永磁转子制造技术

本发明专利技术涉及一种用于电动机的永磁转子，其中转子内的永久磁体（４；３６）平行于转子的旋转轴线（Ｘ）延伸，并且，在永久磁体（４；３６）的径向外纵向边缘（８；１６）的区域中，在转子的外周上形成向外敞开的沟槽，这些沟槽在周向上分别相对于邻接的永久磁体（４；３６）的纵向边缘（６，１８）倾斜或弯曲，其中各沟槽（６；１８）的中心线与邻接永久磁体（４；３６）的纵向边缘（８；１６）至少相交一次，转子外侧上的沟槽（６；１８）在周向上的宽度小于沟槽（６；１８）的进一步位于径向内部区域中的宽度，并且，沟槽（６，１８）的横截面形状在转子的长度上恒定。此外，本发明专利技术还涉及一种制造该转子的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于电动机的永磁转子和一种制造该永磁转子的方法。
技术介绍
在永磁电动机中，转子内布置有分布于周边上的永久磁体。使用块形的永久磁体，以尽可能低廉地构造转子，所述永久磁体平行于转子的旋转轴线在转子的内部延伸。这种布置方式的缺陷在于，电动机转矩分布的峰值或波形不理想。为了实现均匀的转矩分布，已知在转子内永久磁体的边缘区域中形成自由空间或沟槽，在该自由空间或沟槽的走向中中断或减少磁通。沟槽构造为呈螺旋形或倾斜延伸，以便由此实现均匀的转矩分布。但是，在转子的外周上形成的沟槽会在转子与定子之间产生较大的气隙且因此带来效率损失。
技术实现思路
为此，本专利技术的目的在于，提供一种改进的用于电动机的永磁转子，其能实现效率尽可能高的、均匀的转矩分布。该目的是通过具有权利要求1给出的特征的用于电动机的永磁转子来实现的。制造该永磁转子的特别有利的方法是通过权利要求15给出的特征来实现的。从属权利要求阐述了优选实施方式。在本专利技术的永磁转子中，永久磁体平行于转子的旋转轴线布置在转子内。在此，可布置块形的永久磁体，其在宽度方向上径向或切向地在转子内延伸。在径向外纵向边缘的区域内，也即在最接近转子外周的永久磁体的纵向边缘的区域内，在转子中形成向外敞开的沟槽。这些沟槽相对于邻接的永久磁体的纵向边缘在周向上倾斜或弯曲，也就是说，沿着转子的周面基本上呈螺旋形。通过这些沟槽，减少了转子旋转时的转矩峰值且实现了均匀的转矩分布。沟槽在此布置为使得每个沟槽的中心线与邻接的永久磁体的纵向边缘至少相交一次。如此一来，永久磁体相对于转子的外周和定子的整个纵向边缘可通过沟槽磁绝缘，以便改善转矩分布。此外，转子外侧上的沟槽在周向上的宽度小于沟槽的进一步位于径向内部的区域的宽度，其中沟槽的横截面形状在转子的长度上恒定。也就是说，转子内沟槽的横截面在转子的长度上沿周向仅螺旋形地错开，但在其它方面恒定。通过让转子外周上的沟槽宽度变窄，转子朝向定子的气隙在沟槽的区域中可以保持得很小，于是就最大程度地减少了因沟槽带来的效率损失。由于沟槽朝向转子的内部扩展，就能让沟槽在朝向永久磁体的端部区域或槽底具有这样大的宽度，以使沟槽即便倾斜程度较大也足以覆盖永久磁体的纵向边缘，从而在该区域中中断转子芯内部的磁通。通过径向向内转向的、较宽的底部区域，转子内磁体南北极之间的磁通就在磁体纵向边缘的区域内中断。如此一来就确保了磁通主要通过定子引导，由此确保了电动机的效率较高。优选地，至少具有与永久磁体数量相同的多个沟槽，从而通过沟槽在永久磁体的每个端部边缘上实现充分的磁绝缘。永久磁体在此可径向对准地布置在转子中，或者也可切向或弦形(sehnenfrmig)对准地布置在转子中。转子优选由至少两个在纵向上互相接合的预制转子模块构成，在每个转子模块中布置有永久磁体段，并且，每个转子模块在其外周上均具有沟槽段，其中，在组合的转子模块中，各个转子模块的沟槽段共同构成沟槽，而各个转子模块的永久磁体段共同构成转子的永久磁体。通过将不同的转子模块组合起来，可构成不同长度的转子。在安装时，仅需将各个转子模块互相接合。之后无需再将永久磁体置入安装的转子中，因为永久磁体由各个永久磁体段构成，这些永久磁体段已经布置在转子模块中。因此，也就无需给不同长度(在转子纵轴的方向上)的转子准备不同长度的永久磁体。各个转子模块的永久磁体段在安装成整个转子时优选这样布置，即，使得转子模块的永久磁体段分别与第二转子模块的永久磁体段对准。这意味着，永久磁体段构成在转子的整个长度上平行于转子的旋转轴线延伸的永久磁体。优选在各个转子模块上这样形成沟槽段，即，使得所述沟槽段在转子模块组合时相互连接，且由此在转子的外周上形成贯通的沟槽。这例如可如此实现，即，每个转子模块的沟槽段相对于邻接的永久磁体段的纵向边缘倾斜为，使得在转子模块的每个端面上，沟槽段的中心线在周向上与永久磁体段的纵向边缘的预定间距相同。这就确保了永久磁体段和沟槽段在转子模块的端面上彼此始终具有限定的间距。因此就提供了在所有转子模块中相同的交接点，其使得各个转子模块都能被布置成在其端面上不仅永久磁体段而且沟槽段相互对准或互相连接。按此方式，就在邻接的永久磁体(其在转子的纵向上由多个永久磁体段组成)的区域中构成了贯通的沟槽。此外，优选每个沟槽段的中心线与邻接的永久磁体段的纵向边缘至少相交一次。这意味着，所属的沟槽段径向向外倾斜地延伸过所属的(zugehrig)永久磁体段的纵向边缘。在沟槽段与邻接的永久磁体段的纵向边缘仅相交一次或相交奇数次的情况下，沟槽段的端部在转子模块两相对的端面上沿周向布置在所属的永久磁体的纵向边缘的相对侧上。为了能由这样的转子模块组成具有贯通沟槽的转子，必须设置具有不同的也即相对倾斜的沟槽段的转子模块，或必须在转子模块本身中设置不同的也即相对倾斜的沟槽段，从而如果两个转子模块以预定的角度相对旋转，它们由此就能相互叠置，也就能在其外周上形成贯通的、之字形的沟槽。或者，转子模块上的沟槽段分别利用其中心线与邻接的永久磁体段的纵向边缘相交多次。在沟槽段的中心线与永久磁体段的纵向边缘相交两次或相交别的偶数次的情况下，沟槽段的端部在转子模块的两端部始终在相同的周向上与永久磁体段的纵向边缘间隔开。此外，优选转子具有至少两个转子模块，所述至少两个转子模块沿转子旋转轴线方向的长度不同，由此就可实现由转子模块组成的、不同转子长度的细微阶梯等级(Abstufung)。至少一个转子模块优选具有分别这样成角度构造的沟槽段，该沟槽段的中心线在转子模块的两相对端面上沿周向在相同的方向上与邻接的永久磁体的纵向边缘间隔相同远的距离。这样的布置方式在上述情况下尤其有利，其中沟槽段利用其中心线与邻接的转子模块的纵向边缘相交两次或相交别的偶数次。该布置方式能让所有这样构造的转子模块随意组合，其中各个转子模块的沟槽段与各个转子模块之间的交接点接触，于是就能在转子的外周上构成贯通的沟槽。各个转子模块的沟槽段在此优选这样与各个转子模块之间的交接点互相连接，即，使得在转子模块之间的交接点上，在沟槽中形成角度或弯折。沟槽和/或沟槽段例如以之字形向邻接的磁体或磁体段的纵向边缘延展。通过具有相对倾斜的沟槽段的转子模块互相接合，或通过沟槽段早已自身在转子模块中以之字形延伸，可实现沟槽以之字形延伸。沟槽或沟槽段以之字形延伸的优点在于，可在每个转子模块中确保在那里存在的沟槽段以理想的周边区域或旋转角延伸过邻接的永久磁体段的纵向边缘，以便实现电动机平稳的转矩分布。按此方式构造的不同的转子模块可随意组合，以便形成不同长度的转子，其中始终确保了在整个转子的长度上，永久磁体的纵向边缘均匀地被倾斜延伸的沟槽覆盖，以便实现均匀的转矩分布。优选的是，分别将沟槽构造为，使得它们分别在整个转子的长度上至少沿径向基本覆盖邻接的永久磁体的纵向边缘。这意味着，沿转子的长度看，在转子的每个位置，永久磁体在转子外周上的外纵向边缘被倾斜延伸的沟槽覆盖。沟槽优选具有这样的倾斜角和这样的沟槽宽度，即，尽管沟槽在每个位置上都是倾斜的，但还是基本覆盖或接触永久磁体的纵向边缘。在此这样形成覆盖，即从永久磁体的纵向边缘径向向外看，在转子的外周上始终存有一部分沟槽。此外优选这样布置沟槽，即，使得分别有一个沟槽沿径向覆盖两本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动机的永磁转子，其中该转子内的多个永久磁体（４；３６）平行于该转子的旋转轴线（Ｘ）延伸，并且在该转子的外周上、在所述永久磁体（４；３６）的径向外纵向边缘（８；１６）的区域中，形成多个向外敞开的沟槽，这些沟槽在周向上分别相对于邻接的永久磁体（４；３６）的纵向边缘（６；１８）倾斜或弯曲，其特征在于，各沟槽（６；１８）的中心线与邻接的永久磁体（４；３６）的纵向边缘（８；１６）至少相交一次，转子外侧上的沟槽（６；１８）在周向上的宽度小于该沟槽（６；１８）进一步位于径向内部的区域中的宽度，并且所述沟槽（６；１８）的横截面形状在该转子的长度上恒定。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-11-12 04026962.31.一种用于电动机的永磁转子，其中该转子内的多个永久磁体(4；36)平行于该转子的旋转轴线(X)延伸，并且在该转子的外周上、在所述永久磁体(4；36)的径向外纵向边缘(8；16)的区域中，形成多个向外敞开的沟槽，这些沟槽在周向上分别相对于邻接的永久磁体(4；36)的纵向边缘(6；18)倾斜或弯曲，其特征在于，各沟槽(6；18)的中心线与邻接的永久磁体(4；36)的纵向边缘(8；16)至少相交一次，转子外侧上的沟槽(6；18)在周向上的宽度小于该沟槽(6；18)进一步位于径向内部的区域中的宽度，并且所述沟槽(6；18)的横截面形状在该转子的长度上恒定。2.如权利要求1所述的永磁转子，其特征在于，该转子由至少两个在纵向(X)上互相接合的预制转子模块(32)构成，在每个转子模块(32)中布置有永久磁体段(36)，并且在每个转子模块(32)的外周上具行沟槽段(6；18)，其中在组装所述转子模块(32)时，各个转子模块(32)的沟槽段(6；18)共同构成所述沟槽(6；18)，而各个转子模块的永久磁体段(36)共同构成该转子的永久磁体(4)。3.如权利要求2所述的永磁转子，其特征在于，每个转子模块(32)的沟槽段(6；18)相对于邻接的水久磁体段(36)的纵向边缘(8；16)这样倾斜，即，使得在所述转子模块(32)的每个端面上，所述沟槽段(6；18)的中心线在周向上分别与所述永久磁体段(36)的纵向边缘(8；16)具有相同的预定间距(b)。4.如权利要求2或3所述的永磁转子，其特征在于，每个所述沟槽段(6；18)的中心线与邻接的永久磁体段(36)的纵向边缘(8；16)至少相交一次。5.如权利要求2至4之一所述的永磁转子，其特征在于，该转子具有至少两个转子模块(32)，所述至少两个转子模块(32)在该转子的旋转轴线(X)的方向上长度不同。6.如权利要求2至5之一所述的永磁转子，其特征在于，至少一个转子模块(32)具有分别以下述方式形成角度的沟槽段(6；18)，即，所述沟槽段(6；18)的中心线在所述转子模块(32)的两相对的端面上沿周向在相同的方向上与所述永久磁体(4；36)的纵向边缘(8；16)间隔相同的距离。7.如前述权利要求之一所述的永磁转子，其特征在于，所述沟槽(6；18)和/或沟槽段(6；18)相对于邻接的永久磁体(4)或永久磁体段(36)的纵向边缘(8；16)呈之字形延伸。8.如前述权利要求之一所述的永磁转子，其特征在于，所述沟槽(6；18)分别形成为，使得所述沟槽分别在整个转子的长度(X)上至少沿径向基本覆盖邻接的永久磁体(4；36)的纵向边缘(8；16)。9.如前述权利要求之一所述的永磁转子，其特征在于，所述沟槽(6；18)布置为分别有一个沟槽(6；18)沿径向覆盖两个相邻的永久磁体(4；36)的径向外纵向边缘(8；16)。10.如前述权利要求之一所述的永磁转子，其特征在于，所述沟槽(6；18)具有燕尾形的横截面。11.如前述权利要求之一...

【专利技术属性】
技术研发人员：亨里克罗斯科夫佩德森，凯尔赫勒加尔德，凯尔德福尔萨克拉斯穆森，
申请(专利权)人：格伦德福斯联合股份公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]