轴向磁通电机制造技术

一种轴向磁通电机(10)，包括定子(14)和转子(16)。该转子能 围绕转子旋转轴线(18)旋转，定子的至少一部分在定子与转子之间的轴 向边界区(20)上可面对转子的至少一部分。该转子可包括转子体(23) 和包括多个安装在转子体上的永久磁体(36)的永久磁体组(32)。该永 久磁体组可使得磁通流过永久磁体组与定子之间的轴向边界区。永久磁体 组的多个永久磁体可包括形成第一轴向永久磁体层(46)的一个或多个永 久磁体和形成设置在第一轴向永久磁体层与轴向边界区之间的第二轴向永 久磁体层(48)的一个或多个永久磁体。

【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具有定子和转子的电机，特别涉及一种具有定子和转 子的轴向磁通电机。
技术介绍
许多电机如电动机和发电机包括定子和邻近定子的、围绕转子旋转轴 线旋转的转子。这类电机可利用磁通在定子与转子之间传递功率。某些电磁通可从形成转子北磁极的永久磁体穿过定子流到形成转子南磁极的永久 磁体。对于轴向磁通电机，磁通在转子与定子之间流动时可流过转子旋转 轴线方向上的轴向间隙。不幸的是，轴向磁通电机的所有永久磁体通常例如利用粘合剂安装在 转子的外表面上。这样，永久磁体与转子之间的连接较弱，这在永久磁体 受力很大的情形和/或情况下可能阻止电机运行。例如，将永久磁体安装在 轴向磁通电机的转子外表面可能阻止转子在高速下旋转，因为很大的离心 力会迫使永久磁体从转子上脱落。Van Tichelen等人的、公开的美国专利申请No.2005/0029886A1( ，886 申请，，)提出了一种具有夹紧在转子中的永久磁体的轴向磁通电机。，886 申请提出的轴向磁通电机包括沿转子旋转所围绕的轴线邻近布置的转子和 定子。，886申请的各永久磁体都设置在一通道中，该通道平行于转子旋转 所围绕的轴线延伸穿过转子。螺栓连接在转子的与定子相邻 一侧/侧面/侧边 上的板盖住通道的与定子相邻的端部，螺栓连接在转子另一侧上的材料环 盖住通道的与定子相反的端部。，886申请所公开的轴向磁通电机中，各永久磁体分别形成转子的-兹极。尽管，886申请提出了带有夹入转子中的永久磁体的轴向磁通电机，但 仍存在若干缺点。例如，由于单个永久磁体可产生的磁场较弱，所以分别本专利技术的轴向磁通电机和方法解决了上述一个或多个问题。
技术实现思路
(本专利技术的)一种公开的实施形式涉及包括定子和转子的轴向磁通电 机。该转子可围绕转子旋转轴线旋转，定子的至少一部分可在定子与转子 之间的轴向边界区上面对转子的至少一部分。该转子可包括转子体和包括 多个安装在转子体上的永久磁体的永久磁体组/永久磁团 (permanent-magnet cluster)。该;^久磁体组可侵j寻磁通流过永久/f兹体组 与定子之间的轴向边界区。永久磁体组的多个永久磁体可包括形成第一轴 向永久磁体层的 一个或多个永久磁体和形成设置在第 一轴向永久磁体层与 轴向边界区之间的第二轴向永久磁体层的 一个或多个永久f兹体。另一种实施形式涉及一种运行包括定子和转子的轴向磁通电机的方 法，该转子包括一转子体。该方法可包括选择性地使得转子围绕转子旋转 轴线旋转，定子的至少一部分在定子与转子之间的轴向边界区上面对转子 的至少一部分。此外，该方法可包括使得磁通流过定子与安装在转子体上 的多个永久^兹体之间的轴向边界区。这可包括使得,兹通流过定子与形成永 久磁体组的第 一轴向永久磁体层的 一 个或多个永久磁体之间的轴向边界 区。这也可包括使得磁通流过定子与形成永久磁体组的第二轴向永久磁体 层的 一个或多个永久磁体之间的轴向边界区，该第二轴向永久磁体层设置 在第 一轴向永久^兹体层与轴向边界区之间。另一种实施形式涉及包括定子和转子的轴向磁通电机。该转子可围绕 转子旋转轴线旋转，定子的至少一部分在转子与定子之间的轴向边界区上5面对转子的至少一部分。该转子可包括转子体，该转子体包括转子芯。该 转子还可包括一永久磁体组，该永久磁体组包括安装在转子体上的多个永 久磁体。该永久磁体组可使得磁通流过永久磁体组与定子之间的轴向边界 区。永久》兹体组的多个永久》兹体可包括形成第 一轴向永久磁体层的多个永 久磁体，该第一轴向永久磁体层使转子体的设置在永久磁体组内的部分与 转子体的设置在永久磁体组外的部分基本上磁隔离。附图说明图1为根据本专利技术的轴向磁通电机一个实施例的示意图； 图2为根据本专利技术一个实施例的轴向磁通电机的转子与定子的放大 图；以及图3为根据本专利技术另一个实施例的轴向磁通电机的转子与定子的放大图。具体实施例方式图1示出根据本专利技术的轴向磁通电机10。轴向磁通电机10可构造成 作为电动机和/或发电机运行。轴向磁通电机10可包括一壳体12、 一定子 14和一转子16。壳体12可支撑定子14与转子16。壳体12能以允许转子16围绕一转 子旋转轴线18旋转的方式支撑转子16。壳体12可将定子14支撑在一固 定位置上，从而在定子14与转子16之间形成一轴向边界区/边缘区域。当 在本文中使用时，术语轴向边界区是指在该处转子16的基本上面向转 子旋转轴线18方向的部分与定子14的基本上面向相反方向的部分面对的 边界区。如图l所示，在某些实施例中，转子16和定子14在轴向边界区 20处、在转子旋转轴线18的方向上可邻接一间隙。此外，在某些实施例 中，轴向磁通电机10在转子16与定子14之间的轴向边界区20中可包括 一个或多个结构。定子14可包括电导体如电线的绕组(未示出)。在某些实施例中，这种电导体绕组可构造成接收来自电源的电流并产生旋转磁场。此外，在某些实施例中，这种电导体线圏可构造成当暴露于通过旋转转子16而产生的 旋转磁场中时产生电流。定子14的芯可用各种不同的材料组成，包括但不 限于软磁材料和非晶钢。在由非晶钢形成定子14的芯的实施例中，芯可具 有各种厚度的迭片。转子16可包括一转子轴22和一转子体23。转子体23可包括一转子 毂(未示出)、 一转子芯24和加强件26、 28。转子毂可围绕转子轴22延 伸并连接到该转子轴上。转子芯24可围绕转子毂延伸并连接在该转子穀 上。转子芯24可具有一面向轴向边界区20的外表面30。加强件26可邻 接外表面30，加强件28可邻接转子芯24的另一表面。转子芯24的导磁 率较高，而转子轮毂和加强件26的导磁率可较低。转子芯24可由各种材 料形成，包括但不限于软磁材料和非晶钢。在由非晶钢形成转子芯24的实 施例中，转子芯24可具有各种厚度的迭片。转子16还可包括永久磁体，这些永久磁体中的某些或全部可形成永久 磁体组32、 34。当在本文中使用时，术语永久磁体组是指布置成一组的两 个或多个永久磁体。如图l所示，永久》兹体组32和永久磁体组34可占据 围绕转子旋转轴线18的交替位置。如下文更详细地说明的，每一永久磁体 组32可形成转子16的一北磁极，每一永久》兹体组34可形成转子16的一 南磁极。图2为一对永久磁体组32、 34的放大图，其中示出了由这些永久磁体 组32、 34形成的磁通(虛线)。永久》兹体组32可包括永久》兹体36-39、 永久磁体组34可包括永久磁体62-65。永久磁体36-39、 62-65可为任 何类型的永久磁体，包括^旦不限于粘结磁体(bonded magnet) 、 NdFeB 磁体和SmC磁体。转子体23可包围各永久磁体36-39。转子芯24可包围各永久磁体36 -38、 62-64。可将各永久磁体39、 65插入转子芯24中，其中(永久磁 体39、 65的)表面40、 66设置在转子芯24外部并面对轴向边界区20。 加强件26可与转子芯24共同作用以包围永久磁体39、 65。7永久磁体36 - 39可相对于轴向边界区20形成多个层。永久磁体36、 37、 38可形成一轴向永久》兹体层46,永久》兹体39可形成一i殳置在轴向永 久磁体层46与轴向边界区20之间的轴向永久磁体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向磁通电机（１０），包括：　定子（１４）；　能围绕转子旋转轴线（１８）旋转的转子（１６），其中，定子的至少一部分在定子与转子之间的轴向边界区（２０）上面对转子的至少一部分；其中该转子包括：　转子体（２３），　包括多个安装在所述转子体上的永久磁体（３６）的永久磁体组（３２），其中，该永久磁体组使得磁通流过永久磁体组与定子之间的轴向边界区；其中所述多个永久磁体包括：　形成第一轴向永久磁体层（４６）的一个或多个永久磁体（３６），以及　形成设置在第一轴向永久磁体层与轴向边界区之间的第二轴向永久磁体层（４８）的一个或多个永久磁体（３９）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.7.31 US 11/495,5841.一种轴向磁通电机(10)，包括定子(14)；能围绕转子旋转轴线(18)旋转的转子(16)，其中，定子的至少一部分在定子与转子之间的轴向边界区(20)上面对转子的至少一部分；其中该转子包括转子体(23)，包括多个安装在所述转子体上的永久磁体(36)的永久磁体组(32)，其中，该永久磁体组使得磁通流过永久磁体组与定子之间的轴向边界区；其中所述多个永久磁体包括形成第一轴向永久磁体层(46)的一个或多个永久磁体(36)，以及形成设置在第一轴向永久磁体层与轴向边界区之间的第二轴向永久磁体层(48)的一个或多个永久磁体(39)。2. 按权利要求1所述的轴向磁通电机，其特征在于，所述转子体包 围所述多个永久磁体中的至少 一个。3. 按权利要求1所述的轴向磁通电机，其特征在于，所述多个永久 磁体中的至少 一个由粘结磁性材料构成并被转子体包围。4. 按权利要求1所述的轴向磁通电机，其特征在于，所述转子体包 围所述多个永久磁体中的每一个。5. 按权利要求1所述的轴向磁通电机，其特征在于， 所述转子体包括一转子芯(24);所述形成笫一轴向永久磁体层的一个或多个永久磁体安装在该转子芯 上；以及所述第一轴向永久磁体层使转子芯的设置在该永久磁体组内的部分 (70 )与转子芯的设置在该永久磁体组外的部分基本上磁隔离。6. 按权利要求5所述的轴向磁通电...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·艾丁，M·K·古文，
申请(专利权)人：卡特彼勒公司，
类型：发明
国别省市：US