CN101931279B - 用于永磁电机的转子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电机(10)的转子(12),其包括转子盘(24)和磁体保持带(30),所述转子盘(24)从转子(12)的中心轴线(18)沿径向向外延伸,所述磁体保持带(30)包括多个磁体保持突部(32)。该磁体保持突部(32)从磁体保持带(30)沿径向延伸并沿磁体保持带(30)的长度轴向延伸。磁体保持带(30)通过保持装置紧固至转子表面(24),并从那里基本上沿轴向延伸。多个永磁体(14),所述多个永磁体(14)的每个永磁体(14)位于相邻的磁体保持突部(32)之间的磁体保持带(30)处,并沿径向和沿周向地保持在磁体保持突部(32)和磁体保持带(30)之间。

Description

用于永磁电机的转子
技术领域
概括地说,本发明的主题涉及电机。更具体地说,本发明的主题涉及永磁电机的转子构造。
背景技术
永磁电机有两个主要部件:旋转的转子以及固定的定子,其中转子包括至少一个永磁体,定子包括一个或更多定子绕组。在具有传统配置的那些电机中,转子位于定子内侧,因此定子围绕着转子。在常被称作反结构电机(inside out machine)的其它电机中,定子位于转子内侧,使得转子围绕着定子。转子包括永磁体,其将电磁力转换为机械力。永磁体通常通过胶合剂紧固至转子组件。永磁体通过胶合剂附接至转子,然而,这种附接方式使磁体在电机运转过程中承受高负载,致使永磁体和电机的损坏和/或故障。
发明内容
根据本发明的一个方面,用于电机的转子包括从转子的中心轴线径向向外延伸的转子盘,以及包括多个磁体保持突部(magnet retention tab)的磁体保持带(magnet retention band)。所述磁体保持突部从磁体保持带沿径向延伸,并沿磁体保持带的长度沿轴向延伸。磁体保持带通过保持装置紧固至转子表面并从那里基本上沿轴向延伸。多个永磁体,该多个永磁体的每个磁体位于相邻的磁体保持突部之间的磁体保持带处,并沿径向和沿周向地保持在磁体保持突部和磁体保持带之间。
根据本发明的另一方面,电机包括定子和转子,转子与定子电磁连通(communication)。所述转子包括从转子的中心轴线沿径向向外延伸的转子盘,以及包括多个磁体保持突部的磁体保持带。磁体保持突部从磁体保持带沿径向延伸,并沿磁体保持带的长度沿轴向延伸。磁体保持带通过保持装置被紧固至转子表面,并从那里基本上沿轴向延伸。多个永磁体,所述多个永磁体的每个磁体位于相邻磁体保持突部之间的磁体保持带处,并沿径向和沿周向地保持在磁体保持突部和磁体保持带之间。
根据本发明的再一方面,组装用于电机的转子的方法包括,在环形的磁体保持带内形成多个磁体保持突部,所述多个磁体保持突部基本上从磁体保持带沿径向延伸。磁体保持带的第一轴向端部通过多个机械紧固件紧固至转子盘,所述机械紧固件从转子盘延伸到磁体保持带内。多个永磁体被插入到磁体保持带内,并沿周向地保持在相邻的磁体支承突部(magnetsupport tab)之间、沿径向地保持在磁体支承突部和磁体支承带之间。
结合附图,根据如下描述,这些和其它优点和特征将变得更加显然。
附图说明
本说明书总结部分的权利要求书中具体地指出、明确地要求保护了被视为本发明的主题。结合附图,根据后面的具体实施方式,前述和其它特征以及本发明的优点是显而易见的,图中:
图1为电机的实施方式的截面图;
图2为电机转子的实施方式的透视图;
图3为用于电机的转子的磁体支承带的实施方式的局部透视图;
图4为用于电机的转子盘的实施方式的局部透视图;
图5为用于电机的转子的实施方式的截面图;以及
图6为用于电机的转子的实施方式的另一截面图。
参照附图,通过示例的方式,具体实施方式部分解释了本发明的实施方式以及优点和特征。
具体实施方式
图1所示是电机10的实施方式。图1的电机10是反结构配置(insideout confiiguration),其包括转子12,转子12具有多个永磁体14,永磁体14设置在定子16的径向外侧。转子12能绕电机的中心轴线18旋转,并且包括设置在中心轴线18处、紧固至连接件(hub)22的轴20。如图2中所示,连接件22包括从轴20沿径向向外延伸的转子盘24。转子盘24设置在定子16的第一端部26处或第二端部28处。连接件22进一步包括磁体支承带30。磁体支承带30基本上呈环形形状,可与轴20以及转子盘24同心。如图1中所示,磁体支承带30设置在定子16的径向外侧。然而在电机10具有传统配置的实施方式中,磁体支承带30也可设置在定子16的径向内侧。
现在参照图3,磁体支承带30包括从所述磁体支承带30的内表面34延伸的多个磁体保持突部(tabs)32。所述多个磁体保持突部32排列在内表面34的周围,并从第一带端部36延伸至第二带端部38(如图2所示)。在一些实施方式中,磁体保持突部32沿基本上轴向的方向延伸,但是应当理解,其它方向,例如相对于中心轴线18偏斜的方向也考虑在当前的范围内。磁体保持突部32被设置和配置成将所述多个永磁体14中的永磁体14(图2所示)保持在两个相邻的磁体保持突部32之间理想的径向和周向位置中。例如,如图3中所示,每个保持突部32均可以具有基本上呈T形的截面,并且支承40从所述内表面34以及交叉部分(cross portion)42延伸。永磁体14被插入在相邻的支承40之间以及内表面34和交叉部分42之间。相邻的支承40沿周向地保持永磁体14,同时内表面34和交叉部分42沿径向保持永磁体14。应当理解,T形保持突部32仅是示例性的,磁体保持突部32的其它形状,例如L形或V形也被考虑在当前的范围内。在一些实施方式中,磁体保持突部32与磁体支承带30一体地形成。因为磁体支承带30是独立于转子盘24的转子12的部件,所以磁体保持突部32可例如通过拉削工艺或放电加工(EDM)而被有效地形成。
如图2中所示,磁体支承带30被紧固至第二带端部38处的转子盘24。再参照图3,在一些实施方式中,磁体支承带30包括从第二带端部38沿轴向延伸的多个转子驱动销44。如图4所示,转子驱动销44能被插入到转子盘24中的互补(complimentary)的转子驱动插口46中。转子驱动销44和转子驱动插口46被配置以便正确地将磁体支承带30定位至转子盘24,并且在电机10运转过程中有效地把旋转能从转子盘24转换到磁体支承带30。替代地,在一些实施方式中,转子驱动销44被设置在转子盘24中,而转子驱动插口46被设置在磁体支承带30中。在一些实施方式中,磁体支承带30通过多个转子保持螺丝48被沿轴向地紧固至转子盘24。如图3和4中所示,转子保持螺丝48从转子盘24延伸到多个保持螺丝孔50中。如所示,保持螺丝孔50可被设置在磁体保持突部32的支承40中,或在其它合适的位置,例如在转子驱动销44之间。替代地,磁体支承带30可通过其它方式例如焊接而紧固至转子盘24。
在一些实施方式中,如图5中所示,转子盘24可包括从转子盘24的内表面54沿径向向内延伸的多个转子预载(preload)突部52。每一个转子预载突部52包括预载螺丝孔56,保持螺丝48插入穿过预载螺丝孔56。当保持螺丝48被拧紧时,转子预载突部52向磁体支承带30上施加夹持力。在一些实施方式中,将保持螺丝48插到转子预载突部52中,多个检修孔58被设置穿过转子盘24。
现在参照图6,一旦多个永磁体14被插到磁体支承带30中,它们通过紧固至第一带端部36的保持环60而被沿轴向地保持在转子12中。保持环60被紧固至第一带端部36,例如通过穿过保持环60延伸到第一带端部36的多个环头螺丝(ring screw)62。保持环60沿径向向内延伸,至少部分地经过多个永磁体14的每个永磁体14的前表面64,因此阻止了它们从磁体支承带30脱离。
通过机械装置将多个永磁体14紧固在转子12中而不使用粘合剂,能降低电机10运转过程中永磁体14所承受的负载。进一步,独立于转子12其余部分的磁体支承带30的形成允许利用更有效的制造方法形成多个支承40。
虽然本发明仅结合有限数量的实施方式进行了详细描述,应当很容易理解本发明不局限于这些公开的实施方式。相反地,本发明能被修改以结合有前所未述的任何数量的变化、改动、置换或等同设置,但其与本发明的精神和范围是相应的。另外,虽然本发明的多种实施方式已被描述,应当理解的是本发明的某些方面可仅包括一些所描述的实施方式。因此,本发明不被视为局限于前面的描述,而仅由所附的权利要求书的范围所限定。

Claims (20)

1.一种用于电机(10)的转子(12),所述转子(12)包括:
转子盘(24),所述转子盘(24)从所述转子(12)的中心轴线(18)沿径向向外延伸;
磁体保持带(30),所述磁体保持带(30)包括多个磁体保持突部(32),所述磁体保持突部(32)从所述磁体保持带(30)沿径向延伸并且沿所述磁体保持带(30)的长度沿轴向延伸,所述磁体保持带(30)紧固至所述转子盘(24)并从那里基本上沿轴向延伸;
多个永磁体(14),所述多个永磁体(14)的每个永磁体(14)均在磁体保持带(30)处被设置在相邻的磁体保持突部(32)之间,并且沿径向和沿周向被保持在所述磁体保持突部(32)和所述磁体保持带(30)之间;以及
保持装置,所述保持装置将所述磁体保持带(30)紧固定至所述转子盘(24)。
2.如权利要求1所述的转子(12),其中,所述保持装置包括多个机械紧固件(48)。
3.如权利要求2所述的转子(12),其中,所述多个机械紧固件(48)延伸到设置在所述多个磁体保持突部(32)中的多个保持螺丝孔(50)内。
4.如权利要求1所述的转子(12),其包括设置在所述磁体保持带(30)或转子盘(24)的一个中的多个转子驱动销(44),所述多个转子驱动销(44)能被插到设置在所述磁体保持带(30)或所述转子盘(24)的另一个中的互补的多个转子驱动插口(46)中。
5.如权利要求4所述的转子(12),其中,所述保持装置包括将所述磁体保持带(30)焊接至所述转子盘(24)。
6.如权利要求1所述的转子(12),其中,所述多个磁体保持突部(32)的每个磁体保持突部(32)基本上是T形的。
7.如权利要求6所述的转子(12),其中,所述多个永磁体(14)的每个永磁体(14)通过所述多个磁体保持突部(32)的至少一个磁体保持突部(32)的交叉部分(42)被径向保持。
8.如权利要求1所述的转子(12),其中,所述多个磁体保持突部(32)通过拉削或放电加工(EDM)之一的方法形成。
9.如权利要求1所述的转子(12),其包括保持环(60),所述保持环(60)紧固至所述磁体保持带(30)的第一端部(36),所述第一端部(36)与第二端部(38)相对,所述转子盘(24)被紧固在所述第二端部(38)处以将所述磁体支承带(30)中的所述多个永磁体(14)沿轴向地保持在所述转子盘(24)和所述保持环(60)之间。
10.如权利要求9所述的转子(12),其中,所述保持环(60)沿径向地延伸经过所述多个永磁体(14)的每个永磁体(14)的表面(64),以阻止所述多个永磁体(14)的轴向运动。
11.如权利要求9所述的转子(12),其中,所述保持环(60)通过多个环头螺丝(62)被紧固至所述磁体保持带(30)。
12.如权利要求1所述的转子(12),其中,所述多个永磁体(14)被设置在所述磁体保持带(30)的径向内侧表面(54)处。
13.一种电机(10),其包括:
定子(16);以及
转子(12),所述转子(12)与所述定子(16)电磁连通,并且所述转子(12)包括:
转子盘(24),所述转子盘(24)从所述转子(12)的中心轴线(18)沿径向向外延伸;
磁体保持带(30),所述磁体保持带(30)包括多个磁体保持突部(32),所述多个磁体保持突部(32)从所述磁体保持带(30)沿径向延伸并且沿所述磁体保持带(30)的长度沿轴向延伸,所述磁体保持带(30)被紧固至所述转子盘(24)并从那里基本上沿轴向地延伸;
多个永磁体(14),所述多个永磁体(14)的每个永磁体(14)均在磁体保持带(30)处被设置在相邻磁体保持突部(32)之间,并沿径向和沿周向被保持在所述磁体保持突部(32)和所述磁体保持带(30)之间;以及
多个机械紧固件(48),所述多个机械紧固件(48)用于将所述磁体保持带(30)紧固至所述转子盘(24)。
14.如权利要求13所述的电机(10),其中,所述多个机械紧固件(48)延伸到设置在所述多个磁体保持突部(32)中的多个保持螺丝孔(50)内。
15.如权利要求13所述的电机(10),其中,所述多个机械紧固件(48)穿过所述转子盘(24)中的多个预载突部(52)延伸到所述磁体保持带(30)内。
16.如权利要求13所述的电机(10),其中,所述多个磁体保持突部(32)的每个磁体保持突部(32)基本上是T形的。
17.如权利要求16所述的电机(10),其中,所述多个永磁体(14)的每个永磁体(14)通过所述多个磁体保持突部(32)的至少一个磁体保持突部(32)的交叉部分(42)被径向保持。
18.如权利要求13所述的电机(10),其中,所述多个永磁体(14)设置在所述定子(16)的径向外侧。
19.一种组装用于电机(10)的转子(12)的方法,其包括:
在环形磁体保持带(30)中形成多个磁体保持突部(32),所述多个磁体保持突部(32)从所述磁体保持带(30)基本上沿径向地延伸;
通过从所述转子盘(24)延伸到所述磁体保持带(30)内的多个机械紧固件(48)将所述磁体保持带(30)的第一轴向端部(38)紧固至转子盘(24);
将多个永磁体(14)插到所述磁体保持带(30)内;以及
在相邻的磁体支承突部(32)之间沿周向地以及在所述磁体支承突部(32)和所述磁体支承带(30)之间沿径向地保持所述多个永磁体(14)的每个永磁体(14)。
20.如权利要求19所述的方法,其包括将保持环(60)紧固至所述磁体支承带(30)的第二端部(36),从而将所述多个永磁体(14)沿轴向地保持在所述转子盘(32)和所述保持环(60)之间。
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