具有径向嵌入式永磁体转子的电机及其方法技术

一种永磁体转子芯，包括围绕中心轴线周向间隔开的多个转子磁极，并且包括第一转子磁极和相邻的第二转子磁极，各转子磁极包括外壁，并且其中转子芯具有转子直径。转子芯还包括以与多个转子磁极交替的方式间隔开的多个径向孔。转子芯还包括从第一转子磁极延伸到多个径向孔中的位于第一转子磁极和第二转子磁极之间的第一径向孔中的第一突起。转子芯还包括从第二转子磁极延伸到第一径向孔中的第二突起，使得在第一突起和第二突起之间限定周向开口。该开口延伸的第一长度与转子直径的比值为大约0.052至大约0.058。约0.052至大约0.058。约0.052至大约0.058。

【技术实现步骤摘要】
具有径向嵌入式永磁体转子的电机及其方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2020年3月12日提交的No.16/816,335美国非临时专利 申请的优先权，其全部公开内容通过引用整体结合于此。


[0003]本专利技术的领域总体上涉及电动机，更具体地涉及径向嵌入式永磁体转 子以及用于降低运行期间的噪声的方法。

技术介绍

[0004]径向磁通电机包括位于转子芯内的永磁体，通常称为内置式永磁体转 子。转子内形成有槽，磁体插入槽中。磁体槽必须大于磁体，以允许插入 磁体。然而，磁体必须固定在槽内，以防止磁体在电机运行过程中移动。 电机的性能取决于将磁体保持在转子内的已知位置。粘合剂可用于将磁体 固定在相对于转子的固定位置。
[0005]许多已知的转子芯包括多个对称配置的磁极，并且由彼此上下堆叠的 多个叠片形成。每个叠片通常包括与相邻叠片开口对齐的开口，以形成磁 体开口。在制造过程中，一个或多个磁极可能相对于其余磁极移动，导致 转子芯失去对称。极到极的不对称可能导致电机运行期间的不希望的噪音。
[0006]在具有辐条转子结构的永磁ECM中，由磁体和转子磁极组成的非连 续转子轮廓会导致令人讨厌的噪声，这是由于电机启动、滑行、以对应于 交感神经结构共振的速度运行时的齿槽转矩谐波。在某些应用中，齿槽转 矩会产生电机轴的不良振动，从而导致最终产品的噪音。此外，齿槽转矩 可能产生不期望的定子扭转力和/或径向力。

技术实现思路

[0007]在一个实施例中，提供了永磁体转子芯。永磁体转子芯包括围绕中心 轴线周向间隔开的多个转子磁极，其中多个转子磁极包括第一转子磁极和 相邻的第二转子磁极，第一转子磁极和第二转子磁极中的每一者均包括外 壁，并且其中转子芯具有转子直径。转子芯还包括以与多个转子磁极交替 的方式间隔开的多个径向孔，其中每个径向孔被配置成在其中接纳至少一 个永磁体。转子芯还包括从第一转子磁极延伸到多个径向孔中的位于第一 转子磁极和第二转子磁极之间的第一径向孔中的第一突起。转子芯还包括 从第二转子磁极延伸到第一径向孔中的第二突起，使得在第一突起和第二 突起之间限定周向开口。该开口延伸的第一长度与转子直径的比值为大约 0.052至大约0.058。
[0008]在另一个实施例中，提供了一种用于在具有定子芯的电动机中使用的 永磁体转子芯。永磁体转子芯包括围绕中心轴线周向间隔开的多个转子磁 极，其中多个转子磁极包括转子芯的外周。多个径向孔以与多个转子磁极 交替的方式间隔开，其中每个径向孔被配置成在其中接纳至少一个永磁体。 转子芯还包括多个桥接部，其中每个桥接部横跨多个径向孔中的一个径向 孔在多个转子极的相邻转子极之间延伸。转子芯还包括形成在所述转
子芯 的外周中的多个空槽(dummy slot)，其中每个空槽位于多个转子极的相 邻转子极之间。
[0009]在又一实施例中，提供了一种永磁体转子芯。转子芯包括多个堆叠的 叠片，其中每个叠片包括围绕中心轴线周向间隔开的多个转子磁极，其中 多个转子磁极包括第一转子磁极和相邻的第二转子磁极，各转子磁极包括 外壁。每个叠片还包括以与多个转子磁极交替的方式间隔开的多个径向孔， 其中径向孔被配置成在其中接收至少一个永磁体。每个转子磁极包括一对 轴向向外延伸到多个径向孔的相邻径向孔中的突起。每个叠片还包括多个 周向间隔开的开口和位于多个开口中的至少一个开口内的桥部件，所述开 口限定在延伸到多个径向孔的共享径向孔中的相邻转子磁极的突起之间。 多个叠片的每个叠片相对于多个叠片的前一个叠片错开预定角度。
附图说明
[0010]图1是示例性电机的透视剖视图；
[0011]图2是可包括在图1所示电机内的示例性转子芯的透视图；
[0012]图3是图2所示转子芯的一部分的正视图；
[0013]图4是可包括在图1所示电机内的另一示例性转子芯的正视图；
[0014]图5是可包括在图1所示电机内的又一示例性转子芯的透视图；和
[0015]图6是图5所示转子芯的正视图。
具体实施方式
[0016]图1是示例性电动机10的透视剖视图。尽管在本文中称为电动机10， 但是电动机10可以作为发电机或电动机来操作。电动机10包括第一端12、 第二端14和电动机组件外壳16。电动机10还包括定子组件18和转子组 件20。电机组件外壳16限定了电机10的内部22和外部24，并且被构造 成至少部分地封闭和保护定子组件18和转子组件20。定子组件包括定子 芯28，定子芯28包括多个齿30和缠绕在定子齿30周围的多个绕组32。 此外，在示例性实施例中，定子组件18是三相凸极定子组件，并且定子芯 28由采用高磁导率材料制成的一组叠片形成。或者，定子组件18是单相 凸极定子组件。定子组件18可以是大致圆形的、分段的或卷绕型定子结构， 并且绕组32以任何合适的方式缠绕在定子芯28上，使得电机10能够如本 文所述起作用。例如，绕组32可以是集中式或交叠式绕组。
[0017]转子组件20包括永磁体转子芯36和轴38。在示例性实施例中，转子 芯36由采用导磁材料制成的叠片堆叠形成。转子芯36基本上容纳在定子 芯28的中心孔中，用于沿着旋转轴线X旋转。为了简单起见，图1将转 子芯36和定子芯28示为实心的。虽然图1是三相电动机的图示，但是这 里描述的方法和装置可以包括在具有任意数量的相的电机中，包括单相和 多相电动机。
[0018]在示例性实施例中，电动机10连接到风扇或离心式鼓风机(未示出)， 用于使空气移动通过空气处理系统，以将空气吹过冷却盘管，和/或用于驱 动空调/制冷系统内的压缩机。更具体地，电动机10可用于供暖、通风和 空调(HVAC)行业中使用的空气移动应用，例如，在使用1/5马力至1马力 电动机的住宅应用中。或者，电动机10可用于流体泵送应用。电动机10 也可用于商业和工业应用和/或在空调应用中使用的封闭式压缩机电机，其 中电
动机10可具有大于1马力的额定值。尽管本文在空气处理系统的背景 下进行了描述，但是电动机10可以接合任何合适的工作部件，并且被构造 成驱动这种工作部件。
[0019]图2是可包括在图1所示的电机10内的示例性转子芯100的透视图， 图3是转子芯100的一部分的正视图。在示例性实施例中，转子组件20， 也称为径向嵌入式永磁体转子，包括转子芯100和轴38。可包括径向嵌入 式永磁体转子的电机的例子包括但不限于电子换向电机(ECM)。电子换 向电机可包括但不限于无刷直流(BLDC)电机、无刷交流(BLAC)电机和可 变磁阻电机。此外，转子组件20由电子控制器(未示出)驱动，例如正弦或 梯形电子控制器。
[0020]转子芯100基本上是圆柱形的，并且包括外周102和轴中心开口104， 轴中心开口104的直径适合于轴38的直径。转子芯100和轴38同心并且 配置成绕旋转轴线X旋转。在示例性实施例中，转子芯100包括多个周向 间隔开的转子磁极106，每个转子磁极沿着转子外周102本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种永磁体转子芯，该永磁体转子芯包括:围绕中心轴线周向间隔开的多个转子磁极，其中，所述多个转子磁极包括第一转子磁极和相邻的第二转子磁极，所述第一转子磁极和所述第二转子磁极中的每一者均包括外壁，并且其中所述转子芯具有转子直径；以与所述多个转子磁极交替的方式间隔开的多个径向孔，其中每个径向孔构造成在其中接纳至少一个永磁体；第一突起，所述第一突起从所述第一转子磁极延伸到所述多个径向孔中的位于所述第一转子磁极和所述第二转子磁极之间的第一径向孔中；和第二突起，所述第二突起从所述第二转子磁极延伸到所述第一径向孔中，使得在所述第一突起和所述第二突起之间限定周向开口，其中所述周向开口延伸第一长度，第一长度与所述转子直径的比值为大约0.052至大约0.058。2.根据权利要求1所述的永磁体转子芯，其中，所述第一长度延伸大约0.16英寸至大约0.18英寸。3.根据权利要求2所述的永磁体转子芯，其中，所述第一长度延伸0.17英寸。4.根据权利要求1所述的永磁体转子芯，其中，所述第一长度与所述第一转子磁极的弧长的比值为大约0.20至大约0.28。5.根据权利要求1所述的永磁体转子芯，其中，所述第一突起和所述第二突起在周向上对齐。6.根据权利要求1所述的永磁体转子芯，其中，所述外壁形成所述第一突起的和所述第二突起的至少一部分。7.根据权利要求1所述的永磁体转子芯，其中，所述永磁体转子芯被配置为与42框架电动机、48框架电动机和56框架电动机中的一者一起使用。8.一种用在电动机中的永磁体转子芯，该电动机包括定子芯，所述永磁体转子芯包括:围绕中心轴线周向间隔开的多个转子磁极，其中所述多个转子磁极包括所述转子芯的外周；以与所述多个转子磁极交替的方式间隔开的多个径向孔，其中每个径向孔构造成在其中接纳至少一个永磁体；多个桥接部，其中每个桥接部横跨所述多个径向孔中的一个径向孔在所述多个转子磁极的相邻的转子磁极之间延伸；和形成在所述转子芯的所述外周中的多个空槽，其中每个空槽位于所述多个转子磁极的相邻的转子磁极之间。9.根据权利要求8所述的永磁体转子芯，其中，所述多个空槽的每个空槽与所述多个径向孔的一个径向孔沿径向对齐。10.根据权利要求8所述的永磁体转子芯，其中，所述多个空槽中的每个空槽的宽度为所述径向孔的宽度的大约两倍。11.根据权利要求8所述的永磁体转子芯，其中，所述多个空槽中的每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：雷勃澳大利亚私人有限公司，
类型：发明
国别省市：