具有极间结构的旋转电机转子制造技术

本发明专利技术涉及具有爪形极的旋转电机的转子，所述电机包括多个极间磁性组件，所述多个磁性组件具有包括不同磁体级别的至少两个磁性组件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大致涉及旋转电机。更特别地，本专利技术涉及交流发电机或交流发电机-起动器类型的旋转电机，其被设计为用于机动车辆。更加特别地，本专利技术涉及旋转电机，其转子包括一个或多个激励线圈、磁极和布置在磁极之间的永久磁体。由于该布置,这些磁体已知为极间磁体。
技术介绍
通常，转子具有带有爪部的结构。该类型的结构由两个相对的叠盖的磁轮构成，每 一个磁轮包括爪部。磁轮的每一个爪部沿另一磁轮的方向延伸。另外，每一个爪部插入在相对磁轮的两个相继的爪部之间。另外，转子包括磁性零件，激励线圈绕电机的旋转轴缠绕。转子布置在定子内部。当旋转电机运转时，转子绕它的轴线旋转，磁通通过经过定子的绕组而在相邻的磁极(具有相应的相反磁性)之间循环。布置在磁极之间且由爪部构成的磁体用于防止磁通从一个极直接通到另一个极，而不经过定子。实际上，磁通从一个极不经过定子而通到另一个极的该泄漏影响输出，并降低旋转电机的功率性能。实际上，从一个爪部直接通到另一个爪部而不经过定子的磁通不参与电机的运转。极间磁体的使用使得可以限制这些泄漏。已知具有大体平行六面体形状的极间磁体。它们中的每一个放置在转子的两个相邻爪部之间，每一个爪部分别属于两个磁轮中的一个。这些极间磁体借助钩部或通过两个槽(或肩部)被保持，每一个槽(或肩部)设置在爪部的相对的侧边缘中的一个上，磁体位于所述爪部之间。在旋转电机必须提供大功率量的应用中，使用大量这些磁体是必不可少的。由于制成它们的原材料的成本，例如，稀土或铁氧体，这些极间磁体成为转子的成本的主要部分。这些是用于这些磁体的原材料的受限量的主要根源，且它们的开采是受到控制的。原材料因此易受金融投机影响，这已经使得它的价格水平上升。另外，由于磁体的存在可以破坏旋转电机相对于它的旋转轴线的机械平衡，它们的使用不是普遍的，因为这使得转子的机械平衡有问题，而使过程复杂化。铁氧体的重量是稀土的重量的两倍。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过优化旋转电机的设计来改善该情形，以便减少与磁体在这些电机的转子中的使用相关的成本。为了该目的，根据本专利技术的第一方面，提出了一种旋转电机的转子，其具有一轴线，所述转子可以绕该轴线旋转，且可以绕所述转子设置定子。该转子包括两个磁轮，每一个磁轮具有一系列极性爪部，所述爪部根据轴向方向延伸。这些爪部在垂直于轴线的平面上具有基本上梯形的横截面，并从磁轮的外径向端部沿另一磁轮的方向延伸。磁轮布置为使得磁轮的每一个爪部位于另一磁轮的两个相继极性爪部之间。磁性组件可以设置在至少部分极间空间中。每一个磁性组件包括至少一个磁体。至少两个磁性组件具有分别不同于彼此的磁体级别。因此，可以设计电机的转子，其从电和成本的角度被优化。实际上，可以达到例如被供应的电流强度(在被供应的电力方面等)的目标的非常近似程度，同时限制要用于该目的的磁体的成本。例如，根据第一级别的磁体的磁性组件(其是高效的且因此昂贵的)用于达到目标的非常近似程度，随后，完成和实现转子通过根据较不昂贵的第二级别的磁体的磁性组件来完成的目标。例如，至少两个磁性组件由两个不同级别的磁体构成,所述两个不同级别至少从铁氧体材料、稀土材料和招镇钻合金(招、镇、钻)材料中选择。还例如，每一个磁性组件包括单个磁体。 根据一些实施例，至少第一组磁性组件(包括相同级别的至少两个磁性组件)具有在极间空间中基本上均匀分布的角位置。因此，即便存在具有不同级别和密度的磁性组件，转子在其旋转运动中仍然是机械平衡的。例如，具有相同级别的磁体的至少两个磁性组件在垂直于转子的旋转轴线的横向平面上布置在相对于转子的旋转轴线基本上对称的位置中。根据其他实施例，至少第二组磁性组件(包括具有相同级别的至少两个磁性组件)具有在极间空间中基本上不均匀分布的位置，并包括用于转子相对于转子的旋转轴线机械平衡的装置，所述装置设计为补偿由磁性组件的分布产生的不平衡。例如，平衡装置包括转子中的孔或添加到转子上的材料中的至少一种。根据本专利技术的第二和第三方面，提供了包括根据第一方面的转子的交流发电机和交流发电机起动器。附图说明通过阅读以下仅作为例子和参考附图给出的描述将更好地理解本专利技术，在附图中图I是根据一个实施例的转子的纵向横截平面的视图；图2是根据一个实施例的转子的透视图；图3、4、5a、5b和5c是根据一些实施例的转子的径向横截平面的视图；图6是示出根据一个实施例的转子和根据现有技术的转子的性能的图表；和图7和8示出根据一些实施例的机械再平衡装置。具体实施例方式参考图I描述根据本专利技术的实施例的转子。该转子包括至少一个对称轴线X。该轴线对应于转子的旋转轴线。在本专利技术中，“轴向方向”和“径向方向”因此表示诸如由图I中的箭头“A”和“R”分别指示的方向。图I中的转子10可以用在旋转电机中，诸如多相类型的交流发电机，用于具有热机的机动车辆。交流发电机可以是可逆的，并可以操作为具有交流发电机模式和电马达模式的交流发电机起动器，特别是以便起动车辆的热机。转子10与中央轴11 (已知为转子轴)一体旋转。在旋转电机中的安装结构中，转子布置在定子(未示出)中，所述定子围绕转子。转子10制成为具有爪部的转子的形式，包括两个磁轮12a、12b,所述磁轮12a、12b在该情况下轴向地并置。每一个轮具有横向凸缘13，所述凸缘13具有环形形状。该横向凸缘在它的外周边上设置有极性爪部14，所述爪部基本上轴向地延伸。两个磁轮由它们各自的芯部20a和20b联接。芯部20a (或20b)具有基本上圆柱形的形状，并从轮12a (或12b)的横向凸缘13根据转子的轴线方向朝向另一磁轮12b (或12a)延伸。环形间隙存在于极性爪部14的外周表面和定子的本体的内周边之间。它对应于极性爪部的外端部和定子的内端部之间的径向距离。爪部14具有横向横截面，S卩，在垂直于转子的轴线的横截平面 上，其具有大体梯形或三角形形状。每一个磁轮12a、12b的爪部轴向地面朝另一磁轮12a、12b的凸缘13。另夕卜，一个磁轮12a、12b的爪部14进入存在于另一磁轮12a、12b的两个相邻爪部14之间的空间中。因此，磁轮12a、12b的爪部14被叠盖。图2示出磁性组件15、16、17、18，所述磁性组件15、16、17、18布置在两个叠盖的爪部之间，每一个爪部属于一磁轮。在图2的实施例中，每一个磁轮包括八个爪部。等同地，在其他实施例中，可以设置不同数量的爪部，譬如，例如六个爪部。这些磁性组件的插入可以根据本领域技术人员已知的技术实施，诸如爪部的侧表面上的轴向槽(或肩部)。例如，磁性组件16插入到分别设置在转子的爪部14和19的槽(或肩部)中，使得磁性组件与磁轮12b的爪部14和与另一磁轮12a的叠盖爪部19两者均接触。图3、4、5a、5b和5c不出在具有两个磁轮的转子中的磁性组件的多种布置,每一种布置具有例如六个爪部。这些图3、4、5a、5b和5c是转子的横截面，其在横截面中呈现-芯部20a ；-磁轮12a的爪部la、2a、3a、4a、5a和6a，芯部20a属于该磁轮12a;和-相对的磁轮12b的爪部lb、2b、3b、4b、5b和6b。磁轮12a的爪部示出为横截面大于为磁轮12b的爪部示出的横截面，这是由于横截面(转子根据该横截面被标示)是在磁轮12a中的横截面，且还因为爪部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：M卡迪里，S德森克洛斯，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：
国别省市：