转子芯、用于转子芯的模组、转子和电动机制造技术

本发明专利技术提供了转子芯、用于转子芯的模组、转子和电动机，其中q轴电感增大并且防止磁通量的泄露以确保在高水平驱动速度下的高功率操作。转子包括：转子芯，在其中央处形成有耦合到轴的孔；和模组，配置为耦接到转子芯，并包括彼此间隔开的成对的第一永磁体以及将第一永磁体的端部彼此连接的第一连接部。

【技术实现步骤摘要】
转子芯、用于转子芯的模组、转子和电动机
以下的描述涉及在高水平驱动速度提供高功率操作的转子和电动机。
技术介绍
电动机分为永磁同步电动机（PMSM）、感应电动机、开关磁阻电动机（SRM）等。PMSM使用永磁体，具有高水平的功率密度、紧凑尺寸的结构以及优良的操作效率。在这点上，PMSM被广泛应用到混合动力汽车或电动车的电动机。通常，用于PMSM的磁体利用稀土资源形成。例如，稀土资源磁体可以是具有优良剩磁（Br）和矫顽力（Hc）的钕（NdFeB）磁体。然而，稀土资源的稀缺性导致稀土资源磁体的高成本和宽的成本波动。因而，需要稀土元素的替代物或者需要能够提供相应于利用稀土资源的电动机的性能而不使用稀土资源的电动机制造技术。
技术实现思路
根据各示范性实施例的方面，提供一种包括转子芯和模组的转子。转子芯在其中心处形成有耦合到轴的孔。模组配置为耦接到转子芯并包括彼此间隔开的成对的第一永磁体以及将第一永磁体的端部彼此连接的第一连接部。第一连接部将第一永磁体的邻近转子芯的内侧的端部彼此连接。第一连接部与转子芯的内表面间隔开。模组包括与第一永磁体间隔开的成对的第二永磁体以及将第二永磁体的端部彼此连接的第二连接部。模组包括在第一永磁体之间设置在转子芯的外侧处的第三永磁体。模组提供为偶数个模组，该偶数个模组设置在转子芯上并彼此间隔开且与转子芯的内表面间隔开。模组埋入在转子芯中。第一连接部具有中央部和其余部，该中央部包括永磁体或空气，该其余部包括非磁材料或空气。转子芯包括软磁材料。根据各示范性实施例的另一方面，提供一种包括转子芯和多个模组的转子。转子芯在其中央处形成有耦合到轴的孔。每个模组耦接到转子芯并与转子芯的内表面间隔开。模组提供为彼此间隔开的偶数个模组并包括彼此间隔开的成对的第一永磁体以及将第一永磁体的邻近转子芯的内表面的端部彼此连接的第一连接部。根据示范性实施例的另一方面，提供一种电动机，包括转子、轴和定子。转子包括转子芯，该转子芯在其中央处形成有耦合到轴的孔。转子还包括耦接到转子芯的模组并包括彼此间隔开的成对第一永磁体以及将第一永磁体的端部彼此连接的第一连接部。轴耦合到孔。定子与转子间隔开并包括线圈围绕其缠绕的至少一个槽。第一连接部将第一永磁体的邻近转子芯的内表面的端部彼此连接，第一连接部与转子芯的内表面间隔开。模组包括与第一永磁体间隔开的成对第二永磁体以及将第二永磁体的端部彼此连接的第二连接部。模组包括第三永磁体，该第三永磁体在第一永磁体之间设置在转子芯的外侧处。模组提供为偶数个模组，该偶数个模组设置在转子芯上并彼此间隔开且与转子芯的内表面间隔开。第一连接部具有中央部和其余部，该中央部包括永磁体或空气，该其余部包括非磁材料或空气。转子芯包括软磁材料。从以下的详细描述中其他的特征对于本领域技术人员将变得显然，该详细描述结合附图公开了本专利技术的示范性实施例。附图说明从以下结合附图对实施例的描述，示范性实施例的这些和/或其他的方面将变得显然并更易于理解，附图中：图1是示出根据示范性实施例的电动机的构造的截面图。图2是示出根据示范性实施例的转子的构造的透视图。图3是局部地示出根据示范性实施例的电动机的截面图，描述了穿过永磁体的磁方向。图4是根据示范性实施例的电动机的一部分的截面图，示出由d轴电流和q轴电流产生的磁通量的路径。图5A、5B、5C和5D是示出根据各示范性实施例的各方面的模组的示例的视图。图6A、6B和6C是用于说明根据各示范性实施例的各方面的电动机的性能的视图。元件、特征和结构在附图和详细描述中始终用相同的附图标记指示，并且为了清晰和便利，某些元件的尺寸和比例可以在附图中被夸大。具体实施方式以下的详细描述被提供来帮助读者获得对这里描述的方法、装置和/或系统的更全面的理解。这里描述的系统、装置和/或方法的各种变化、变形和等同物对于本领域技术人员将是显然的。公知功能和结构的描述被省略以增强公开内容的清晰和简洁。图1是示出根据示范性实施例的电动机的构造的截面图。如图1所示，电动机10包括定子100、线圈110、转子120和轴130。定子100包括至少一个槽。线圈110设置在至少一个槽中。定子100被固定并与转子120间隔开。定子100与转子120之间的间距可以大于0.2mm且小于1.5mm。线圈110绕齿101缠绕。转子可以具有在1.0至1.5之间的相对磁导率（Mu）。转子120可以包括模组(module)140和转子芯150。模组140可以包括成对的第一永磁体141以及第一连接部142。成对的第一永磁体141以各种形式设置。例如，成对的第一永磁体可以彼此平行设置或以字母V的形式设置。成对的第一永磁体141可以包括永磁体或硬磁材料。成对的第一永磁体141还可以包括具有低Br值的磁体诸如铁氧体磁体以及铁、镍、铁氧体、钴的合金以及其他磁性材料诸如天然磁石。成对的第一永磁体可以具有在0.3特斯拉至1.5特斯拉之间的Br值。当具有较高Br值的永磁体使用在转子结构中时，在不改变转子的整个结构的情形下，与使用基于铁氧体的磁体相比时，所需要的磁体的数目将减少。成对的第一永磁体141可以沿圆周方向在彼此相反的方向上磁化。例如，成对的第一永磁体141可以沿从第一永磁体141的外侧160出发穿过第一永磁体141到第一永磁体的内侧的方向磁化。备选地，第一永磁体141可以沿从第一永磁体141的内侧161通过第一永磁体141到达第一永磁体141的外侧的方向磁化。第一连接部142将第一永磁体141的端部彼此连接。例如，第一连接部142可以将第一永磁体141的邻近转子芯150的内侧的端部彼此相连。第一连接部142设置为与转子芯150的内表面间隔开。例如，第一连接部142可以与转子芯150的内表面间隔开预定间隔。第一连接部142在圆周方向上的长度取决于第一永磁体141在径向方向上的厚度，第一连接部142在径向方向上的厚度可以是永磁体141在圆周方向上的厚度的一半。第一连接部142可以包括非磁材料或空气。在第一连接部142包括空气的情形下，第一连接部142可以包括空的空间。备选地，第一连接部142可以包括中央部和其余部，该中央部包括磁性材料，该其余部包括非磁材料或空气。第一连接部142的磁性材料可以是与第一永磁体141相同的材料或不同的材料。后面将参照图5A至5D详细描述模组140的各种形状。转子120可以包括偶数个模组140。该偶数个模组140中的一个在转子芯150的外侧形成北（N）极，相邻的模组在转子芯150的外侧形成南（S）极。将参照图3来描述模组的具体形状。模组140可以通过各种方案来耦接到转子芯150，包括埋入在转子芯150中。转子芯150对应于转子120的除模组140之外的部分。转子芯150可以在其中央处形成有孔并包括软磁材料。软磁材料可以是薄电工钢片。转子芯可以通过堆叠薄电工钢片或软磁复合材料（SMC）形成，该软磁复合材料通过使每个具有几微米尺寸的小磁性颗粒绝缘而形成。轴130插入在所述孔中，使得轴130耦合到转子芯150。因而，轴130通过转子120的旋转而旋转。轴130包括非磁材料。图2是示出根据示范性实施例的转子的构造的透视图。如图1和图2所示，转子120可以包括模组140和转子芯150。模组140可以埋入在转子芯150本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子，包括：转子芯，具有孔，该孔耦合到设置在所述转子的中心处的轴；和模组，设置在所述转子芯中，并包括：成对的第一永磁体，彼此间隔开，和第一连接部，将所述第一永磁体的端部彼此连接。

【技术特征摘要】
2011.05.26 KR 10-2011-00503421.一种转子，包括：转子芯，具有孔，该孔耦合到设置在所述转子的中心处的轴；和第一模组和第二模组，彼此相邻地且交替地设置在所述转子芯中并在其间具有间隙，每个模组包括：成对的第一永磁体，彼此间隔开；第一连接部，将所述第一永磁体的端部彼此连接；成对的第二永磁体，与所述第一永磁体间隔开；以及第二连接部，将所述第二永磁体的端部彼此连接，其中所述成对的第一永磁体和所述第一连接部设置在所述成对的第二永磁体和所述第二连接部内，其中所述第一模组的所述第一永磁体在其面对所述间隙的一侧具有N极，而所述第二模组的所述第一永磁体在其面对所述间隙的一侧具有S极，其中所述成对的第二永磁体被磁化为具有与所述第一永磁体相同的磁极，其中在由q轴电流产生的磁通量的路径中，仅定子与所述转子芯之间的间隙用作阻碍磁通量流动的因素，并且由d轴电流产生的磁通量的路径经过所述成对的第一永磁体、所述成对的第二永磁体和所述定子与所述转子芯的间隙。2.如权利要求1所述的转子，其中所述第一连接部将所述第一永磁体的邻近所述转子芯的内侧的所述端部彼此连接。3.如权利要求1所述的转子，其中所述第一连接部与所述转子芯的内表面间隔开。4.如权利要求1所述的转子，其中所述模组包括：第三永磁体，在所述成对的第一永磁体之间设置在所述转子芯的外侧处，其中所述第三永磁体具有能够增加所述模组中产生的总磁通量的磁极。5.如权利要求1所述的转子，其中所述第一模组和所述第二模组设置在所述转子芯上且与所述转子芯的内表面间隔开。6.如权利要求1所述的转子，其中所述第一模组和所述第二模组埋入在所述转子芯中。7.如权利要求1所述的转子，其中所述第一连接部包括：中央部，包括永磁体；和其余部，包括非磁材料或空气。8.如权利要求1所述的转子，其中所述第一连接部包括非磁材料或空气，且其中所述转子芯包括软磁材料。9.一种电动机，包括：转子，包括转子芯，该转子芯具有孔，该孔耦接到设置在所述转子的中心处的轴；定子，与所述转子间隔开，并包括线圈绕其缠绕的至少一个槽；以及第一模组和第二模组，彼此相邻且交替地设置在所述转子芯中并在其间具有间隙，每个模组包括：成对的第一永磁体，彼此间隔开；第一连接部，将所述第一永磁体的端部彼此连接；成对的第二永磁体，与所述第一永磁体间隔开；以及第二连接部，将所述第二永磁体的端部彼此连接，其中所述成对的第一永磁体和所述第一连接部设置在所述成对的第二永磁体和所述第二连接部内，其中所述第一模组的所述第一永磁体在其面对所述间隙的一侧具有N极，而所述第二模组的所述第一永磁体在其面对所述间隙的一侧具有S极，其中所述成对的第二永磁体被磁化为具有与所述第一永磁体相同的磁极，其中在由q轴电流产生的磁通量的路径中，仅所述定子与所述转子芯之间的间隙用作阻碍磁通量流动的因素，并且由d轴电流产生的磁通量的路径经过所述成对的第一永磁体、所述成对的第二永磁体和所述定子与所述转子芯的间隙。10.如权利要求9所述的电动机，其中所述第一连接部将所述第一永磁体的邻近所述转子芯的内表面的端部彼此连接，并且所述第一连接部与所述转子芯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔鸿洵，赵镇佑，林成泽，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，庆北大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：