具有永磁体和聚磁作用的同步旋转电机制造技术

本发明专利技术涉及具有永磁体和聚磁作用的同步旋转电机。根据本发明专利技术的电机包括定子(10)和转子(11)。转子是聚磁类型并包括由永磁体(PM)形成的多个交替的北极和南极。磁体被容纳在设置在转子的磁性主体中的槽(E1)中。根据本发明专利技术，对于每个永磁体，转子包括允许去磁磁通的流通的磁路。该磁路具有作为磁体的内部磁阻(Ra)的函数而被确定的去磁通磁路的磁阻(Rf)，以使去磁通磁路的磁阻与磁体的内部磁阻(Ra)之比(Rf/Ra)在保证磁体抵抗去磁风险的预设值的范围内。根据磁体的类型，该预设值的范围为大约0.3至大约3。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及具有永磁体和聚磁作用(flux concentration)的同步旋转电机。更特别地，本专利技术涉及用于例如电动力或混合动力机动车中的发电机或电力牵引马达的应用的该类型旋转电机。
技术介绍
由于输出和功率重量比和功率容积比方面的性能改善，目前具有永磁体的同步马达被广泛使用在机动车的牵引领域。此外，稀土永磁体的大量的且在可接受的经济条件之下的可用性使这种电马达的选择对于新世代的机动车是可行的。这种电马达可被生产有大范围的功率和速度，并将在已知为“轻度混合 (mild-hybrid) ”和“全混合(full-hybrid) ”类型的全电动车辆中和低(X)2车辆中得到应用。“轻度混合”应用通常涉及8至IOKW量级的电马达，例如安装在热力发动机前部并通过传动带联接到该热力发动机的电马达。这种电马达可通过提供转矩电辅助减少热立体容积(thermal cubic capacity)(发动机缩小)，该转矩电辅助特别是在加速时供应辅助功率。此外，还可通过该同一电马达提供低速牵引，例如在城市环境中。“全混合”类型的应用通常涉及30至50KW的马达，用于串联和/或并联类型的结构，具有一个或多个电马达在车辆的牵引链中更成功水平的整合。在已知的具有永磁体的不同的同步马达中，聚磁类型的同步马达由于其出色的性能特别地引人注目。在这些聚磁马达中，磁体被隐藏在转子的磁性主体中并根据大致径向的结构设置。在机动车中，用在所有车辆的流通任务的牵引中的电马达承受着各种速度和负荷条件。由去磁通策略(defluxing strategy)(也称为“去磁策略(demagnetisation strategy) ”)补充用于实现高速区的最大转矩控制策略似乎是用于控制电马达的适合方案。但是，具有永磁体的马达中的去磁通有磁体去磁的风险，在磁体温度高的时候甚至有更大的风险。由于这些马达的磁体在转子中的设置，聚磁马达特别容易遭受这种去磁的风险。因此，期望设计具有永磁体和聚磁作用的同步旋转电机，磁体的去磁风险在该同步旋转电机中可控或甚至完全消除。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及旋转电机，包括装备有定子绕组的定子和转子，转子包括由永磁体形成的多个交替的北极和南极，这些永磁体根据已知为具有聚磁作用的大致径向构造设置，永磁体被容纳在设置在转子的磁性主体中的各第一槽中。根据本专利技术，对于每个永磁体，转子包括允许去磁磁通的流通的至少一个去磁通磁路，去磁通磁路具有作为永磁体的内部磁阻的函数而被确定的去磁通磁路的磁阻，以使去磁通磁路的磁阻与磁体的内部磁阻之比在当强度等于电机短路电流强度的电流被注入3定子绕组时保证永磁体抵抗任何去磁风险的大约0. 3至大约3的预设值范围内，以便抵抗由永磁体产生的磁通。优选地，永磁体是大致矩形的形状。根据本专利技术的特定实施形式，永磁体是NdFeB类型，并且预设值范围为大约0.7至大约1. 5。根据本专利技术的特定特征，去磁通磁路包括设置在相应磁极的磁性主体中的第二槽，该第二槽位于磁极的下中心部分，该第二槽在界定磁极的两个相继的径向永磁体的下末端之间以大致相等的距离居中，并具有贡献去磁通磁路的磁阻的第一磁阻。根据本专利技术的进一步特定特征，去磁通磁路在相应磁极的磁性主体中包括收缩部，收缩部位于磁极的下中心部分，在相应永磁体的下末端和第二槽之间，并且收缩部具有贡献去磁通磁路的磁阻的第二磁阻。根据本专利技术的进一步特定特征，去磁通磁路在转子的磁性主体中包括凹部，该凹部在转子的外周处和形成永磁体壳体的第一槽的内部处显现，凹部大致为径向的并平行于转子的轴线，并且凹部具有贡献去磁通磁路的磁阻的第三磁阻。根据本专利技术的进一步特定特征，形成永磁体壳体的第一槽在其底部部分包括至少一个第一空间，该第一空间由永磁体留空并形成第一磁阻空间，所述第一磁阻空间阻止永磁体在其底部部分的局部去磁。根据本专利技术的进一步特定特征，形成永磁体壳体的第一槽在其上部部分包括至少一个第二空间，该第二空间由永磁体留空并形成第二磁阻空间，所述第二磁阻空间阻止永磁体在其上部部分的局部去磁。根据本专利技术的进一步特定特征，转子在其每个磁极中包括在所涉及的磁极的磁性主体中、在界定磁极的两个相继的永磁体之间径向地设置的第三槽，第三槽具有参与控制穿过转子的中心部分的去磁磁通的底部部分和参与减少转子的机械惯量的顶部部分。附图说明本专利技术的其他特征和优势将在参考以下附图阅读以下多个特定实施方式的描述后得以显现，其中图1以简化方式示出了根据本专利技术的具有永磁体和聚磁作用的可去磁通 (defluxable)旋转电机的特定实施方式的结构；图2示出了实施在图1的电机的转子的磁性主体中的不同槽；图3示出了永磁体的安装构造，在磁体的顶部末端处合并有条；图4示出了用于图1的电机的转子永磁体的去磁通电路(defluxing magnetic circuit)的磁阻网络；图5是磁体的磁化曲线，显示出这些磁体在其负荷的直线交点处的工作点；图6a和6b分别示出了在槽E3的每侧上形成转子的磁性主体之间的桥接部的部分的第一和第二实施例；图7和8分别是作为形成图6a和6b的桥接部的那部分的高度H的函数的转矩和惯量曲线；以及图9和10分别是作为形成图6a和6b的桥接部的那部分的长度L的函数的电机转矩曲线和转子惯量曲线。 具体实施例方式图1示出了根据本专利技术的可去磁通旋转电机的特定实施方式1的结构。电机1是具有隐藏磁体和聚磁作用的类型并包括定子10和转子11。根据本专利技术的这种电机的具体实施例是例如应用于已知为“轻度混合”类型机动车的8至IOKW的牵引马达。该马达的特定实施方式包括具有60个凹部101的定子10和包括10个交替的北极和南极的转子11。转子11具有100毫米量级的直径和50毫米量级的轴向长度。转子11包括10个永磁体PM，该永磁体具有大致为矩形的形状并具有尺寸 长度(Lzs) X高度OO X宽度(Ia) = 50毫米X 25毫米X 5毫米。定子10和转子11传统地装备有形成磁性主体的金属片包。定子10的凹部101被设置用于接收定子绕组(未示出)并在凹部之间形成多个定子齿。根据实施例的形式，凹部101将被设置用于容纳缠绕在大齿上的集中绕组或分配绕组。转子11具有通常的多叶柱体形状，每个叶与转子的磁极对应。磁体PM被径向地设置以便得到聚磁类型的转子结构。在一些形式的实施例中， 磁体PM可相对于转子11的半径略微不均衡。磁体PM优选地是稀土永磁体，例如钕铁硼 (NeFeB)、钐铁(SmFe)或钐钴(SmCo)类型的磁体或从烧结或粘结铁氧体获得的磁体。转子10包括形成在其两个面部末端并被设计用于接收其传动轴A的中心孔。需要注意的是，在本专利技术中，轴A可根据设想的应用由磁性或非磁性材料制造。转子10还包括槽El、E2和E3，重复用于每个磁极并在转子的大约整个长度上轴向地延伸。不具有槽El、E2和E3的闭合金属片可被设置在转子11的面部末端处，以便帮助转子11的组装。金属片包边缘处的钎焊点(未示出)和平行于中心轴线的贯穿拉杆(未示出)也被设置用于转子11的组装。贯穿拉杆根据应用由磁性或非磁性材料制造。有利地，使拉杆穿过转子11的金属片包的通道可被制成为穿过槽E3。在该特定实施形式中，每个槽El、E2和E3的数量都是10个，该数量对应于转子1本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种旋转电机，包括装备有定子绕组的定子（１０）和转子（１１），所述转子包括多个交替的北极和南极，所述北极和南极由根据已知为具有聚磁作用的大致径向构造设置的永磁体（ＰＭ）形成，所述永磁体（ＰＭ）被容纳在设置在所述转子（１１）的磁性主体中的各第一槽（Ｅ１）中，其特征在于，对于每个永磁体（ＰＭ），所述转子包括允许去磁磁通的流通的至少一个去磁通磁路，所述去磁通磁路具有作为所述永磁体（ＰＭ）的磁体内部磁阻（Ｒａ）的函数而被确定的去磁通磁路的磁阻（Ｒｆ），以使所述去磁通磁路的磁阻（Ｒｆ）与所述磁体内部磁阻（Ｒａ）之比（Ｒｆ／Ｒａ）在当强度等于所述电机的短路电流强度的电流被注入所述定子绕组时保证所述永磁体（ＰＭ）抵抗去磁风险的大约０．３至大约３的预设值范围内，以便抵抗由永磁体（ＰＭ）产生的磁通。

【技术特征摘要】
2010.03.31 FR 10/524481.一种旋转电机，包括装备有定子绕组的定子(10)和转子(11)，所述转子包括多个交替的北极和南极，所述北极和南极由根据已知为具有聚磁作用的大致径向构造设置的永磁体(PM)形成，所述永磁体(PM)被容纳在设置在所述转子(11)的磁性主体中的各第一槽(El)中，其特征在于，对于每个永磁体(PM)，所述转子包括允许去磁磁通的流通的至少一个去磁通磁路，所述去磁通磁路具有作为所述永磁体(PM)的磁体内部磁阻(Ra)的函数而被确定的去磁通磁路的磁阻(Rf)，以使所述去磁通磁路的磁阻(Rf)与所述磁体内部磁阻 (Ra)之比(Rf/Ra)在当强度等于所述电机的短路电流强度的电流被注入所述定子绕组时保证所述永磁体(PM)抵抗去磁风险的大约0. 3至大约3的预设值范围内，以便抵抗由永磁体 (PM)产生的磁通。2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述永磁体(PM)具有大致为矩形的形状。3.根据权利要求1或2所述的旋转电机，其特征在于，所述永磁体(PM)是NdFeB类型， 并且所述预设值范围为大约0. 7至大约1. 5。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的旋转电机，其特征在于，所述去磁通磁路包括设置在相应磁极的磁性主体中的第二槽(E2)，所述第二槽(E》位于所述磁极的下中心部分，所述第二槽(E》在界定所述磁极的两个相继的径向永磁体(PM)的下末端之间以大致相等的距离居中，并具有贡献所述去磁通磁路的磁阻(Rf)的第一磁阻(Rbl)。5.根据权利要求4所述的旋转电机，其特征在于，所述去磁通磁路在相应的磁极的磁性主体...

【专利技术属性】
技术研发人员：让克劳德马特，杰罗姆勒格兰格，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：发明
国别省市：FR