永磁电动机及其装配方法组成比例

本发明专利技术涉及一种包括转子芯和多个永磁体的可旋转组件。该转子芯包括第一端、第二端和至少一个限定永磁体开口的内壁，该永磁体开口配置成接纳多个永磁体中的至少一个永磁体。该转子芯进一步包括至少一个设置在永磁体开口之间的桥，其中多个永磁体的至少第一永磁体和第二永磁体形成多个转子极中的第一转子极。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及一种永磁转子电动机，更具体地涉及用于减小包含永磁转子的电动机的噪音和齿槽转矩的方法和系统。
技术介绍
某些永磁转子电动机有时是指无刷电动机。无刷电动机包括无刷交流电动机和无刷直流电动机。无刷电动机被广泛用于多种行业中的多种系统。这样，无刷电动机受到很多操作条件的限制。在这样的电动机中，转子和定子之间的磁相互作用导致的、或者绕组中电流导致的或者更简单地在永磁体和定子之间相互作用而导致的转矩可能包含存在于无电动机机械中的不需要的扭力波动，这就是公知的制动或齿槽转矩。另外，在转子和定子之间可能存在径向力，其引起令人讨厌的噪音。更具体地说，转子磁体通过在定子齿之间的开放区域，外加定子的固体齿的引力和斥力引起了振动、齿槽转矩、转矩振动和潜在的电动机嗓音，大量的噪音对于用户来说是令人讨厌的。在很多应用装置中听得见的电动机噪音是不可接受的。而且，电动机轴上的齿槽和转矩脉冲可以传送到风扇、风机组件或其他附接在轴上的驱动设备/末端装置上。在这些应用装置中，这些转矩脉冲和齿槽效应可能导致操作问题和/或声学噪音，这对电动机的最终使用者来说是令人讨厌的。半封闭式定子槽包括在定子孔上的齿伸出部分，可抵消转矩波动。齿伸出部分实现提高在转子和定子之间耦合的有效磁通量的初级目标并且可以降低永磁机械中的齿槽转矩。然而，半封闭式定子槽明显增加了线圈绕组机械的复杂性和成本。即使如此，定子齿伸出部分以及形成的半封闭式定子槽在操作上的优势造成了这种电动机的持续制造。总之，半封闭式定子槽(而不是全开型定子槽)能用于减小噪音以及提高性能和操作以本质上加宽磁极或最小化每个定子齿之间的开口。然而，包含半封闭式槽的定子更难制造，并且用于能插入或缠绕到这些槽上的铜线绕组的可利用区域是有限的。这样，由于制造的原因优选具有开口槽或几乎是开口槽的定子，因为绕组的绕线可以更容易插入到槽中。永磁转子可以包括嵌入到转子芯中的永磁体。这样的转子可以涉及内部永磁体转子。槽被形成在转子芯中并且磁体插入到槽中。接近于转子芯外表面放置永磁体增强了电动机的性能。然而，转子芯必须配置成为永磁体提供适当的机械支撑。该磁体，和周围结构一样，承受来自热膨胀、旋转产生的各种力以及由制造过程中产生的残余力，比如由于焊接产生的扭曲。
技术实现思路
—方面，提供一种可旋转组件。该可旋转组件包括多个永磁体和转子芯。转子芯包括第一端、第二端以及至少一个内壁，该内壁限定了接纳多个永磁体中的至少一个永磁体的永磁体开口。转子芯进一步包括至少一个设置在永磁体开口之间的桥,其中多个永磁体中的至少第一永磁体和第二永磁体产生多个转子极中的第一转子极。另一方面，提供一种电机。该电机包括定子和转子，该转子相对于定子旋转。转子包括多个永磁体和转子芯。转子芯包括第一端、第二端以及至少一个内壁，该内壁限定接纳多个永磁体中的至少一个的永磁体开口。转子芯进一步包括至少一个设置在永磁体开口之间的桥，其中多个永磁体中的至少第一永磁体和第二永磁体产生多个转子极中的第一转子极。还包括一个方面，提供一种制造永磁转子芯电动机的方法。该方法包括在转子芯中至少设置第一永磁体和第二永磁体以形成第一转子极，并且在转子芯中至少设置第三永磁体和第四永磁体以形成第二转子极。该方法还包括设置在第一永磁体和第二永磁体之间的转子芯材料的第一部分和设置在第三永磁体和第四永磁体之间的转子芯材料的第二部分。附图说明图1示出了示例性电动机的分解剖视图。图2示出了包含在图1所示的电动机中的转子芯的示例性实施例的剖面前视图。图3示出了包含在图1所示的电动机中的另一种转子芯的前视图。图4是包括定子芯和与其相关的绕组的开口槽定子的细节图。图5是定子的一部分的细节图，包括定子芯、绕组和在各个定子齿之间的半磁性楔块。图6示出了包含如图5所述楔块的定子的全视图。图7是倾斜定子层叠结构的横截面视图，用于说明放置在由倾斜层叠结构形成的齿之间的半磁性楔块。图8示出了关于定子可操作地放置的永磁内转子的视图。图9是相对于十二极定子放置的十极转子的前视图。具体实施例方式由转子和定子之间的磁相互作用产生的转矩可以包括不需要的齿槽和/或交换转矩元件，其可能被传输到电动机轴，然后传输到工件上，可能导致令人讨厌的听得见的噪音和震动。进一步地，包含开口槽定子的电动机中转子上的径向力也可能引起令人讨厌的噪音。这里所描述的是涉及基于定子齿/槽和转子极的数目确定定子的倾斜、配置永磁内转子以及在斜槽定子齿之间放置磁性或半磁性楔块的方法和系统。这些方法和系统提高电动机的性能和/或减少噪音和震动。图1是示例性的电机10的展开剖视图。尽管这里提及的电机10为电动机，然而，电机10既可以被操作为发电机也可以被操作为电动机。电动机10包括第一端12和第二端14。电动机10进一步包括电动机组件壳体16、静止组件18和可旋转的组件20。电动机组件壳体16限定了电动机10的内部22和外部24并且配置成至少部分地包围和保护静止组件18和可旋转的组件20。静止组件18包括定子芯28，其包括多个定子齿30和多个绕组级32，绕组级缠绕在定子齿30周围并且用于电激励以产生电磁场。在示例性实施例中，变频驱动(图1中未示出)提供信号，例如，脉冲宽度调制(PWM)信号给电动机10。在可选择的实施例中，电动机10可以包括联接到绕组级32的控制器(图1中未示出)，其配置成将电压同时提供给一个或多个绕组级32，用于使绕组级32以预选的序列换向，从而使可旋转的组件20相对于旋转轴34旋转。在示例性实施例中，静止组件18是三相集中缠绕的定子组件并且定子芯28是由高磁性可渗透材料制成的叠片堆叠而成。以本领域普通技术人员公知的方式将绕组级32绕制在定子芯28上。虽然为了公开的目的来说明静止组件18，可以预期的是在本专利技术的范围内，可以采用具有不同形状和不同数目的齿的各种其他结构的其他定子组件，以便满足其至少一部分目标。可旋转的组件20包括永磁转子芯36和轴38，在示例性实施例中，转子芯36由磁性可渗透材料制成的叠片堆叠而成并且基本上容纳在定子芯28的中心孔中。转子芯36可以由软铁磁材料形成。为了简化起见转子芯36和定子芯28在图1中表示为实心，其结构对于本领域的普通技术人员来说是公知的。同时图1示为三相电动机，这里所描述的方法和装置可以包括在具有任意相数电动机中，包括单相和多相电动机。在示例性实施例中，电动机10被联接到商业和/或工业应用中的工件上(图1中未示出)。工件可以包括但是不限于泵系统、空气调节单元和/或制造机械(例如，运输和/或印刷)。在这些应用中，电动机10可以是额定为仅仅是例如三马力(hp)到六十马力。在可选择的实施例中，工件可以包括用于通过空气调节系统使空气移动、用于在冷却线圈上吹空气、和/或用于在空调/冰箱系统中驱动压缩机的风扇。更加具体地说，电动机10可以用于空气移动应用中，其用在加热、通风和空气调节(HVAC)工业，例如，在家用电器中使用1/3马力(hp)到Ihp的电动机，尽管这里描述的利用了上述实施例，电动机10可以接合任意合适的工件并且配置成驱动这样的工件。图2是包括在电动机10 (如图1所示)中的转子芯36 (如图1所示)的示例性实施例的剖面前视图。在示例性 实施例中，可旋转的组件20包括转子芯36本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机，所述电机包括：定子；和转子，配置成相对于所述定子旋转，所述转子包括：多个永磁体：和转子芯，所述转子芯包括第一端、第二端和限定永磁体开口的至少一个内壁，所述永磁体开口配置成接纳所述多个永磁体中的至少一个，所述转子芯还包括设置在永磁体开口之间的至少一个桥，其中，所述多个永磁体中的至少第一永磁体和第二永磁体形成多个转子极中的第一转子极。

【技术特征摘要】
2011.09.02 US 13/224,8191.一种电机,所述电机包括: 定子；和 转子，配置成相对于所述定子旋转，所述转子包括: 多个永磁体:和 转子芯，所述转子芯包括第一端、第二端和限定永磁体开口的至少一个内壁，所述永磁体开口配置成接纳所述多个永磁体中的至少一个，所述转子芯还包括设置在永磁体开口之间的至少一个桥，其中，所述多个永磁体中的至少第一永磁体和第二永磁体形成多个转子极中的第一转子极。2.根据权要求I所述的电机，其中，所述多个转子极中的每一转子极由至少三个永磁体形成。3.根据权利要求1所述的电机，还包括轴，所述多个永磁体设置在所述转子芯中，基本平行于所述轴和所述转子的旋转轴线。4.根据权利要求1所述的电机，其中，所述至少一个桥被配置成向所述转子芯提供结构支撑。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·施特雷茨，W·斯塔德勒，A·W·耶顿，M·巴尔茨，
申请(专利权)人：RBC制造公司，
类型：发明
国别省市：