用于移动作业机械的永磁电机的转子制造技术

一种用于永磁电机的转子，包括铁磁芯结构，该铁磁芯结构包括空腔，所述空腔将铁磁芯结构分成磁极区域（103）、磁轭区域（104）和其间的桥接部（105，106）。转子包括永磁体（107，108），永磁体位于空腔内且布置成产生穿透磁极区域的磁通量，从而形成转子的磁极。所述空腔具有朝向交轴（Q）延伸且没有永磁体的部分。因此，形成了用于减少永磁体的漏磁通量的非铁磁区域。此外，所述空腔的所述部分具有朝向转子的几何旋转轴线弯曲的形状。由于所述空腔的所述部分具有朝向旋转轴线弯曲的形状，所以所述空腔能够做成更长，且能够使围绕非铁磁区域的漏磁通量的路径更长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及旋转电机。更具体地，本专利技术涉及一种包括内部永磁体的转子。此夕卜，本专利技术涉及用于例如移动作业机械的一种永磁电机。此外，本专利技术涉及一种移动作业机械。
技术介绍
旋转电机，诸如电动机和发电机，通常包括转子和定子，转子和定子布置成使得在两者之间产生磁通量。在永磁“PM”电机中，多个永磁体通常被安装在转子上，而定子设有定子绕组。永磁体和定子绕组中的电流使磁通量跨越转子与定子之间的空气间隙流动。永磁电机的转子通常包括铁磁芯结构、轴和永磁体，永磁体被布置成产生磁通量以便形成转子的磁极。当设计永磁电机的转子时，要考虑各种方面。转子的电磁特性应当使得其能够以足够低的损耗的提供所需性能，转子的机械特性应当使得转子的机械结构能承受因而发生的机械应力，且转子的热特性应当使得由损耗产生的热能从转子去除。此外，高质量永磁材料的高价使得需要使用在转子中的永磁材料的量最少。公开文件EP2362525揭示了包含埋入式永磁体即内部永磁体的转子。转子的铁磁芯结构包括将铁磁芯结构分成磁极区域、磁轭区域和磁极区域与磁轭区域之间桥接部的空腔。永磁体位于空腔内，且它们被布置成产生沿径向穿透磁极区域的磁通量，从而形成转子的磁极。穿透每个磁极区域的磁通量的方向限定相应磁极的直轴，且两个相邻磁极的直轴之间的对称线限定这两个相邻磁极之间的交轴。所述空腔具有未被永磁材料填充的部分，从而形成用于减少永磁体的漏磁通量的非铁磁区域，且由此减少所需的永磁材料的量。将在磁极与磁轭区域之间的桥接部的形状和尺寸选择成平衡转子的作用相反(counter-opposing)的电磁特性和机械特性。尽管转子包括上述非铁磁区域，但永磁体的漏磁通量可能仍然构成永磁体产生的总磁通量的很大部分。因此，需要进一步减少永磁体的漏磁通量，以便减少所需的昂贵的永磁材料的量。公开文件US2008272667描述了一种永磁体转子，其包括多个条形孔、与条形孔分开的多个磁通阻挡件、以及与条形孔和磁通阻挡件分开的多个磁槽。转子还包括多个永磁体，每个永磁体定位在磁槽中的一个内。多个导通条各自定位在条形孔中的一个内。第一端部环联接到导通条的第一端，而第二端部环联接到导通条的第二端。公开文件EP2012410描述了一种减少齿槽转矩和振动噪声的永磁转子。该转子包括嵌入转子的铁芯内的永磁体和用于减少在永磁体的边缘处的漏磁通量的非磁性磁通量阻挡件。公开文件US2005269888描述了一种永磁体转子，该永磁体转子包括嵌入转子铁芯内的永磁体和非磁性磁通量阻挡件，所述非磁性磁通量阻挡件用于减少在永磁体的边缘处的漏磁通量并用于防止定子产生的磁通量偏离成流入永磁体
技术实现思路
下面陈述简化的
技术实现思路
以便提供对各专利技术实施例的一些方面的基本理解。本
技术实现思路
并不是本专利技术的详尽综述。本
技术实现思路
并非旨在确定本专利技术的关键或重要元素或者记述本专利技术的范围。以下
技术实现思路
仅以简要形式给出本专利技术的某些概念，作为本专利技术示例性实施例的更详细描述的前序。根据本专利技术的第一方面，提供一种用于例如移动作业机械的永磁电机的新型转子。该转子包括:-铁磁芯结构，该铁磁芯结构包括将铁磁芯结构分成磁极区域、磁轭区域和磁极区域与磁轭区域之间的桥接部的空腔；以及-永磁体，永磁体位于空腔内且被布置成产生沿径向穿透磁极区域的磁通量，从而形成转子的磁极，穿透每个磁极区域的磁通量的方向限定相应磁极的直轴，且两个相邻磁极的直轴之间的对称线限定这两个相邻磁极之间的交轴。所述空腔具有朝向交轴延伸且没有永磁体的部分。因此，形成用于减少永磁体的漏磁通量的非铁磁区域。此外，所述空腔的上述部分具有朝向转子的几何旋转轴线弯曲的形状，且所述空腔的所述部分的径向高度大于所述永磁体的抵靠在所述空腔的所述部分上的那些部分的径向厚度。由于所述空腔的所述部分具有朝向几何旋转轴线弯曲的形状，所述空腔可做成更长，且由此会使围绕非铁磁区域的漏磁通量的路径更长。这进一步减少永磁体的漏磁通量。限定空腔的上述部分且面向非铁磁区域的铁磁芯结构具有在垂直于转子的几何旋转轴线的平面内的轮廓，使得:a)轮廓中的每个均在所述轮廓的从所述轮廓的第一点到所述轮廓的第二点的部分上是曲线的，所述第一点距所述转子的所述几何旋转轴线最远，所述第二点距所述转子的所述几何旋转轴线最近，b)所述轮廓中的每个的曲率半径均取决于到所述转子的所述几何旋转轴线的距离，从而所述曲率半径在所述轮廓的从所述轮廓的第一点到所述轮廓的第二点的部分上是所述距离的递升函数，并且c)每个所述轮廓均在所述轮廓的所述第一点处大致相切地定向并与相关永磁体相交。由于上述特征a)_c)，空腔可在不过度牺牲转子的机械特性的情况下沿径向朝向转子的几何旋转轴线延伸。通过减少永磁体的漏磁通量，可减少永磁材料的需要量。永磁体有利地但非必须地成矩形棱柱，矩形棱柱的永磁体比例如弯曲的永磁体制造起来更经济。此外，弯曲形状可利用被布置成形成片段线的弧形的两个或更多个矩形永磁体来近似得到。根据本专利技术的第二方面，提供一种用于移动作业机械的新型永磁电机。该永磁电机包括定子和转子，其中转子是根据本专利技术的转子。根据本专利技术的第三方面，提供一种新型移动作业机械。该移动作业机械包括:-燃机，以及-在所述燃机与所述移动作业机械的一个或更多个轮子之间的机电功率传输链，其中所述机电传输链包括根据本专利技术的至少一个永磁电机。移动作业机械优选地包括布置成冷却移动作业机械的液压系统和机电功率传输链两者的液体冷却系统。该移动作业机械可例如是牵引车、斗式装料机、刮路机、推土机或具有轮子和/或履带的任何其它作业机械。在所附从属权利要求中描述了本专利技术的多个非限制性示例性实施例。结合附图阅读时，根据具体示例实施例的以下描述将更好地理解本专利技术的各示例实施例的结构和操作方法以及其其它目的和优点。动词“包括”作为开放式限定用在本文献中，即，既不排除也不要求未记载特征的存在。除非另有明确陈述，从属权利要求中记载的特征可相互自由组合。附图说明下文在示例的意义上且参照附图更详细地揭示本专利技术的示例性实施例和其优点，附图中:图1a示出根据本专利技术的实施例的永磁电机的剖视图，该剖面是沿垂直于转子的几何旋转轴线的平面截取的，图1b示出图1a的局部放大图，图2示出根据本专利技术的实施例的转子的剖视图，该剖面是沿垂直于转子的几何旋转轴线的平面截取的，图3示出根据本专利技术的实施例的转子的剖视图，该剖面是沿垂直于转子的几何旋转轴线的平面截取的，以及图4示出根据本专利技术的实施例的移动作业机械的示意图。具体实施例方式下文参照图1a和Ib描述根据本专利技术的有利的且示例性的实施例的转子。图1a示出根据本专利技术的示例性实施例的永磁电机的剖视图。永磁电机包括附接到轴132的转子101和设有定子绕组134的定子133。图1a所示的剖面是沿垂直于转子101的几何旋转轴线111的平面截取的，即该剖面是沿坐标系199的xy平面截取的。几何旋转轴线111平行于坐标系199的z轴。图1b示出图1a的部分130的放大图。转子101包括铁磁芯结构102，该铁磁芯结构102可由沿转子的几何旋转轴线111的方向堆叠的铁磁钢板组成。作为另一示例性替代方式，铁磁芯结构102可由实心钢制成，且此外其可与轴132是一体的。还可能的是铁磁芯结构102由铁素体或铁粉末成分诸如SOMALOY’本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于永磁电机的转子（101，201，301），所述转子包括：铁磁芯结构（102,202,302），所述铁磁芯结构包括空腔，所述空腔将所述铁磁芯结构分成磁极区域（103）、磁轭区域（104）和所述磁极区域与所述磁轭区域之间的桥接部（105，106）；以及永磁体（107,108,207,307,308,331），所述永磁体位于所述空腔中且被布置成产生沿径向方向穿透所述磁极区域的磁通量，从而形成所述转子的磁极，穿透每个磁极区域的所述磁通量的方向限定对应磁极的直轴（D），且两个相邻磁极的直轴之间的对称线限定这两个相邻磁极之间的交轴（Q），其中，所述空腔具有部分（109,110,209,210,309,310），所述部分朝向所述交轴（Q）延伸且没有所述永磁体，从而形成用于减少所述永磁体的漏磁通量的非铁磁区域，且所述空腔的所述部分具有朝向所述转子的几何旋转轴线（111,211,311）弯曲的形状，且所述空腔的所述部分的径向高度（H）大于所述永磁体的抵靠在所述空腔的所述部分上的部分的径向厚度（T），其特征在于，限定所述空腔的所述部分（109，110）且面向所述非铁磁区域的所述铁磁芯结构具有在与所述转子的所述几何旋转轴线（111）相垂直的平面内的轮廓，使得：a)所述轮廓中的每个轮廓均在所述轮廓的从所述轮廓的第一点（114）到所述轮廓的第二点（115）的部分上是曲线的，所述第一点（114）距所述转子的所述几何旋转轴线最远，所述第二点（115）距所述转子的所述几何旋转轴线最近，b)所述轮廓中的每个轮廓的曲率半径（R）均取决于到所述转子的所述几何旋转轴线的距离，从而所述曲率半径在所述轮廓的从所述轮廓的所述第一点（114）到所述轮廓的所述第二点（115）的部分上是所述距离的递升函数，并且c)所述轮廓中的每个轮廓均在所述轮廓的所述第一点（114）处大致相切地定向并与相关的永磁体相交。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马尔科·里拉，蒂莫·佩伊维伦，
申请(专利权)人：威士多公司，
类型：发明
国别省市：