用于电机的转子制造技术

一种内置式永磁(IPM)电机具有改进的转子配置以管理由作用在容纳在其中的永磁体的电磁力引起的机械应力。这包括在转子中提供磁体腔、在拐角中具有足够间隙，其中槽拐角的一部分使用新颖几何形状以特定曲率形状形成。通过这样做，获得更大表面积以均匀分布在旋转期间由作用在转子上的离心力引起的应力，因此减少应力集中。此外，在磁体拐角与转子层压件之间实现扩大的空间，因此提供永磁体在磁体腔中的稳健封装和动态支撑。此外，扩大的空间提供改善的间隙以便于制造和组装。善的间隙以便于制造和组装。善的间隙以便于制造和组装。

【技术实现步骤摘要】
用于电机的转子


[0001]本公开涉及用于电机的转子。

技术介绍

[0002]诸如马达
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发电机单元的旋转电机包括被配置成围绕限定轴线的轴旋转的转子和定子。一种类型的旋转电机是内置式永磁(IPM)电机，其中转子包括布置在形成在其外周边附近的纵向槽中的多个永磁体。多个永磁体与由定子产生的旋转磁场相互作用以在转子的轴上引起转矩以促进其旋转。
[0003]在旋转期间，转子经历机械应力，因为经由定子产生的电磁力作用在多个永磁体上以产生传递到转子轴的转矩，其中机械应力由转子的纵向槽中的永磁体的离心力引起。可以基于机械应力限制电机的动态速度和转矩操作范围。
[0004]然而，工程师试图设计如下电动马达：其能够进行更高速度操作以增加功率密度并减小马达的大小。随着马达速度增加，已经发现，在中速至低速下工作良好的磁体槽拐角中的已知圆角设计实际上由于由离心力引起的应力集中而限制实现非常高速度操作的能力。
[0005]用于减少磁体槽拐角处的应力集中的已知设计包括通过朝向磁体添加（或不去除）内侧拐角材料而使用圆角，其中更大拐角半径对于实现改进的应力减小来说是优选的。然而，对于处于非常高速度的马达，由于空间限制，目标应力值更难以实现，并且可能导致磁体与转子之间的更小间隙。这可能在制造和组装期间导致问题，包括零件间的可变性、公差等等。
[0006]需要一种用于IPM电机的改进的转子配置以更好地管理由作用在转子上的永磁体的离心力引起的机械应力。还需要一种改进的转子配置以提供用于IPM电机的转子的改进的稳健性，包括永磁体在形成在转子中的纵向槽内的放置的稳健性。还需要一种转子的改进的可制造性，包括将永磁体插入形成在转子中的纵向腔内的改进的能力。

技术实现思路

[0007]本文中描述的构思提供一种具有改进的转子配置的内置式永磁(IPM)电机以更好地管理由作用在容纳在其中的永磁体的电磁力引起的机械应力。这包括在转子中提供磁体腔、在拐角中具有足够间隙，其中槽拐角的一部分使用新颖几何形状以特定曲率形状形成。通过这样做，获得更大表面积以均匀分布在高速旋转时由离心力引起的应力，因此减少应力集中。此外，在磁体拐角与转子层压件之间实现扩大的空间，因此提供永磁体在磁体腔中的稳健封装和动态支撑。此外，扩大的空间提供改善的间隙以便于制造和组装。
[0008]本公开的一方面包括一种用于内置式永磁电机的转子的层压板。层压板是具有多个细长孔口的盘形板，其中细长孔口中的每一者具有相对的第一和第二侧以及相对的第一和第二端部。第一端部朝向盘形板的旋转轴线安置，并且第二端部朝向盘形板的外周边安置。第二端部包括拐角部分和承载部分，其中承载部分垂直于第一侧布置。拐角部分具有限
定凹入第一侧中的空隙区域的边缘。边缘具有非线性几何形状，非线性几何形状包括与凹入部分串联布置的凸出部分，其中凸出部分连接到第一侧，并且凹入部分连接到第二端部的承载部分。边缘最小化拐角部分中的应力集中，应力集中在转子在IPM电机中旋转时可以由诸如安置在细长孔口中并且作用在承载部分上的永磁体的元件的离心力引起。
[0009]本公开的另一方面包括拐角部分的边缘的具有第一旋转轴线R1的凸出部分和具有第二旋转轴线R2的凹入部分，其中第一旋转轴线R1大于第二旋转轴线R2。
[0010]本公开的另一方面包括拐角部分的边缘的具有第一旋转轴线R1的凸出部分和具有第二旋转轴线R2的凹入部分，其中第一旋转轴线R1小于2 mm，并且其中第二旋转轴线R2大于0.05 mm。
[0011]本公开的另一方面包括拐角部分的边缘，其是复杂样条曲线，其进入到板中的最大深度小于2 mm。
[0012]本公开的另一方面包括边缘最小化拐角部分中的应力集中，所述应力集中在转子在IPM电机中旋转时由安置在孔口中的元件的离心力引起，其中元件被布置成作用在承载部分上。
[0013]本公开的另一方面包括层压板由电工钢制作而成。
[0014]本公开的另一方面包括多个孔口沿周向布置。
[0015]本公开的另一方面包括多个层压件是按纵向堆叠布置安置在可旋转轴上的盘形层压件，其中层压件中的每一者包括多个孔口，其中层压件布置在可旋转轴上，使得孔口对准以形成轴向安置的腔。
[0016]本公开的另一方面包括一种用于内置式永磁(IPM)电机的转子，其包括安置在纵向轴线上的可旋转轴、布置在可旋转轴上的多个盘形板以及多个永磁体。多个盘形板中的每一者限定多个孔口。多个盘形板被布置成使得多个孔口对准以形成多个轴向安置的腔，并且多个永磁体安置在多个轴向安置的腔中。多个盘形板的孔口中的每一者具有相对的第一和第二侧以及相对的第一和第二端部，其中第一端部朝向纵向轴线安置，并且其中第二端部朝向盘形板的外周边安置。第二端部包括拐角部分和承载部分，并且承载部分垂直于第一侧布置。拐角部分具有限定凹入第一侧中的空隙区域的边缘，其中边缘包括与凹入部分串联布置的凸出部分。凸出部分连接到第一侧，并且凹入部分连接到第二端部的承载部分。边缘最小化拐角部分中的应力集中，所述应力集中在转子旋转时由永磁体的安置在孔口中的相应一者的离心力引起。
[0017]本公开的另一方面包括一种内置式永磁(IPM)电机，其包括可旋转地布置在定子内的转子。转子包括安置在纵向轴线上的可旋转轴、布置在可旋转轴上的多个层压板以及多个永磁体。多个层压板中的每一者限定多个孔口。多个盘形板被布置成使得多个孔口对准以形成多个轴向安置的腔，并且多个永磁体安置在多个轴向安置的腔中。多个盘形板的孔口中的每一者具有相对的第一和第二侧以及相对的第一和第二端部，其中第一端部朝向纵向轴线安置，并且其中第二端部朝向盘形板的外周边安置。第二端部包括拐角部分和承载部分，并且承载部分垂直于第一侧布置。拐角部分具有限定凹入第一侧中的空隙区域的边缘，其中边缘包括与凹入部分串联布置的凸出部分。凸出部分连接到第一侧，并且凹入部分连接到第二端部的承载部分。边缘最小化拐角部分中的应力集中，所述应力集中在转子在定子中旋转时由永磁体的安置在孔口中的相应一者的离心力引起。
[0018]结合附图，根据如在所附权利要求书中限定的用于执行本教示的一些最佳模式和其他实施例的以下具体实施方式，容易显而易见到本教示的以上特征和优点以及其他特征和优点。
[0019]本专利技术还包括如下技术方案。
[0020]技术方案1. 一种用于内置式永磁电机的转子的层压板，其包括：限定多个细长孔口的盘形板；其中，细长孔口中的每一者具有形成相对的第一和第二侧的第一侧和第二侧，以及形成相对的第一和第二端部的第一端部和第二端部；其中，第一端部朝向盘形板的旋转轴线安置，并且其中，第二端部朝向盘形板的外周边安置；其中，第二端部包括拐角部分和承载部分；其中，承载部分垂直于第一侧布置；其中，拐角部分具有限定凹入第一侧中的空隙区域的边缘；其中，边缘包括与凹入部分串联布置的凸出部分；其中，凸出部分连接到第一侧；其中，凹入部分连接到第二端部的承载部分；并且其中，边缘使拐角部分中的应力集中最小化，所述应力本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于内置式永磁电机的转子的层压板，其包括：限定多个细长孔口的盘形板；其中，细长孔口中的每一者具有形成相对的第一和第二侧的第一侧和第二侧，以及形成相对的第一和第二端部的第一端部和第二端部；其中，第一端部朝向盘形板的旋转轴线安置，并且其中，第二端部朝向盘形板的外周边安置；其中，第二端部包括拐角部分和承载部分；其中，承载部分垂直于第一侧布置；其中，拐角部分具有限定凹入第一侧中的空隙区域的边缘；其中，边缘包括与凹入部分串联布置的凸出部分；其中，凸出部分连接到第一侧；其中，凹入部分连接到第二端部的承载部分；并且其中，边缘使拐角部分中的应力集中最小化，所述应力集中在转子在IPM电机中旋转时由离心力引起。2.根据权利要求1的层压板，其中，拐角部分的边缘包括具有第一旋转轴线R1的凸出部分和具有第二旋转轴线R2的凹入部分；并且其中，第一旋转轴线R1大于第二旋转轴线R2。3. 根据权利要求2的层压板，其中，拐角部分的边缘包括具有第一旋转轴线R1的凸出部分和具有第二旋转轴线R2的凹入部分；并且其中，第一旋转轴线R1小于2 mm，并且其中，第二旋转轴线R2大于0.05 mm。4. 根据权利要求1的层压板，其中，拐角部分的边缘包括凸出部分和凹入部分，所述边缘是复杂样条曲线，其进入到盘形板中的最大深度小于2 mm。5.根据权利要求1的层压板，其中，边缘使拐角部分中的应力集中最小化，所述应力集中在转子在IPM电机中旋转时由安置在孔口中的元件的离心力引起，并且其中，元件被布置成作用在承载部分上。6...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫成，
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：