围，不应当认为是按比例的。此外，不同附图上的相同附图标记应理解为指相同的部件或具有相似功能的部件。图1提供了可用于本专利技术的动力系组件的横截面视图；图2提供了图1所示动力系组件的叠片堆的透视图；图3提供了叠片堆和定子的横截面视图；图4提供了图3所示横截面视图的一部分的放大图；图5示出了穿过叠片层一部分的磁通线，具体是穿过外层中的一对磁体和内层中的一对磁体的磁通线；和图6图示了本专利技术的双磁体层方式的优点。具体实施方式如这里所使用的，单数形式(a、an)和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确指示，这里使用的术语“包括”、“包括了”、“包含”和/或“包含了”指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。如这里所使用的，术语“和/或”和符号“/”意味着包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。另外，虽然这里术语第一、第二等可以用于描述各种步骤或计算，但这些步骤或计算不应受这些术语的限制，而是这些术语仅用于将一个步骤或计算与另一个区分开来。例如，第一计算可以被称为第二计算；类似地，第一步骤可以称为第二步骤；类似地，第一部件可以被称为第二部件，所有这些都不脱离本公开的范围。如前所述，嵌齿转矩在永磁电机的设计中是一个常见的考虑因素，并且当电机是车辆中的牵引电机时，考虑到嵌齿转矩会导致不期望的NVH特性，嵌齿转矩尤其令人担忧。客舱乘客可能会经历这种NVH特性，并且NVH特性通常会导致包括车辆传动系、悬架和转向组件在内的各种车辆子系统过早出现部件故障。为了减少嵌齿转矩，从而减少相关的不期望的NVH特性，通常的方法是将转子叠片堆分成几个部分，然后使这些部分相对于彼此偏斜(skew)。这种方法如图1和图2所示。图1提供了示例性动力系组件100的横截面视图，其利用叠片堆偏斜来减小嵌齿转矩。在图示的组件中，采用中空转子轴101。中空转子轴101包括差速齿轮组件103。这种结构允许动力系被布置成使得行星组件105、差速齿轮组件103和行星组件107同轴对齐，从而产生具有相对较短宽度109的动力系，其中宽度109在两个恒速(即CV)接头壳体构件的底面111之间测量。组件100中使用的叠片堆包括四个叠片部分(这里也称为层)113A至113D。图2提供了组件100的叠片堆的透视图。定子115围绕转子叠片堆。在该视图中可见从定子各端延伸的定子绕组117。在图1提供的组件100的横截面视图中，每个部分内的永磁体是可见的。具体地，在层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电机的转子组件，包括：/n转子；/n叠片堆，其包括多个叠片层，其中，所述叠片堆沿着所述转子的纵轴线堆叠；/n所述叠片堆内的第一多个空腔；/n第一多个永磁体，其容纳在所述第一多个空腔内，所述第一多个永磁体被构造为第一多个磁体对，其中，所述第一多个磁体对中的每个磁体对被布置为第一V形结构；/n所述叠片堆内的第二多个空腔；以及/n第二多个永磁体，其容纳在所述第二多个空腔内，其中，所述第二多个永磁体中的每个永磁体大于所述第一多个永磁体中的每个永磁体，所述第二多个永磁体被构造为第二多个磁体对，其中，所述第二多个磁体对中的每个磁体对被布置为第二V形结构。/n

【技术特征摘要】
20181023 US 62/766,523;20181106 US 16/181,612;20181.一种用于电机的转子组件，包括：
转子；
叠片堆，其包括多个叠片层，其中，所述叠片堆沿着所述转子的纵轴线堆叠；
所述叠片堆内的第一多个空腔；
第一多个永磁体，其容纳在所述第一多个空腔内，所述第一多个永磁体被构造为第一多个磁体对，其中，所述第一多个磁体对中的每个磁体对被布置为第一V形结构；
所述叠片堆内的第二多个空腔；以及
第二多个永磁体，其容纳在所述第二多个空腔内，其中，所述第二多个永磁体中的每个永磁体大于所述第一多个永磁体中的每个永磁体，所述第二多个永磁体被构造为第二多个磁体对，其中，所述第二多个磁体对中的每个磁体对被布置为第二V形结构。


2.根据权利要求1所述的转子组件，其中，容纳在所述第二多个空腔内的所述第二多个永磁体被定位成比容纳在所述第一多个空腔内的所述第一多个永磁体更靠近内叠片堆表面。


3.根据权利要求2所述的转子组件，其中，所述第一V形结构由第一角度限定，其中，所述第二V形结构由第二角度限定，并且其中，单线等分所述第一角度并且等分所述第二角度。


4.根据权利要求3所述的转子组件，其中，所述第一多个磁体对中的每对磁体包括第一磁体和第二磁体，其中，所述第一磁体的第一端部比所述第一磁体的第二端部更靠近对应于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：E德拉拉，
申请(专利权)人：源捷公司，
类型：发明
国别省市：美国;US