本发明专利技术涉及一种具有转子（11）的电机（1），所述转子包括永磁体（PM）和励磁线圈（EC）。磁体容置在第一轴向凹部（E1）中，所述第一轴向凹部分布在磁性本体的圆周部分内，因此限定圆周极段。线圈容置在第二轴向凹部（E2）中，所述第二径向凹部分布在磁性本体的中间部分中。根据本发明专利技术，圆周极段包括第三凹部（E3），以及磁性本体的形成具有大约0.7mm至大约2mm高度的桥的部分保持在所述凹部的顶端和外部极面之间。
【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转子的同步旋转电机，所述转子配备有永磁体和励磁线圈。更特别地，本专利技术涉及该类型的用于诸如电动车辆和混合动力机动车辆中的电牵引电动机和/或发电机的应用的电机。
技术介绍
由于它们在特定和容积功率输出方面的增加的性能，当今同步永磁体电机在机动车辆领域中找到广泛应用。此外，稀土永磁体的具有可接受经济条件的大规模可用性使得，对于新世代的机动车辆，这些电机的选择可行。这些电机可以以大范围的功率和速度生产，并在“全电动”类型的车辆以及称为“轻度混合动力”和“全混合动力”类型的低CO2排放车辆中找到应用。“轻度混合动力”应用大致涉及约8-10KW的电机，例如，安装在内燃机的前部面上并通过驱动带联接至内燃机的电动机。可以用这样的电动机通过在扭矩中供应提供额外功率的电辅助(尤其是当加速时)来减少内燃机的立方容积(“发动机尺寸减少”)。此外，低速度牵引，例如在城市环境中，还可以通过该同一电动机被保证。“全混合动力”类型的应用大致涉及串联和/或并联类型布置的30-50KW的电动机，其具有将电动机(一个或多个)并入车辆的传动系中的更成功水平。但是，具有仅由永磁体造成的励磁的电机呈现出去磁通问题。否则，在机动车辆中，当电机在车辆的各种交通状况中用作牵引电动机时，其必须能够在各种负载和速度条件下操作，且因此必须能够去磁通以达到高速度区域。具有混合励磁的电机可被更容易地去磁通，并提供在转子中将由永磁体提供的增加的能量密度和控制气隙中由励磁线圈提供的磁通的能力结合的可能性。具有混合励磁的电机的令人感兴趣的结构在Li Li等的名称为“Some armaturereaction compensation methods, numerical design of experiments andoptimizationfor a hybrid excitation machine” 并发表在 IEMDC, Miami, USA(2009)中的文章中被披露。
技术实现思路
本专利技术提出一种具有混合励磁的同步旋转电机，其具有在上述文章中披露的类型的转子拓扑，并且其设计已经被优化，以便增加用于汽车工业的这些电机的收益和性能。根据第一方面，本专利技术涉及一种具有混合励磁的旋转电机，包括配备有定子线圈的定子和包括多个交替的北极和南极的转子，所述北极和南极由多个永磁体和多个励磁线圈形成。永磁体被容置在相应的第一凹部中，所述第一凹部轴向地延伸并规则地分布在转子的磁性本体的圆周部分内，以便限定多个圆周极段。励磁线圈容置在相应的第二凹部中，所述第二凹部轴向地延伸，并规则地分布在转子的磁性本体的中间部分内，所述中间部分位于转子的圆周部分和中央部分之间。每一个励磁线圈插入在相应的径向极齿中，所述极齿在两个相继的第二凹部之间形成分隔部，每一个极齿在对应的极的中央径向轴线上基本上对准。根据本专利技术，至少一个圆周极段包括第三凹部，所述第三凹部在中央径向轴线上基本上对准,并在第三凹部的顶端和外部极面之间包括磁性本体的形成桥的部分,所述桥具有大约O. 7mm至大约2mm高度。根据另一特定特征，第三凹部在该第三凹部的顶端处具有最大宽度并且在该第三凹部的根部处具有最小宽度，根部是第三凹部最靠近转子的中央部分的端部。根据又一特定特征，第三凹部的最小宽度为电机的最小气隙宽度的大约O. 8倍至最小气隙宽度的大约1. 2倍。根据又一特定特征,径向极齿具有大约2mm至大约IOmm的宽度，并且第三凹部的最大宽度对圆周极段的极宽度的比具有大约O. 13至大约O. 44的值。优选地，为了获得扭矩增加和惯量减少的组合效果，径向极齿具有大约4mm至大约6. 5mm的宽度，并且第三凹部的最大宽度对圆周极段的极宽度的比具有大约O. 22至大约O. 29的值。根据本专利技术的实施例的一个特定形式，第三凹部在极齿中延伸。例如，第三凹部可基本上在极齿的整个高度上延伸。仍根据本专利技术的另一特定特征，极齿宽度对永磁体高度的比为大约O. 65至大约Io本专利技术的旋转电机可有利地形成为用于机动车辆的电动机、发电机或电动机/发电机。附图说明本专利技术的其他特征和优势将参考以下附图在阅读多种具体形式的实施例的以下详细描述时更明显，其中图1是横截面图，以简化方式显示出根据本专利技术的具有混合励磁的旋转电机的一具体形式的实施例的结构；图2A和2B是电机的转子的局部横截面图，显不出混合励磁操作；图3A、3B和3C是电机的转子的局部横截面图，对于具有明显变宽形式的凹部显示出实施例的两种不同形式和尺寸设计参数，所述凹部设置在转子的磁性本体的圆周部分内；图4示出作为最大凹部宽度Lh和极齿宽度Ln的函数的扭矩C和惯量I的曲线；图5是电机的转子的局部横截面图，其中定义了极齿的宽度Ln和永磁体的高度Hm ;和图6是作为极齿宽度对永磁体高度的比Ln/Hm的函数的电机功率曲线。具体实施例方式图1显示出根据本专利技术的具有混合励磁的旋转电机的具体实施例1的结构，所述旋转电机包括定子10和转子11。电机I的转子11包括多个交替的北凸极和南凸极，其由多个永磁体PM和多个励磁线圈EC形成。根据本专利技术的这样的电机的具体实施例例如是具有8-10KW的电动机/发电机，用于称为“轻度混合”类型的机动车辆中的应用。在它的电动机操作模式中，这样的电机可被设计用于起动内燃机，内燃机的扭矩辅助以及车辆的低速度电牵引。在它的发电机操作模式中，电机可工作在正常交流发电机模式或再生制动模式中。该电机的实施例的一个具体形式包括定子10和转子11，所述定子10具有72个槽101，所述转子11包括12个交替的北极和南极。转子11具有约IOOmm的直径和约50mm的轴向长度。转子11包括12个永磁体PM，所述永磁体PM具有大致矩形形式，尺寸为长度X高度 X 宽度=50mmx5mmx6mmo定子10和转子11以常规方式构造有形成磁性本体的金属板片包。定子10的槽101设计为接收定子线圈(未示出)并且在它们之间形成多个定子齿。根据实施例的形式，槽101将被设计为容置集中线圈，所述集中线圈缠绕在大齿上，或分布线圈。转子11具有多叶式圆柱体的大体形式，每一个叶对应于转子的一磁极。磁体PM以埋入的方式布置在转子11的圆周部分内，并在转子11的整个长度上轴向地延伸。磁体PM被容置在相应的凹部El中，并分布在转子11的圆周部分内，以使得沿周向方向的两个相继的磁体PM以不同的极性取向布置，如图1所示。例如，如果PMl和PM2是相继的磁体，则相应的极性取向可以是N-S和S-N或S-N和N-S,仍然沿相同的周向方向。磁体PM优选地是由稀土构成的永磁体,诸如钕铁硼(NeFeB)、衫铁(SmFe)、衫钴(SmCo)类型的磁体，或由烧结或粘结的铁氧体制成的磁体。转子11具有中央孔，所述中央孔在它的两个面端部露出且意图接收它的驱动轴A0将注意到，在本专利技术中,轴A可以以磁性材料实施。除了容纳磁体PM的凹部E1，转子11还包括凹部E2和E3，所述凹部E2和E3对于每一个极重复并基本上在转子的整个长度上轴向地延伸。凹部E2设计为在转子11中容置励磁线圈EC。凹部E2位于磁体PM之下，其中凹部E2与磁体PM —样多。两个相继的凹部E2由形成极齿RT的径向分隔部分开，对应的励磁线圈EC绕所述极齿RT缠绕。励磁线本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.29 FR 1056239;2010.10.26 FR 10587551.一种具有混合励磁的旋转电机，包括配备有定子线圈的定子(10)和包括多个交替的北极和南极的转子(11)，所述北极和南极由多个永磁体(PM)和多个励磁线圈(EC)形成，所述永磁体(PM)被容置在相应的第一凹部(El)中，所述第一凹部(El)轴向地延伸并规则地分布在所述转子(11)的磁性本体的圆周部分内，以便限定多个圆周极段，所述励磁线圈(EC)容置在相应的第二凹部(E2)中，所述第二凹部轴向地延伸，并规则地分布在所述转子(11)的磁性本体的中间部分内，所述中间部分位于所述转子(11)的所述圆周部分和中央部分(A)之间，每一个所述励磁线圈(EC)插入在相应的径向极齿(RT )中，所述极齿(RT )在两个所述相继的第二凹部(E2)之间形成分隔部，每一个极齿(RT)在对应的极的中央径向轴线(q)上基本上对准，其特征在于，至少一个所述圆周极段包括第三凹部(E3)，所述第三凹部(E3)在所述中央径向轴线(q)上基本上对准，并在所述第三凹部(E3)的顶端和外部极面之间包括磁性本体的形成桥的部分,所述桥具有大约O. 7mm至大约2_高度。2.根据权利要求1所述的旋转电机，其特征在于，所述第三凹部(E3)在该第三凹部(E3)的所述顶端处具有最大宽度(Lh)并且在该第三凹部(E3)的根部处具有最小宽度(Lb)，所述根...
【专利技术属性】
技术研发人员：JC马特，JC米波，L李，A福吉亚，
申请(专利权)人：法雷奥电机设备公司，
类型：
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。