專利名稱：具有嵌入式永磁體的電機(jī)轉(zhuǎn)子以及電機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該電機(jī)被由一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體形成的磁極激勵(lì)，并且，本發(fā)明還涉及一種電機(jī)，該電機(jī)被包括由一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體形成的磁極的轉(zhuǎn)子激勵(lì)。
背景技術(shù)：
具有永磁體(PM)轉(zhuǎn)子的電機(jī)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。這種PM電機(jī)用作電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)以及電動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)。已知有各種方式來(lái)將永磁體整合在轉(zhuǎn)子內(nèi)。已知的是，包括嵌入式永磁體的PM電機(jī)尤其能夠提供更高的凸極比、更高的磁阻扭矩、增強(qiáng)的防去磁保護(hù)， 并且，在該電機(jī)是內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的情況下，省去了圍繞轉(zhuǎn)子的外部保持套。
一般地，在現(xiàn)有技術(shù)中已知存在有三種類型的PM電機(jī)轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表面式磁體、插入式磁體和嵌入(埋入、內(nèi)部)式磁體轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在表面式磁體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，永磁體朝著轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙以輪輻狀的方式與氣隙正交地安放在轉(zhuǎn)子的疊片表面上。這些永磁體之間的空間被空氣填充。在插入式磁體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，永磁體也以與表面式磁體類似的方式面向轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙，但在磁體之間的間隙內(nèi)填充有鐵芯。在上述第三種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，與前述情況不同的是，磁體未被放置成與氣隙接觸，而是使磁體以不同的構(gòu)造插入在轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)。常規(guī)的嵌入式PM電機(jī)利用了較窄的橋來(lái)固定該機(jī)械轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。這些橋可放置在氣隙處或放置在所述磁體之間，從而允許轉(zhuǎn)子以中高速旋轉(zhuǎn)，但通常仍存在一定的剩余漏磁。
轉(zhuǎn)子疊片內(nèi)的縫隙和空氣空間被用于實(shí)質(zhì)上減少在所述鐵橋內(nèi)發(fā)生的磁漏，從而導(dǎo)致提高的電機(jī)性能。
US-A-6, 888, 270公開了一種結(jié)構(gòu)上更穩(wěn)固的電機(jī)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有嵌入式永磁體，其中，在嵌入式永磁體的端部之間設(shè)有不導(dǎo)磁的分隔元件，其中該轉(zhuǎn)子由粉末材料制成。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種嵌入式永磁體(PM)轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子具有提高的性能， 并且，與典型的嵌入式永磁體轉(zhuǎn)子相比，它能夠減輕重量，從而在保持嵌入式永磁體的優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)、提高了電機(jī)性能。
另一個(gè)目的是提供一種嵌入式永磁體(PM)電機(jī),與具有嵌入式永磁體的常規(guī)PM 電機(jī)相比，該嵌入式永磁體(PM)電機(jī)具有提高的性能，其所利用的嵌入式永磁體的量相同， 同時(shí)保持了嵌入式永磁體的優(yōu)點(diǎn)。
上述這些目的通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。其他權(quán)利要求和說(shuō)明書公開了本發(fā)明的有利實(shí)施例。
提出了一種用于電機(jī)的轉(zhuǎn)子，該電機(jī)被由一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體形成的磁極激勵(lì)，該轉(zhuǎn)子包括磁性本體和一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體，該一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體與所述磁性本體結(jié)合，從而沿著轉(zhuǎn)子方向限定了磁極性交替的第一磁極和第二磁極，其中，對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體中的至少一個(gè)，在所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體與所述磁性本體的第一表面之間布置有轉(zhuǎn)子節(jié)段(rotor segment)。至少一個(gè)保持器元件將該轉(zhuǎn)子節(jié)段連接到所述磁性本體的一部分。
對(duì)于徑向磁通電機(jī)，所述轉(zhuǎn)子節(jié)段可沿周向方向放置在轉(zhuǎn)子外殼上，或?qū)τ谳S向磁通電機(jī)，所述轉(zhuǎn)子節(jié)段可放置在轉(zhuǎn)子的端面上，或?qū)τ谥本€電機(jī)，所述轉(zhuǎn)子節(jié)段可放置在其縱向延伸上。有利地，保持器元件將嵌入式永磁體和轉(zhuǎn)子節(jié)段直接或間接鎖定在磁性本體內(nèi)。保持器元件可例如形成為楔形，當(dāng)在電機(jī)是徑向磁通電機(jī)的情況下從截面圖中觀察或在電機(jī)是軸向磁通電機(jī)的情況下從側(cè)視圖中觀察時(shí)，所述保持器元件突出到磁性本體中的一個(gè)或多個(gè)凹部?jī)?nèi)，或具有供所述磁性本體突出到其內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)凹部。例如，當(dāng)保持器元件鄰接并鎖定轉(zhuǎn)子節(jié)段而非鎖定嵌入式永磁體自身時(shí)，由于保持器元件布置在轉(zhuǎn)子節(jié)段與磁性本體的主要部分之間，所以，當(dāng)轉(zhuǎn)子節(jié)段通過(guò)保持器元件直接鎖定到磁性本體時(shí)， 嵌入式永磁體將被間接鎖定。保持器元件可有利地布置在嵌入式永磁體的一個(gè)或多個(gè)邊緣處。保持器元件可包括不導(dǎo)磁區(qū)域。在轉(zhuǎn)子為徑向磁通電機(jī)的內(nèi)轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)的情況下，該保持器元件也有利地具有高的機(jī)械強(qiáng)度，以承受由于離心力而引起的載荷。有利地，不導(dǎo)磁材料的使用可減少磁漏，甚至消除磁漏。
本發(fā)明適用于任何電機(jī)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(例如，內(nèi)轉(zhuǎn)子和外轉(zhuǎn)子電機(jī)，具有內(nèi)轉(zhuǎn)子或外轉(zhuǎn)子的徑向磁通電機(jī)，具有內(nèi)轉(zhuǎn)子或外轉(zhuǎn)子的軸向磁通電機(jī)，直線電機(jī)等)，適用于任何類型的嵌入式轉(zhuǎn)子拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(例如，具有單獨(dú)的嵌入式永磁體或多層嵌入式永磁體，對(duì)齊的或V 形的嵌入式永磁體布置結(jié)構(gòu))，且適用于任何形狀的永磁體(矩形、面包片形等)。轉(zhuǎn)子可通過(guò)沿轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線軸向堆疊(典型地對(duì)于徑向磁通電機(jī))的或通過(guò)圍繞旋轉(zhuǎn)軸線纏繞即在徑向方向上堆疊(典型地對(duì)于軸向磁通電機(jī))的層疊鐵片、鐵粉末材料或其他鐵磁性材料制造。
根據(jù)一有利實(shí)施例，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體中的至少一個(gè)可被分配有不導(dǎo)磁區(qū)域。有利地，保持器元件可包括不導(dǎo)磁區(qū)域。特別地，保持器元件構(gòu)成該不導(dǎo)磁區(qū)域。 結(jié)果，不導(dǎo)磁區(qū)域的形狀可由保持器元件的形狀確定。保持器元件可容易地適合于轉(zhuǎn)子的磁性本體的所需剛度。例如，該剛度可與磁性本體的剛度相同或可以更高，如期望的轉(zhuǎn)子布局所要求的，通?？紤]到在電機(jī)運(yùn)行期間作用在部件上的力。由于以另一種不導(dǎo)磁的材料來(lái)替代例如鐵心疊片的轉(zhuǎn)子材料，也減少了轉(zhuǎn)子的磁性損失。
在一個(gè)有利實(shí)施例中，所述至少一個(gè)保持器元件可通過(guò)如下方式中的至少一種來(lái)鎖定所述轉(zhuǎn)子節(jié)段和/或所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(i)形狀鎖定；(ii)摩擦鎖定；和 /或(iii)所述保持器元件可與轉(zhuǎn)子節(jié)段一體地連結(jié)。有利地，所述至少一個(gè)保持器元件能夠穩(wěn)定所述轉(zhuǎn)子節(jié)段的位置。能夠?qū)崿F(xiàn)所述嵌入式永磁體和轉(zhuǎn)子節(jié)段的穩(wěn)定布置。另外或替代地，所述保持器元件可接合所述轉(zhuǎn)子節(jié)段和/或嵌入式永磁體中的一個(gè)或多個(gè)凹部。
根據(jù)一個(gè)有利實(shí)施例，尤其對(duì)于徑向磁通電機(jī)來(lái)說(shuō)，所述嵌入式永磁體中的至少一個(gè)和/或轉(zhuǎn)子節(jié)段可由所述至少一個(gè)保持器元件固定在徑向位置。所述保持器元件一般可布置在磁性本體內(nèi)，或替代地，至少部分布置在磁性本體外側(cè)。
有利地，在徑向磁通電機(jī)中，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體可沿周向方向交替布置在所述磁性本體處，并沿該周向方向限定了磁極性交替的第一磁極和第二磁極，和/或所述轉(zhuǎn)子節(jié)段可沿大致徑向方向布置在磁性本體的第一表面與所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體之間。所述至少一個(gè)保持器元件能夠容易地適合于電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)。有利地，甚至在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)以及由于定子線圈內(nèi)的大電流而產(chǎn)生大的力時(shí)，也能夠建立所述嵌入式永磁體和轉(zhuǎn)子節(jié)段在轉(zhuǎn)子上的穩(wěn)定布置。有利地，所述磁性本體的第一表面被設(shè)置為面向定子。在轉(zhuǎn)子是內(nèi)轉(zhuǎn)子的情況下，該第一表面是轉(zhuǎn)子的外表面。在轉(zhuǎn)子是外轉(zhuǎn)子的情況下， 該第一表面是轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面。特別地，該第一表面是位于轉(zhuǎn)子外側(cè)的外殼表面(如果將轉(zhuǎn)子設(shè)成被定子圍繞)或位于轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)的外殼表面(如果將轉(zhuǎn)子設(shè)成圍繞定子)。
一般地，對(duì)于所有類型的電機(jī)和轉(zhuǎn)子，所述至少一個(gè)保持器元件均能布置在每個(gè)嵌入式永磁體的外側(cè)和/或每個(gè)磁極的外側(cè)。所述保持器元件的目的是鎖定所述轉(zhuǎn)子節(jié)段和永磁體，使它們固定在適當(dāng)位置，并且在所述保持器元件包括不導(dǎo)磁區(qū)域時(shí)減少或消除磁漏。在轉(zhuǎn)子為徑向磁通電機(jī)的外轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)(其中定子被轉(zhuǎn)子包圍)的情況下，所述轉(zhuǎn)子節(jié)段和嵌入式永磁體布置在轉(zhuǎn)子內(nèi)側(cè)，并被設(shè)置為面向定子。由于離心力指向轉(zhuǎn)子的外側(cè)， 所以，離心力以使所述嵌入式永磁體和轉(zhuǎn)子節(jié)段的徑向位置穩(wěn)定的方式作用在嵌入式永磁體和/或轉(zhuǎn)子節(jié)段上。因此，在這種外轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)中，保持器元件的目的主要是減少或消除磁漏。
根據(jù)一有利實(shí)施例，尤其對(duì)于徑向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子來(lái)說(shuō)，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體可在彼此之間有一定徑向距離的情況下沿著磁性本體的徑向方向相互堆疊。對(duì)于具有多層嵌入式永磁體的徑向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子來(lái)說(shuō)，這是特別有利的。在具有多層嵌入式永磁體的一種布置結(jié)構(gòu)中，嵌入式永磁體被沿徑向方向夾在兩個(gè)轉(zhuǎn)子節(jié)段之間，其中，兩個(gè)或更多個(gè)嵌入式永磁體可設(shè)置為分別被夾在轉(zhuǎn)子節(jié)段之間。保持器元件可布置在嵌入式永磁體的側(cè)面和/或轉(zhuǎn)子節(jié)段的側(cè)面，每個(gè)保持器元件將所述嵌入式永磁體和/或轉(zhuǎn)子節(jié)段鎖定在其在磁性本體內(nèi)的位置。保持器元件可布置在兩個(gè)嵌入式永磁體之間，和/或布置在嵌入式永磁體的兩個(gè)相反外側(cè)端中的每一個(gè)處，這取決于所期望的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)。在另一種布置結(jié)構(gòu)中，保持器元件可僅布置在嵌入式永磁體的周向方向上的外邊緣處。
根據(jù)一個(gè)有利實(shí)施例，尤其對(duì)于軸向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子來(lái)說(shuō)，所述嵌入式永磁體中的至少一個(gè)和/或轉(zhuǎn)子節(jié)段可由至少一個(gè)保持器元件固定在軸向位置。這對(duì)于軸向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子來(lái)說(shuō)是有利的。所述轉(zhuǎn)子節(jié)段被牢固地緊固，而與電機(jī)的傾斜無(wú)關(guān)。
根據(jù)一個(gè)有利實(shí)施例，尤其對(duì)于軸向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子來(lái)說(shuō)，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體可交替布置在磁性本體的至少一個(gè)端面中，并在該磁性本體的端面上限定了磁極性交替的第一磁極和第二磁極。所述轉(zhuǎn)子節(jié)段可沿大致軸向方向布置在該磁性本體的第一表面與所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體之間。所述轉(zhuǎn)子節(jié)段被沿軸向方向牢固地緊固，而與電機(jī)在使用期間的取向無(wú)關(guān)。保持器元件的適當(dāng)形狀以及高的機(jī)械強(qiáng)度也能夠確保所述嵌入式永磁體在徑向方向上的位置，即使在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)也是如此。
在另一個(gè)有利實(shí)施例中，所述至少一個(gè)保持器元件的外邊緣可布置成與磁性本體的第一表面齊平。在制造期間，可容易地修整所述轉(zhuǎn)子的表面。
在一個(gè)替代實(shí)施例中，所述保持器元件也可布置成不與所述第一表面齊平。在這種布置結(jié)構(gòu)中，保持器元件從磁性本體朝著氣隙伸出。由于該突出的部分可起到類似于風(fēng)扇葉片的作用，所以這種方案也改善了氣隙內(nèi)的冷卻。
此外，由于所述保持器元件的外邊緣被布置成與磁性本體的第一表面齊平，能夠減少由于在磁性本體的、位于所述不導(dǎo)磁區(qū)域與磁性本體的第一表面之間的部分內(nèi)的斷開的磁通量而導(dǎo)致的磁損失，特別是，如果使用陶瓷或其他非導(dǎo)電材料來(lái)代替碳纖維的話，則更是能夠減少磁損失。在轉(zhuǎn)子是用于徑向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子的情況下，由于所述重疊區(qū)域，嵌入式永磁體被轉(zhuǎn)子節(jié)段直接或間接地保持在其徑向位置(即使在高轉(zhuǎn)速時(shí))。所述保持器元件不僅將嵌入式永磁體(和轉(zhuǎn)子節(jié)段)保持在其在磁性本體內(nèi)的位置，而且也能穩(wěn)定所述嵌入式永磁體，以避免在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)期間的振動(dòng)并避免由于定子繞組內(nèi)流動(dòng)的電流所產(chǎn)生的、 作用在所述嵌入式永磁體上的力。有利地，能夠減少轉(zhuǎn)子特性的惡化。例如，在所涉及的三種類型的元件(即嵌入式永磁體、保持器元件和所述疊片)中的公差過(guò)高的情況下，在轉(zhuǎn)子的制造期間可能產(chǎn)生的、非期望的間隙可利用添加到轉(zhuǎn)子本體的環(huán)氧樹脂來(lái)填充。
便利地，保持器元件可布置在所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體的外邊緣處。因此，轉(zhuǎn)子節(jié)段可基本覆蓋所述嵌入式永磁體的邊緣。由于引入該保持器元件而導(dǎo)致的、所述磁性本體的有效磁性面積和/或體積的減少應(yīng)考慮到轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)中的不同元件(部件)的公差。
有利的是，使磁性本體內(nèi)的嵌入式永磁體可在其沿轉(zhuǎn)子周向方向上的延伸的每個(gè)端部處設(shè)有保持器元件。該保持器元件相對(duì)于嵌入式永磁體的布置結(jié)構(gòu)允許通過(guò)從所述外殼表面去除材料來(lái)修整所述磁性本體的第一表面，以提供該保持器元件與第一表面的齊平關(guān)系。優(yōu)選地，該第一表面被設(shè)置成面向定子。便利地，布置在轉(zhuǎn)子的磁性本體內(nèi)的每個(gè)嵌入式永磁體被提供有至少一個(gè)轉(zhuǎn)子節(jié)段。方便的是為轉(zhuǎn)子內(nèi)的所有嵌入式永磁體提供至少一個(gè)保持器元件，尤其在每個(gè)嵌入式永磁體的兩個(gè)自由端(例如兩個(gè)周向端)上提供至少一個(gè)保持器元件。所述保持器元件的形狀可針對(duì)所期望的磁參數(shù)和轉(zhuǎn)子的機(jī)械強(qiáng)度而被優(yōu)化，且可適合于所述嵌入式永磁體的數(shù)量、尺寸和形狀、嵌入式永磁體的徑向位置、以及決定轉(zhuǎn)子特性的其他設(shè)計(jì)參數(shù)。
如果所述至少一個(gè)保持器元件布置在兩個(gè)相鄰的嵌入式永磁體之間，則可提供布置在內(nèi)部的保持器元件。在外邊緣處，可布置另外的保持器元件或甚至布置有空氣槽。在后一種情況中，能夠進(jìn)一步減輕轉(zhuǎn)子的重量。
在一個(gè)便利的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)保持器元件可布置在磁性本體內(nèi)的軸向縫隙內(nèi)。一般地，轉(zhuǎn)子內(nèi)的保持器元件可形成為具有相同的橫截面。然而，根據(jù)轉(zhuǎn)子的設(shè)計(jì)， 也可使用具有不同橫截面的保持器元件。然而，布置在磁極的兩個(gè)相反端處的保持器元件通常具有鏡面對(duì)稱的形狀。
根據(jù)一個(gè)有利實(shí)施例，所述至少一個(gè)保持器元件可包括如下材料中的至少一種 碳纖維、碳纖維復(fù)合物、玻璃纖維、玻璃纖維復(fù)合物、諸如芳綸纖維的聚合物纖維、聚合物纖維復(fù)合物、陶瓷、其機(jī)械強(qiáng)度類似于或超過(guò)所述疊片的強(qiáng)度的塑料。特別地，該材料可以是不導(dǎo)磁材料。所述保持器元件可與磁性本體或嵌入式永磁體分開制造。結(jié)果，保持器元件可根據(jù)轉(zhuǎn)子的磁性本體內(nèi)的嵌入式永磁體的實(shí)際形狀和/或布置結(jié)構(gòu)來(lái)成形。例如，碳纖維復(fù)合物很穩(wěn)固并具有低的比重。便利地，由碳纖維復(fù)合物制成的保持器元件可構(gòu)造為具有降低的導(dǎo)電性，例如通過(guò)將諸如清漆聚合物樹脂的材料沉積在保持器元件的表面上。
根據(jù)另一個(gè)有利實(shí)施例，所述至少一個(gè)保持器元件可與一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體的外部輪廓的一部分鄰接，和/或可與嵌入式永磁體內(nèi)和/或磁性本體內(nèi)和/或轉(zhuǎn)子節(jié)段內(nèi)的凹部接合。另外或替代地，嵌入式永磁體和/或磁性本體和/或轉(zhuǎn)子節(jié)段可與保持器元件內(nèi)的凹部接合。通過(guò)該保持器元件相對(duì)于嵌入式永磁體和/或磁性本體和/或轉(zhuǎn)子節(jié)段的、這種齒形或交叉指形狀的布置結(jié)構(gòu)，每個(gè)所述部件均能直接或間接地可靠固定在其徑向位置，即使在轉(zhuǎn)速非常高的情況下或在定子繞組內(nèi)的電流高的情況下也是如此。
根據(jù)另一個(gè)有利實(shí)施例，所述磁性本體可由堆疊的疊片制成。在此實(shí)施例中，可容易地通過(guò)對(duì)板材進(jìn)行沖壓來(lái)制造用于嵌入式永磁體的開口和用于保持器元件的開口。此制造步驟對(duì)于這種轉(zhuǎn)子的大批量生產(chǎn)是尤其有用的。便利的制造過(guò)程包括如下步驟(i)沖壓所述轉(zhuǎn)子疊片使得磁性本體和轉(zhuǎn)子節(jié)段在開始時(shí)通過(guò)小的鐵橋附連，(ii)將嵌入式永磁體和保持器元件放置在磁性本體的相應(yīng)縫隙中，(iii)例如通過(guò)研磨來(lái)去除上述鐵橋。
根據(jù)另一個(gè)有利實(shí)施例，所述磁性本體可由鐵粉制成。用于所述嵌入式永磁體的開口能夠以燒結(jié)的方式來(lái)提供?？赏ㄟ^(guò)將鐵粉燒結(jié)來(lái)制造所述磁性本體。便利的是，至少一個(gè)保持器元件可由粉末制成并與所述磁性本體共同燒結(jié)而成。在此情況中，可在一個(gè)步驟中制造出磁性本體和保持器元件。結(jié)果，能夠減小用于保持器元件的開口與保持器元件之間的制造公差。在一個(gè)便利的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)子節(jié)段以及與轉(zhuǎn)子節(jié)段結(jié)合的保持器元件可被共同燒結(jié)并布置在轉(zhuǎn)子的磁性本體內(nèi)，該轉(zhuǎn)子磁性本體可包括堆疊的疊片或由鐵粉材料燒結(jié)而成。
根據(jù)另一個(gè)有利實(shí)施例，所述保持器元件可由一個(gè)或多個(gè)綁帶支撐，從而將轉(zhuǎn)子節(jié)段保持在其在磁性本體處的位置。在沒(méi)有很高的載荷被施加到轉(zhuǎn)子的情況下以及在保持器元件被設(shè)計(jì)得較小的情況下，這是有利的。
本發(fā)明的另一方面涉及一種電機(jī)，它具有定子并被根據(jù)上述任一特征的轉(zhuǎn)子激勵(lì)，該轉(zhuǎn)子具有由一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體形成的磁極。
有利地，該電機(jī)的轉(zhuǎn)子能夠提供上述優(yōu)點(diǎn)中的任一個(gè)。
該電機(jī)可具有被構(gòu)造為用于徑向磁通電機(jī)、軸向磁通電機(jī)或直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子。
另外或替代地，用于徑向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子可構(gòu)造為包圍定子的外轉(zhuǎn)子，或轉(zhuǎn)子可構(gòu)造為被定子包圍的內(nèi)轉(zhuǎn)子，或者，用于軸向磁通電機(jī)或用于直線電機(jī)的轉(zhuǎn)子可構(gòu)造為外轉(zhuǎn)子且定子布置在兩個(gè)外轉(zhuǎn)子之間，或構(gòu)造為被兩個(gè)定子封閉的內(nèi)轉(zhuǎn)子。
根據(jù)其在電機(jī)內(nèi)的、期望的應(yīng)用，所述保持器元件可容易地布置和成形。用于內(nèi)轉(zhuǎn)子或外轉(zhuǎn)子的這種設(shè)計(jì)涉及徑向磁通電機(jī)。該電機(jī)也可設(shè)計(jì)為軸向磁通電機(jī)或直線電機(jī)。 在多層嵌入式永磁體的情況下，可存在兩層嵌入式永磁體，一層在上，另一層在下。
該電機(jī)有利地用于各種要求低損失和高扭矩強(qiáng)度的應(yīng)用，便利地作為車輛內(nèi)的發(fā)電機(jī)或作為用于對(duì)車輛內(nèi)的傳動(dòng)系進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。


從以下對(duì)各個(gè)實(shí)施例的詳細(xì)描述中，將能最好地理解本發(fā)明以及上述及其他目的和優(yōu)點(diǎn)，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例，其中
圖I示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、徑向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子的一個(gè)示例性實(shí)施例的透視圖2a至圖2c示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、具有處于V形布置結(jié)構(gòu)的嵌入式永磁體的電機(jī)的一個(gè)示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)(圖2a)以及所述布置結(jié)構(gòu)的變型例(圖 2b、圖 2c)；
圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、包括保持器元件的轉(zhuǎn)子的另一個(gè)示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)；
圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、包括大致U形保持器元件的轉(zhuǎn)子的另一個(gè)示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)；
圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、包括保持器元件的轉(zhuǎn)子的另一個(gè)示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)，該保持器元件朝著轉(zhuǎn)子節(jié)段彎曲；
圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、包括保持器元件的轉(zhuǎn)子的另一個(gè)示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)，該保持器元件與轉(zhuǎn)子的磁性本體進(jìn)行齒式連接；
圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、包括保持器元件的轉(zhuǎn)子的另一個(gè)示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)；
圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的、包括多個(gè)保持器元件的轉(zhuǎn)子的一個(gè)示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)；
圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的另一個(gè)示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)，其中示出了數(shù)個(gè)嵌入式永磁體和保持器元件；
圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子的另一個(gè)實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)，該轉(zhuǎn)子包括保持器元件以及用于保持轉(zhuǎn)子節(jié)段的綁帶；
圖11以截面圖示意性地示出了包括徑向多層嵌入式永磁體的徑向磁通電機(jī)的一部分；
圖12示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的軸向磁通電機(jī)的局部透視圖，該軸向磁通電機(jī)具有通過(guò)定子分開的兩個(gè)軸向間隔開的轉(zhuǎn)子；
圖13a至圖13c示意性地示出了用于軸向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子的第一實(shí)施例，它們分別是正視圖(圖13a)、沿著圖13a中的線13b_13b的剖視圖(圖13b)、以及圖13a所示的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖(圖13c);并且
圖14a至圖14c示意性地示出了用于軸向磁通電機(jī)的轉(zhuǎn)子的第二實(shí)施例，它們分別是正視圖(圖14a)、沿著圖14a中的線14b_14b的剖視圖(圖14b)、以及圖14a所示的轉(zhuǎn)子的側(cè)視圖(圖14c)。
具體實(shí)施方式
在這些附圖中，相同或相似的元件由相同的附圖標(biāo)記表示。這些附圖僅僅是示意性表示，并非旨在展示本發(fā)明的具體參數(shù)。此外，這些附圖僅旨在展示本發(fā)明的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)視為限制本發(fā)明的范圍。為了避免不必要的重復(fù)，對(duì)這些附圖的描述將主要集中于各個(gè)實(shí)施例之間的差異，從而不必論述圖中的所有元件，尤其是當(dāng)這些元件已經(jīng)在之前的附圖中被論述過(guò)。
圖I以透視圖示意性地示出了內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)(未示出)的轉(zhuǎn)子40的一個(gè)實(shí)施例的總體概覽，該轉(zhuǎn)子40包括嵌入式永磁體50、52。該電機(jī)被設(shè)計(jì)為由嵌入式永磁體50、52激勵(lì)的徑向磁通電機(jī)，其中，轉(zhuǎn)子40的磁通量在相對(duì)于轉(zhuǎn)子40的旋轉(zhuǎn)軸線100而言的徑向方向上延伸到定子(未示出)內(nèi)。
嵌入式永磁體50、52被示出為矩形元件，但它們也可具有其他形狀。
轉(zhuǎn)子40圍繞旋轉(zhuǎn)軸線100布置，且所述嵌入式永磁體布置為一組成對(duì)的嵌入式永磁體50、52 (可使用更少或更多對(duì)嵌入式永磁體)，從而限定了在轉(zhuǎn)子40的周向方向102上交替的第一磁極N和第二磁極S。轉(zhuǎn)子40包括大致圓柱形的磁性本體140，其中，如現(xiàn)有技術(shù)中通常所知的，嵌入式永磁體50、52至少嵌裝在每個(gè)磁極N、S的邊緣上，在該圖中，這通過(guò)轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a上的磁極扇區(qū)來(lái)表不(參見(jiàn)該圖中的、把與磁極N和磁極S分別對(duì)應(yīng)的區(qū)域分開的虛線)。
這種磁體構(gòu)造使得轉(zhuǎn)子40在相反方向上被激勵(lì)。外殼表面40a也稱為轉(zhuǎn)子40的第一表面40a。嵌入式永磁體50、52沿著轉(zhuǎn)子40的周向方向102等距分布,并且可插入在與旋轉(zhuǎn)軸線100平行的軸向縫隙144a和144b內(nèi)。根據(jù)一個(gè)未示出的實(shí)施例，磁極N、S (BP, 所述一組成對(duì)的嵌入式永磁體50、52)也能以彼此之間不等距離的方式分布，而不是等距分布。轉(zhuǎn)子40可安裝在沿著旋轉(zhuǎn)軸線100布置的軸(未示出)上。
在本實(shí)施例中，作為示例，保持器元件60、70布置在嵌入式永磁體50、52的側(cè)面， 所述保持器元件60、70具有與轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a (也稱為第一表面40a)齊平的外邊緣 62、72。
轉(zhuǎn)子節(jié)段44布置在每個(gè)嵌入式永磁體50、52的前方。這些轉(zhuǎn)子節(jié)段44與外殼表面40a齊平，并且，轉(zhuǎn)子節(jié)段44由保持器元件60、70鎖定在轉(zhuǎn)子40中的徑向位置。
典型地,嵌入式永磁體50、52的磁化一般處于徑向方向上,從而在轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a處生成交替的磁極N、S。特別地,該磁化是橫向的,例如垂直于嵌入式永磁體50、 52的縱向主延伸。
根據(jù)其幾何形狀,也可僅存在一個(gè)嵌入式永磁體,而不是一對(duì)嵌入式永磁體。對(duì)于 V形布置結(jié)構(gòu)，合適的是提供至少一對(duì)嵌入式永磁體。而對(duì)于直線布置結(jié)構(gòu)，可以是一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體，例如一對(duì)嵌入式永磁體。轉(zhuǎn)子40的磁極應(yīng)理解為被每個(gè)嵌入式永磁體 50、52覆蓋的區(qū)域。該嵌入式永磁體通常覆蓋了所述磁極的2/3。特別地，如果電機(jī)的轉(zhuǎn)子 40具有八個(gè)磁極(如圖I所示)，則轉(zhuǎn)子40可劃分為相同尺寸的八個(gè)部分。每個(gè)部分依次代表一個(gè)磁極(S或N)。
嵌入式永磁體50、52沿轉(zhuǎn)子40的周向方向102成對(duì)地平行布置。然而，在其他實(shí)施例中，嵌入式永磁體50、52可與此不同地布置。例如,嵌入式永磁體50、52可相對(duì)于周向方向102 (圖I)橫向定向并形成V形布置結(jié)構(gòu)(從上方觀察)。嵌入式永磁體50可與嵌入式永磁體52鄰接，如圖所示，或者通過(guò)鐵橋或不導(dǎo)磁材料分開(也稱為“磁絕緣”)。
例如，如圖2所示，轉(zhuǎn)子40被示出為由定子20包圍的內(nèi)轉(zhuǎn)子。然而，轉(zhuǎn)子40也可設(shè)計(jì)為包圍定子(未示出)的環(huán)形外轉(zhuǎn)子。磁極N、S被設(shè)置成與面向轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a 的、定子的電繞組相互作用。
圖2a以頂視截面圖示出了電機(jī)10的細(xì)節(jié)，該電機(jī)10包括被環(huán)形定子20包圍的轉(zhuǎn)子40。定子20包括線圈22形式的電繞組，該線圈22嵌裝在定子20中的軸向縫隙26內(nèi)。 定子20中的縫隙26的等距隔開的開口被定子齒分開并朝著氣隙30開口。
定子20包圍轉(zhuǎn)子40，其中，氣隙30布置在定子20和轉(zhuǎn)子40之間。定子20的內(nèi)表面20a面向轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a,該轉(zhuǎn)子40在其圓柱形磁性本體140內(nèi)包括處于V形布置結(jié)構(gòu)(從上方觀察)的嵌入式永磁體50、52。
由成對(duì)的嵌入式永磁體50、52形成的這種V形結(jié)構(gòu)沿轉(zhuǎn)子40的周向方向等距地布置在軸向縫隙144a (用于嵌入式永磁體50)和144b (用于嵌入式永磁體52)內(nèi)。該圖中僅不出了一個(gè)具有一對(duì)嵌入式永磁體50、52的這種結(jié)構(gòu)。嵌入式永磁體50、52可橫向于嵌入式永磁體50、52的縱向主延伸而被磁化，例如垂直于該主延伸定向或以一定的磁化角度相對(duì)于該垂直定向傾斜地被磁化。嵌入式永磁體50、52具有矩形形狀,設(shè)有兩個(gè)相對(duì)的窄邊和兩個(gè)相對(duì)的寬邊。第一嵌入式永磁體50布置在縫隙144a內(nèi)，而第二嵌入式永磁體52 布置在縫隙144b內(nèi)。轉(zhuǎn)子節(jié)段44a、44b布置在嵌入式永磁體50、52與氣隙30之間，這些轉(zhuǎn)子節(jié)段44a、44b與轉(zhuǎn)子40的磁性本體140磁性地結(jié)合。
轉(zhuǎn)子40的磁性本體140包括軸向縫隙42a、42b、42c，被分配給嵌入式永磁體50、 52的保持器元件60、70、90布置在該軸向縫隙42a、42b、42c中。保持器元件60、70、90可由不導(dǎo)磁材料制成，從而形成不導(dǎo)磁區(qū)域60a、70a、90a。在內(nèi)轉(zhuǎn)子電機(jī)的情形中，該元件90a 也可具有高的機(jī)械強(qiáng)度。
在所示的此實(shí)施例中，嵌入式永磁體50、52被保持器元件90分開，該保持器元件 90的部分90b處在與氣隙30遠(yuǎn)離的徑向內(nèi)側(cè)位置，而其部分90c則朝著氣隙30徑向延伸。 嵌入式永磁體50、52相對(duì)于周向方向102 (圖I)橫向定向，且形成V形布置結(jié)構(gòu)(從上方觀察)，但它們也可平行于外殼表面40a定位?？紤]到該幾何布置結(jié)構(gòu)，嵌入式永磁體50、52 布置在保持器元件90中間的局部(徑向定向的)對(duì)稱軸線55的兩側(cè)。
在嵌入式永磁體50的、與保持器元件90相反的外側(cè)端布置有保持器元件60，從而在保持器元件60由具有高機(jī)械強(qiáng)度的不導(dǎo)磁材料制成的情況中形成不導(dǎo)磁區(qū)域60a。類似地，在嵌入式永磁體52的、與保持器元件90相反的外側(cè)端布置有保持器元件70，從而在保持器元件70由不導(dǎo)磁材料制成的情況中形成不導(dǎo)磁區(qū)域70a。
保持器元件60、70布置在嵌入式永磁體50、52的側(cè)面。所有保持器元件60、70和 90都從轉(zhuǎn)子40的內(nèi)部區(qū)域延伸到外殼表面40a。保持器元件60、70和90從嵌入式永磁體 50、52的、與外殼表面40a遠(yuǎn)離的內(nèi)部徑向位置延伸到氣隙30并與外殼表面40a齊平，并且具有由其外邊緣62、72、92形成的、與氣隙30交界的界面。在保持器元件60、70和90的、 與外殼表面40a遠(yuǎn)離的徑向內(nèi)端處，如頂視圖可見(jiàn)，保持器元件60、70和90將磁性本體140 底切，從而將保持器元件60、70和90沿徑向方向鎖定在轉(zhuǎn)子40的磁性本體140中。
與氣隙30鄰接的轉(zhuǎn)子節(jié)段44a、44b布置在嵌入式永磁體50、52與外殼表面40a 之間，且沿側(cè)向分別受到保持器元件60和90以及90和70限制。由于保持器元件60、70、 90與轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a齊平，轉(zhuǎn)子節(jié)段44a和44b在幾何上與磁性本體140的主要部分分別通過(guò)嵌入式永磁體50和52并分別通過(guò)保持器元件60、70和90、70分開。然而，轉(zhuǎn)子節(jié)段44a和44b仍然磁性地形成磁性本體140的一部分。
在圖2a所示的實(shí)施例中，保持器元件60、70沿大致徑向方向鄰接該嵌入式永磁體 50,52的邊緣50a、52a，并在保持器元件60、70的周向延伸上具有一定的偏移，而布置在嵌入式永磁體50、52之間的中間保持器元件90鄰接該嵌入式永磁體50、52的、與邊緣50a、 52a相反的另一邊緣。在嵌入式永磁體50、52上方,保持器兀件60、70向局部對(duì)稱軸線55 傾斜，使得每個(gè)保持器元件60、70與嵌入式永磁體50、52的邊緣50a、52a重疊。在轉(zhuǎn)子節(jié)段44a的一側(cè)，保持器元件60具有與轉(zhuǎn)子節(jié)段44a接合的部分68，而在相對(duì)于轉(zhuǎn)子節(jié)段44b 的周向延伸而言的另一相反側(cè)，保持器元件70具有從該相反側(cè)與轉(zhuǎn)子節(jié)段44b接合的部分 78。這些部分68、78建立了保持器元件60、70的徑向延伸朝著局部對(duì)稱軸線55的偏移。保持器元件60、70的部分68、78建立了轉(zhuǎn)子節(jié)段44a、44b相對(duì)于轉(zhuǎn)子40的徑向方向而言的位置的穩(wěn)定固定。越靠近嵌入式永磁體50、52，保持器元件90越窄，而越靠近氣隙30，保持器元件90越寬，這也形成了對(duì)于轉(zhuǎn)子節(jié)段44a、44b的鎖定。這種布置結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)子節(jié)段44a、 44b、保持器元件60、70、90以及嵌入式永磁體50、52的形狀鎖定布置結(jié)構(gòu)。
圖2b示出了楔形保持器元件90的布置結(jié)構(gòu)的替代實(shí)施例。僅設(shè)有一個(gè)保持器元件90以與嵌入式永磁體50、52結(jié)合,其中，保持器兀件90布置在嵌入式永磁體50、52之間。單個(gè)轉(zhuǎn)子節(jié)段44布置在嵌入式永磁體50、52之間，當(dāng)從上方觀察時(shí)，所述嵌入式永磁體50、52大致布置成V形布置結(jié)構(gòu)。保持器元件90在其與外殼表面40a遠(yuǎn)離的徑向內(nèi)端 90b處以及與外殼表面40a靠近的徑向外端90c處具有雙楔形形式的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)將保持器元件90和轉(zhuǎn)子節(jié)段44鎖定在磁性本體140中。在磁性本體140內(nèi)成形有填充了空氣的縫隙42a和42b，該縫隙42a和42b形成了空氣槽。磁性本體140幫助通過(guò)用于嵌入式永磁體50、52的縫隙144a、144b將嵌入式永磁體50、52保持在適當(dāng)位置，該縫隙144a、144b形成了相對(duì)于縫隙42a、42b的底切區(qū)域。嵌入式永磁體50、52的窄邊與保持器元件90的中間部分90d鄰接。中間部分90d的短頸部90e突出到保持器元件90的、與外殼表面40a靠近的徑向外端90c，從而，嵌入式永磁體50、52的徑向外側(cè)寬邊與磁性本體140的轉(zhuǎn)子節(jié)段 44鄰接。
這兩個(gè)嵌入式永磁體50、52的外側(cè)端與填充有空氣的縫隙42a、42b鄰接。在此實(shí)施例中，保持器元件90完全位于磁性本體140內(nèi)且與氣隙30之間無(wú)交界面(圖2a)。保持器元件90和填充有空氣的縫隙42a、42b形成了轉(zhuǎn)子40的磁性本體140中的不導(dǎo)磁區(qū)域。 保持器元件90也可具有高的機(jī)械強(qiáng)度。
圖2c示出了圖2b的替代實(shí)施例，其中，布置在嵌入式永磁體50、52之間的保持器兀件90同樣在其與外殼表面40a遠(yuǎn)離的徑向內(nèi)端90b處以及與外殼表面40a靠近的徑向外端90c處具有雙楔形。中間部分90d將保持器元件90的徑向內(nèi)端90b和徑向外端90c相連。該保持器元件90比圖2b所示的保持器元件90短并且形成為使得嵌入式永磁體50、 52的彼此相對(duì)的內(nèi)側(cè)窄邊以及嵌入式永磁體50、52的外側(cè)寬邊的內(nèi)側(cè)部分鄰接該保持器元件90。在嵌入式永磁體50、52的每個(gè)外側(cè)窄邊處，與圖2a類似地布置有保持器元件60、 70，該保持器元件60、70具有與氣隙30的界面，該界面由它們的邊緣62、72形成且這些邊緣62、72與轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a齊平。
圖3示出了轉(zhuǎn)子40的另一實(shí)施例，其具有另一種形狀的保持器元件60、70。在此實(shí)施例中，在布置于轉(zhuǎn)子的磁性本體140的軸向縫隙144a、144b內(nèi)的兩個(gè)嵌入式永磁體50、 52之間未設(shè)有保持器元件。保持器元件60、70布置在軸向縫隙42a、42b內(nèi)。
如該圖可見(jiàn)，邊緣62、72形成每個(gè)保持器元件60、70的氣隙界面，該邊緣62、72與轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a齊平，并因此鄰接所述氣隙30。轉(zhuǎn)子節(jié)段44布置在轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a與嵌入式永磁體50、52之間。嵌入式永磁體50、52和保持器兀件60、70的布置結(jié)構(gòu)關(guān)于局部對(duì)稱軸線55對(duì)稱。
保持器兀件60、70從嵌入式永磁體50、52的、與外殼表面40a遠(yuǎn)離的徑向內(nèi)端延伸到外殼表面40a和氣隙30。保持器元件60、70在其徑向延伸上具有朝著磁性本體140凹入的形狀，從而，在保持器元件60、70與外殼表面40a遠(yuǎn)離的徑向下端處，各個(gè)保持器元件 60,70的部分64、74以背離所述嵌入式永磁體50、52指向的方式突出到磁性本體140內(nèi)，并且，在各個(gè)保持器兀件60、70的與外殼表面40a靠近的上端處,部分66、76在相同的方向上突出到磁性本體140內(nèi)。
在各個(gè)保持器元件60、70的、與轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a靠近的上端處，部分68、78 從嵌入式永磁體50、52的外邊緣50a和52a突出到轉(zhuǎn)子節(jié)段44內(nèi)，從而沿徑向方向形成對(duì)該轉(zhuǎn)子節(jié)段44的形狀鎖定。
圖4顯示了保持器元件70的另一個(gè)變型，其僅示出了嵌入式永磁體50、52的布置結(jié)構(gòu)中的一個(gè)嵌入式永磁體52 (嵌裝在軸向槽144b內(nèi)),且保持器兀件60、70布置成相對(duì)于局部對(duì)稱軸線55鏡像對(duì)稱。
保持器元件70布置在軸向縫隙42b內(nèi)并與鄰接所述氣隙30的外殼表面40a齊平， 該保持器元件70形成不導(dǎo)磁區(qū)域70a。
保持器元件70是大致U形的，且在其下端處(該下端與嵌入式永磁體52的遠(yuǎn)離外殼表面40a的下端齊平地開始)具有與外殼表面40a背離地徑向向下突出到轉(zhuǎn)子40的磁性本體140內(nèi)的部分。布置在嵌入式永磁體52和外殼表面40a之間的轉(zhuǎn)子節(jié)段44的部分46 延伸到U形的保持器元件70內(nèi)，并具有大致沿徑向方向的第一腿44a以及沿周向方向的第二腿44b。轉(zhuǎn)子節(jié)段44的腿44a和嵌入式永磁體52包圍了保持器元件70的部分80。轉(zhuǎn)子節(jié)段44通過(guò)該部分46被形狀鎖定在保持器元件70中。
在保持器元件70的與外殼表面40a靠近的上端處，保持器元件70的部分78突出到轉(zhuǎn)子節(jié)段44內(nèi)，從而沿徑向方向形成形狀鎖定，而保持器元件70的與此相反的部分76 以與轉(zhuǎn)子節(jié)段44背離的方式突出到磁性本體140內(nèi)。磁性本體140的部分142與保持器元件70內(nèi)的凹部接合，從而在磁性本體140內(nèi)提供了對(duì)于保持器元件70的形狀鎖定。在保持器元件70由不導(dǎo)磁材料制成的情況下，保持器元件70在磁性本體140內(nèi)形成了不導(dǎo)磁區(qū)域70a。
圖5示出了布置在轉(zhuǎn)子40的磁性本體140的軸向縫隙42b內(nèi)的保持器元件70的另一個(gè)實(shí)施例。僅顯示了關(guān)于局部對(duì)稱軸線55鏡像對(duì)稱的布置結(jié)構(gòu)的一半(類似于圖4中的布置結(jié)構(gòu))。
在與鄰接所述氣隙30的外殼表面40a遠(yuǎn)離的徑向下端處，保持器元件70與嵌入式永磁體52的、與外殼表面40a遠(yuǎn)離的下端齊平，并與布置在軸向縫隙144b內(nèi)的嵌入式永磁體52鄰接。保持器元件70的外邊緣遠(yuǎn)離嵌入式永磁體52地傾斜至嵌入式永磁體52的上端的徑向位置處的彎曲部82，該外邊緣從彎曲部82向局部對(duì)稱軸線55傾斜，以與轉(zhuǎn)子節(jié)段44、嵌入式永磁體52在周向方向上重疊。
保持器元件70的邊緣72與鄰接所述氣隙30的外殼表面40a齊平，且該邊緣72 在其部分78朝向轉(zhuǎn)子節(jié)段44的情況下傾斜地接近外殼表面40a。因此，通過(guò)轉(zhuǎn)子節(jié)段44 和嵌入式永磁體52在磁性本體140處的形狀配合而鎖定該保持器元件70。
圖6示出了一個(gè)示例性實(shí)施例，其中，轉(zhuǎn)子40的轉(zhuǎn)子節(jié)段44與轉(zhuǎn)子40的磁性本體140的主要部分一體地形成。僅顯示了關(guān)于局部對(duì)稱軸線55鏡像對(duì)稱的布置結(jié)構(gòu)的一半(類似于圖4和圖5中的布置結(jié)構(gòu))。
轉(zhuǎn)子節(jié)段44與該磁性本體的主要部分通過(guò)橋146連接。在嵌入式永磁體52的窄邊和橋146之間布置有空氣槽54。嵌入式永磁體52布置在磁性本體140的軸向縫隙144b 內(nèi)。
在保持器元件70不導(dǎo)磁的情況下形成不導(dǎo)磁區(qū)域70a的保持器元件70鄰接該橋 146，其中，在橋146和保持器元件70之間的界面處設(shè)置有區(qū)域84。在該區(qū)域84中，保持器元件70與橋146進(jìn)行齒式連接。
保持器元件70從與轉(zhuǎn)子40的外殼部分40a遠(yuǎn)離的徑向內(nèi)側(cè)位置延伸到鄰接所述氣隙30的外殼表面40a。保持器兀件70具有與外殼表面40a齊平的邊緣72。在靠近外殼表面40a的上端處，保持器元件70的部分78指向局部對(duì)稱軸線55，因此將轉(zhuǎn)子節(jié)段44穩(wěn)定在其徑向位置。
圖7示出了與圖6中的實(shí)施例類似的另一個(gè)示例性實(shí)施例。僅顯示了關(guān)于局部對(duì)稱軸線55鏡像對(duì)稱的布置結(jié)構(gòu)的一半(類似于圖4、圖5和圖6中的布置結(jié)構(gòu))。
在此實(shí)施例中，在保持器元件70不導(dǎo)磁的情況下形成不導(dǎo)磁區(qū)域70a的保持器元件70鄰接嵌入式永磁體52，而未設(shè)有空氣槽54和橋146 (與圖6所示的實(shí)施例相比)。保持器元件70與外殼表面40a齊平且保持器元件70的邊緣72鄰接氣隙30。嵌入式永磁體 52布置在轉(zhuǎn)子40的磁性本體140的軸向縫隙144b中。
轉(zhuǎn)子40的轉(zhuǎn)子節(jié)段44的部分46，該部分46突出到位于保持器元件70的、與轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a靠近的上端處的部分78下方的凹部?jī)?nèi)。該部分78朝著局部對(duì)稱軸線55指向，從而所述部分46將轉(zhuǎn)子節(jié)段44沿徑向方向(以形狀配合的方式)鎖定在保持器兀件70內(nèi)，且所述部分46在周向方向上與嵌入式永磁體52部分重疊。
保持器元件70鄰接該嵌入式永磁體52，并且在保持器元件70的與嵌入式永磁體 52的窄邊相對(duì)的邊緣處以與嵌入式永磁體52背離的方式傾斜。在與嵌入式永磁體52的、 靠近外殼表面40a的上端平齊的徑向位置處，保持器元件70具有突出到轉(zhuǎn)子40的磁性本體140的凹部?jī)?nèi)的部分86，由此將保持器元件70固定在磁性本體140內(nèi)。保持器元件70 的遠(yuǎn)離所述外殼表面40a并具有部分74，保持器元件70的下端與嵌入式永磁體52的下端齊平。
與圖3至圖7所不的、其中嵌入式永磁體50、52布置成與外殼表面40a基本平行的直線布置結(jié)構(gòu)的實(shí)施例相反，圖8示出了嵌入式永磁體50、52的V形布置結(jié)構(gòu)(從上方觀察時(shí))。更特別地，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子40的示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)，其中，兩個(gè)嵌入式永磁體50、52大致布置成關(guān)于局部對(duì)稱軸線55對(duì)稱布置的V形形狀，類似于圖2a至圖2c所示的布置結(jié)構(gòu)。然而，在圖8所示的實(shí)施例中，與根據(jù)圖2a至圖2c的實(shí)施例相比，嵌入式永磁體50、52被鐵橋48分開，而不是被非不導(dǎo)磁的保持器元件(如圖2a 至圖2c所示)。保持器元件60、70分別插入在軸向縫隙42a和42b內(nèi)。在保持器元件60、 70不導(dǎo)磁的情況下，保持器元件60、70形成不導(dǎo)磁區(qū)域60a、70a，且保持器元件60、70的邊緣62、72在氣隙30處與轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a齊平。在離該外殼表面40a —定的徑向距離處，在保持器元件60、70兩側(cè)的底切(undercuts)將保持器元件60、70以形狀配合的方式鎖定在轉(zhuǎn)子40的磁性本體140內(nèi)。保持器元件60、70具有主縱向延伸，該主徑向延伸相對(duì)于局部對(duì)稱軸線55傾斜，從而，除了通過(guò)橋48連接到磁性本體140的主要部分之外，轉(zhuǎn)子節(jié)段44還在兩側(cè)被保持器元件60、70鎖定在其徑向位置。
圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的、具有數(shù)個(gè)嵌入式永磁體150、152、154的轉(zhuǎn)子40的示例性實(shí)施例的截面視圖的細(xì)節(jié)。這些嵌入式永磁體150、152、154與由各個(gè)保持器元件160、 170,180,190形成的不導(dǎo)磁區(qū)域160a、170a、180a、190a交替布置，每個(gè)保持器元件160、 170、180、190均具有在氣隙30處與轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a齊平的表面。在該詳細(xì)視圖的兩側(cè)，沿著轉(zhuǎn)子40的整個(gè)圓周都是這種布置結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子節(jié)段44布置在嵌入式永磁體150、152、154與外殼部分40a之間，被保持器元件160、170、180、190側(cè)向限制的每個(gè)嵌入式永磁體150、152、154均被分配有一個(gè)轉(zhuǎn)子節(jié)段44。
如針對(duì)保持器元件160更詳細(xì)地說(shuō)明的，保持器元件160、170、180、190具有底切， 其在與外殼表面40a相隔一定徑向距離的下側(cè)164處具有在兩側(cè)(從上方觀察)突出到磁性本體140內(nèi)的部分，由此，保持器元件160、170、180、190被形狀鎖定在轉(zhuǎn)子40的磁性本體 140內(nèi)。與外殼表面40a靠近的上部分166在兩側(cè)(從上方觀察)突出到轉(zhuǎn)子節(jié)段44內(nèi)，由此將轉(zhuǎn)子節(jié)段44沿徑向方向安全鎖定。
圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子40的另一個(gè)示例性實(shí)施例，其中，沿徑向方向布置在嵌入式永磁體50、52與外殼表面40a之間的轉(zhuǎn)子節(jié)段44由保持器元件60、70以及綁帶 56固定，該綁帶56軸向纏繞在轉(zhuǎn)子40的外側(cè)外殼表面40a和內(nèi)側(cè)外殼表面。在必須支持該保持器元件60、70的保持力的情況下，可使用諸如條帶、綁帶等的保持裝置。
在上述各個(gè)實(shí)施例中，保持器元件60、70、90和150、160、170、180、190可優(yōu)選是不導(dǎo)磁的，并且例如可包括如下材料或由它們組成碳纖維、碳纖維復(fù)合物、玻璃纖維、玻璃纖維復(fù)合物、諸如芳綸纖維的聚合物纖維、聚合物纖維復(fù)合物、陶瓷、塑料。保持器元件60、70、 90和150、160、170、180、190可以是彼此分開的裝置，這些裝置插入在轉(zhuǎn)子40的磁性本體 140的、相應(yīng)的軸向縫隙42a、42b內(nèi)，但替代地，它們也可由粉末材料制成，并且在磁性本體 140由鐵粉末材料制成的情況下，這些保持器元件60、70、90和150、160、170、180、190可以與磁性本體140共同燒結(jié)而成。通常，如現(xiàn)有技術(shù)中已知的，磁性本體140可由堆疊的疊片制成或由鐵粉末材料燒結(jié)而成。
在上述實(shí)施例中，保持器元件60、70、90、160、170、180、190從與轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a遠(yuǎn)離的內(nèi)側(cè)或下側(cè)徑向位置延伸到外殼表面40a并與外殼表面40a齊平,通過(guò)用保持器元件60、70、90、160、170、180、190的不導(dǎo)磁材料替換該磁性本體140的導(dǎo)磁材料，能夠使由于磁性本體140中的磁通量斷開而導(dǎo)致的磁損失最小化。在這些實(shí)施例(圖I、圖2a、 圖2c、圖3至圖10展示了其示例)中，保持器元件60、70、90、160、170、180、190將轉(zhuǎn)子節(jié)段 44鎖定在徑向位置。在保持器元件90不突出到外殼表面40a的實(shí)施例中(如圖2b所示)， 能夠使形成空氣槽的軸向縫隙42a、42b與外殼表面40a齊平，以替換否則可能使磁通量斷開的、磁性本體140的磁性材料。
一般地，這些保持器元件可根據(jù)需要來(lái)設(shè)計(jì)，且能夠容易地改變以滿足該電機(jī)的其他設(shè)計(jì)要求。
圖11以截面視圖示出了徑向磁通電機(jī)10的一個(gè)磁極，該徑向磁通電機(jī)10包括具有徑向多層嵌入式永磁體50、52的轉(zhuǎn)子40，該轉(zhuǎn)子40被具有布置在豎直縫隙26內(nèi)的定子線圈22的定子20包圍，其中，在定子20和轉(zhuǎn)子40之間布置有氣隙30。轉(zhuǎn)子40具有大致環(huán)形的橫截面，在其中心具有用于軸的開口(由轉(zhuǎn)子40的徑向內(nèi)側(cè)的彎曲實(shí)線表示)。
在該圖所示的實(shí)施例中，四對(duì)縱向延伸的嵌入式永磁體50、52彼此沿徑向方向平行布置，使得它們沿徑向方向相互堆疊，其中，每個(gè)轉(zhuǎn)子節(jié)段44x、44y、44z被夾在嵌入式永磁體50、52中的兩個(gè)相鄰磁體之間。轉(zhuǎn)子節(jié)段44布置在最外側(cè)的嵌入式永磁體50、52與氣隙30之間。當(dāng)然，該嵌入式永磁體的對(duì)數(shù)可以比此示例性實(shí)施例中的四對(duì)更多或更少。
成對(duì)的嵌入式永磁體50、52的縱向延伸從轉(zhuǎn)子40的外殼表面40a朝著轉(zhuǎn)子40的中心伸出。在成對(duì)的嵌入式永磁體50、52的兩側(cè)分別布置有位于一側(cè)的保持器兀件192、192x、192y、192z和位于相反的另一側(cè)的保持器元件194、194x、194y、194z，這些保持器元件把成對(duì)的嵌入式永磁體50、52鎖定在轉(zhuǎn)子40的磁性本體140中。保持器元件192、192x、 192y、192z、194、194x、194y、194z包含或包括具有高機(jī)械強(qiáng)度的不導(dǎo)磁區(qū)域。
保持器元件192、192x、192y、192z、194、194x、194y、194z 朝著氣隙 30 彎曲，使得它們僅在轉(zhuǎn)子40的磁極的節(jié)段內(nèi)延伸。保持器元件192、192x、192y、192z、194、194x、194y、 194z在它們的自由端處可通過(guò)前述實(shí)施例中所述的楔形方式而成形，以將嵌入式永磁體 50、52和轉(zhuǎn)子節(jié)段44、441、44}^、442鎖定在磁性本體140內(nèi)。然而,也可以僅一個(gè)嵌入式永磁體50、52或者僅嵌入式永磁體50、52的一部分設(shè)有保持器元件192、192x、192y、192z、194、 194x、194y>194z。
圖12示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的軸向磁通電機(jī)200的局部透視圖，該軸向磁通電機(jī) 200具有表面安裝的永磁體。在軸向磁通電機(jī)200中，轉(zhuǎn)子240的磁通量在相對(duì)于轉(zhuǎn)子240 的旋轉(zhuǎn)軸線而言的軸向方向100上延伸到定子220內(nèi)。定子220可夾在兩個(gè)轉(zhuǎn)子240之間， 或反過(guò)來(lái)。此外，能夠使多個(gè)定子220和轉(zhuǎn)子240沿著旋轉(zhuǎn)軸線100相互堆疊。
如該圖所示的軸向磁通電機(jī)200具有現(xiàn)有技術(shù)中已知的、通過(guò)包括定子線圈222 的圓柱形盤狀定子220分開的兩個(gè)軸向間隔開的圓柱形盤狀轉(zhuǎn)子240，定子220布置在這兩個(gè)轉(zhuǎn)子240之間，每個(gè)轉(zhuǎn)子240均與定子220有一定的軸向距離。上述線圈可具有不同的布置結(jié)構(gòu)，該圖中并未明確示出。
在此實(shí)施例中從轉(zhuǎn)子40軸向突出的永磁體50、52沿軸向方向被磁化，且布置在轉(zhuǎn)子240的面向定子220的軸向內(nèi)側(cè)，其中，一個(gè)轉(zhuǎn)子240的永磁體250、252指向另一個(gè)轉(zhuǎn)子 240的永磁體250、252 (反之亦然)。每個(gè)轉(zhuǎn)子240的永磁體250、252相對(duì)于轉(zhuǎn)子240的圓周具有相同的位置。例如，每個(gè)永磁體可分割成更小的節(jié)段，以減少磁體損失。
磁通量由閉環(huán)形式的虛線表示，每個(gè)環(huán)均包含了兩個(gè)相鄰的永磁體250、252之間的區(qū)域，其一個(gè)分支在轉(zhuǎn)子240內(nèi)，另一個(gè)分支在定子220內(nèi)。
如先前的實(shí)施例中所述，徑向磁通電機(jī)10中的轉(zhuǎn)子40和/或定子20的鐵疊片沿軸向方向相互堆疊，然而，在由鐵疊片制成的軸向磁通電機(jī)200中，這些疊片沿徑向方向相互堆疊，S卩，片材圍繞旋轉(zhuǎn)軸線100卷繞，從而形成轉(zhuǎn)子240或定子220。在此布置結(jié)構(gòu)中， 在形成轉(zhuǎn)子240或定子220之前或之后，必須使用特殊技術(shù)而在層疊的材料中形成所述縫隙。然而，替代地，轉(zhuǎn)子240和/或定子220也可由鐵粉材料形成，例如所謂的SMC(軟磁復(fù)合物)材料。
圖13a至圖13c示出了與圖12所示的類似的、用于軸向磁通電機(jī)200的轉(zhuǎn)子240 的第一實(shí)施例，它們分別是正視圖(圖13a)、沿著線13b-13b的剖視圖(圖13b)、以及側(cè)視圖 (圖 13c)。
嵌入式永磁體250、252布置在盤狀轉(zhuǎn)子240的前端面240a上，轉(zhuǎn)子240具有磁性本體214，且它們從轉(zhuǎn)子240的外側(cè)外殼表面240b朝著為軸而設(shè)置的開口的內(nèi)表面以如下方式延伸即，使得嵌入式永磁體250、252布置在軸向凹部中，并且保持器兀件260位于嵌入式永磁體250、252的每一側(cè)。從上方可見(jiàn),每個(gè)嵌入式永磁體250、252均具有圓的扇段的形狀。每個(gè)嵌入式永磁體250與相鄰的嵌入式永磁體252具有相反的極性。嵌入式永磁體250、252的形狀可以是任何形狀，例如，嵌入式永磁體250、252可以被切割為直線節(jié)段， 而不是圓的扇段等。
在每個(gè)嵌入式永磁體250、252的(沿軸向方向的)頂部上布置有轉(zhuǎn)子節(jié)段244，該轉(zhuǎn)子節(jié)段244通過(guò)保持器元件260而被鎖定在其位于嵌入式永磁體250、252頂部上的軸向位置。該轉(zhuǎn)子節(jié)段244可由SMC材料制成。保持器元件260的外表面262被示出為與轉(zhuǎn)子 240的前端面240a齊平。然而，也可以使保持器元件260和/或轉(zhuǎn)子節(jié)段244不齊平，而是從外表面240a突出。在此情況下，能夠在轉(zhuǎn)子240旋轉(zhuǎn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)積極的冷卻效果。這些突出部分的作用可類似于散熱鰭片，以在環(huán)境空氣中產(chǎn)生湍流，從而提高轉(zhuǎn)子240向空氣的熱傳遞。
圖14a至圖14c示出了用于如圖12所示的軸向磁通電機(jī)200的轉(zhuǎn)子240的第二實(shí)施例，它們分別是正視圖(圖14a)、沿著線14b-14b的剖視圖(圖14b)、以及側(cè)視圖(圖14c)。
除了轉(zhuǎn)子240在其磁性本體214的兩個(gè)前端面上具有嵌入式永磁體250、252之外，此布置結(jié)構(gòu)與圖13a至圖13c中描述的布置結(jié)構(gòu)相同。在轉(zhuǎn)子240的每一側(cè)，嵌入式永磁體250、252在一個(gè)轉(zhuǎn)子240上的位置是一致的。
有利地，通過(guò)該嵌入式永磁體，包括保持器元件的電機(jī)轉(zhuǎn)子能夠提供更高的性能， 并且，在所述保持器元件由不導(dǎo)磁材料制成或包括不導(dǎo)磁材料的情況下，能夠部分地允許減輕重量并減少磁損失。
權(quán)利要求
1.一種用于電機(jī)(10 ;200)的轉(zhuǎn)子(40、240)，所述電機(jī)(10 ;200)被由一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154 ;250、252)形成的磁極激勵(lì)，所述轉(zhuǎn)子(40、240)包括磁性本體(140 ；214)和所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154 ;250、252)，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154 ;250、252)與所述磁性本體(140 ；214)結(jié)合， 從而沿著轉(zhuǎn)子方向限定了磁極性交替的第一磁極(N)和第二磁極(S)，其中，對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154 ;250、252)中的至少一個(gè)，在所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154 ;250、252)與所述磁性本體(140 ；214)的第一表面(40a ； 240a)之間布置有轉(zhuǎn)子節(jié)段(44、44a、44b ;244)，其特征在于，至少一個(gè)保持器元件(60、 70,90 ; 160、170、180、190 ; 192、194 ；260)將所述轉(zhuǎn)子節(jié)段(44 ；244)連接到所述磁性本體 (140 ；214)的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52； 150、152、154 ;250、252)中的至少一個(gè)被分配有不導(dǎo)磁區(qū)域(60a、70a、90a ;160a、170a、 180a、190a)，其中優(yōu)選地，所述不導(dǎo)磁區(qū)域(60a、70a、90a ; 150a、160a、170a、180a、190a)被包括在所述至少一個(gè)保持器元件(60、70、90 ; 160、170、180、190 ; 192、194 ；260)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述至少一個(gè)保持器元件(60、70、 90 ;160、170、180、190 ；260)通過(guò)如下方式中的至少一種來(lái)鎖定所述轉(zhuǎn)子節(jié)段(44、44a、 44b ;244)和 / 或所述嵌入式永磁體(50、52 ; 150、152、154 ;250、252) : (i)形狀鎖定；(ii) 摩擦鎖定；和/或(iii)所述保持器元件(60、70、90 ; 160、170、180、190 ; 192、194 ;260)與所述轉(zhuǎn)子節(jié)段(44 ;244)—體地連結(jié)，其中優(yōu)選地，所述至少一個(gè)保持器元件(60、70、90 ;160、 170、180、190 ; 192、194 ；260)具有高的機(jī)械強(qiáng)度。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述嵌入式永磁體(50、 52 ;150、152、154)中的至少一個(gè)和/或所述轉(zhuǎn)子節(jié)段(44、44a ；244)由所述至少一個(gè)保持器元件(60、70、90 ;160、170、180、190 ;192、194)固定在徑向位置。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154)沿周向方向(102)交替布置在所述磁性本體(140)處并沿該周向方向(102)限定了磁極性交替的第一磁極(N)和第二磁極(S)，和/或在于，所述轉(zhuǎn)子節(jié)段(44、44a ；44b )沿大致徑向方向布置在所述磁性本體(140 )的第一表面(40a)與所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154)之間。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154)沿所述磁性本體(140)的徑向方向相互堆疊且彼此之間有一定的徑向距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至3中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述嵌入式永磁體(250、 252)中的至少一個(gè)和/或所述轉(zhuǎn)子節(jié)段(244)由所述至少一個(gè)保持器元件(260)固定在相對(duì)于所述轉(zhuǎn)子(40)的旋轉(zhuǎn)軸線(100)而言的軸向位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或7中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(250、252)交替布置在所述磁性本體(214)的至少一個(gè)端面(240a)中、端面 (240a)上或端面(240a)處，并在所述磁性本體(214)的端面(240a)上限定了磁極性交替的第一磁極(N)和第二磁極(S)，和/或在于，所述轉(zhuǎn)子節(jié)段(244)沿大致軸向方向布置在所述磁性本體(214)的端面(240a)與所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(250、252)之間。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述至少一個(gè)保持器元件 (60、70、90 ;160、170、180、190 ;192、194 ;260)的外邊緣(62、72、92 ;262)布置成與所述磁性本體(140 ；214)的第一表面(40a ;240a)齊平。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述至少一個(gè)保持器元件 (60、70、90 ;160、170、180、190 ；192 ；194 ；260)布置在所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、 52 ;150、152、154 ;250、252)的外邊緣處。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述至少一個(gè)保持器元件 (90 ;160、170、180、190)布置在兩個(gè)相鄰的嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154 ;250、252) 之間。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，位于至少一個(gè)所述嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154)的外邊緣(50a、52a)處的所述不導(dǎo)磁區(qū)域(60a、70a)包括空氣槽。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述至少一個(gè)保持器元件 (60、70、90 ;160、170、180、190)布置在所述磁性本體(140)中的軸向縫隙(42a、42b、42c) 內(nèi)。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述至少一個(gè)保持器元件 (60、70、90 ;160、170、180、190 ;192、194 ;260)包括如下材料中的至少一種碳纖維、碳纖維復(fù)合物、玻璃纖維、玻璃纖維復(fù)合物、聚合物纖維、聚合物纖維復(fù)合物、陶瓷、塑料。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述磁性本體(140；214) 由如下項(xiàng)中的至少一種制成(i)堆疊的疊片，(ii)鐵粉。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述至少一個(gè)保持器元件(60、70、90； 160、170、180、190 ;192、194 ;260)由粉末制成并與所述磁性本體(140 ;214)共同燒結(jié)而成。
17.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，還設(shè)有一個(gè)或多個(gè)綁帶(56)，用于幫助將至少一個(gè)轉(zhuǎn)子節(jié)段(44 ;244)保持在該轉(zhuǎn)子節(jié)段(44 ;244)在所述磁性本體(140 ；214)處的位置。
18.—種電機(jī)(10 ;200)，所述電機(jī)(10 ；200)具有定子(20 ；220)并被根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子(40 ；240)激勵(lì)，所述轉(zhuǎn)子(40 ；240)具有由一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52 ;150、152、154 ;250、252)形成的磁極。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(40;240)被構(gòu)造為用于徑向磁通電機(jī)(10 )、軸向磁通電機(jī)(200 )或直線電機(jī)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的電機(jī)，其特征在于，用于徑向磁通電機(jī)(10)的所述轉(zhuǎn)子(40 )被構(gòu)造為將所述定子(20 )包圍的外轉(zhuǎn)子(40 )，或所述轉(zhuǎn)子(40 )被構(gòu)造為由所述定子(20)包圍的內(nèi)轉(zhuǎn)子(40)，或者在于，用于軸向磁通電機(jī)(200)或用于直線電機(jī)的所述轉(zhuǎn)子(240 )被構(gòu)造為外轉(zhuǎn)子(240 )且定子(220 )布置在兩個(gè)外轉(zhuǎn)子(240 )之間，或被構(gòu)造為由兩個(gè)定子(220)封閉的內(nèi)轉(zhuǎn)子(240)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電機(jī)(10)的轉(zhuǎn)子(40、240)，該電機(jī)(10)被由一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52)形成的磁極激勵(lì)，該轉(zhuǎn)子(40、240)包括磁性本體(140)和一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52)，所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52)與磁性本體(140)結(jié)合，從而沿著轉(zhuǎn)子方向限定了磁極性交替的第一磁極(N)和第二磁極(S)，其中，對(duì)于所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52)中的至少一個(gè)，在所述一個(gè)或多個(gè)嵌入式永磁體(50、52)與所述磁性本體(140)的第一表面(40a)之間布置有轉(zhuǎn)子節(jié)段(44)。至少一個(gè)保持器元件(60、70)將轉(zhuǎn)子節(jié)段(44)連接到磁性本體(140)的一部分。
文檔編號(hào)H02K1/27GK102939699SQ201080065985
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者馬達(dá)萊娜·奇拉尼, 斯圖雷·埃里克松 申請(qǐng)人:沃爾沃技術(shù)公司