CN103580331A

CN103580331A - 永磁电机、转子组件以及形成该转子组件的方法

Info

Publication number: CN103580331A
Application number: CN201310345427.0A
Authority: CN
Inventors: B·D·钱伯林; C·哈默; K·H·万
Original assignee: Remy Technologies LLC
Current assignee: Remy Technologies LLC
Priority date: 2012-08-09
Filing date: 2013-08-09
Publication date: 2014-02-12
Also published as: DE102013108461A1; US20140042840A1; KR20140022729A

Abstract

公开了永磁电机、转子组件以及形成该转子组件的方法。该永磁电机包括壳体、安装在壳体内的定子、和相对于定子可旋转安装在壳体中的转子。转子组件包括具有多个转子叠片的转子体。多个转子叠片中的每一个皆包括：多条槽；多个具有轴向端部部分的永磁体，其安装在多条槽中的相应的槽内的；和一定量的热界面材料（TIM），所述热界面材料布置在多个永磁体中的毗邻的永磁体的轴向端部部分之间。

Description

永磁电机、转子组件以及形成该转子组件的方法

技术领域

示例性实施例涉及一种电机技术，更加具体地涉及一种永磁电机，所述永磁电机包括毗邻的永磁体之间的热界面材料。

背景技术

电机由通过定子的电能做功，以诱发转子中的电动力。电动力在转子处产生旋转力。转子的旋转用于为多种外部装置提供动力。当然，电机还能够用于由输入功发电。在任意情况中，电机目前以更快的速度产生更大的输出而且设计成成更小的机组。在永磁电机的情况中，磁体设计成以更小的形状因素拥有更高的磁通密度。这种磁体通常由多种稀土金属形成或者包括多种稀土金属。

发明内容

公开了一种永磁电机，所述永磁电机包括壳体、安装在壳体中的定子和相对于定子可旋转安装在壳体中的转子。转子组件包括转子体，所述转子体具有多个转子叠片。多个转子叠片中的每一个均包括多条槽；多个具有轴向端部部分的永磁体安装在多条槽中的相应的一槽中；和一定量的热界面材料（TIM），所述热界面材料布置在多个永磁体中的毗邻的永磁体的轴向端部部分之间。

还公开了一种转子组件，所述转子组件包括转子体，所述转子体具有多个转子叠片。多个转子叠片中的每一个均包括多条槽。多个具有轴向端部部分的永磁体安装在多条槽中的相应的槽中，并且一定量的热界面材料（TIM）布置在多个永磁体的毗邻永磁体的轴向端部部分之间。

而且还公开了一种形成用于电机的转子组件的方法。所述方法包括堆叠多个转子叠片，对准形成在多个转子叠片中的每一个中的多条槽，联结多个转子叠片形成转子体，将具有第一轴向端部部分的第一永磁体插入到多条槽中的一条，将热界面材料在多条槽中的一条中定位在第一轴向端部部分处，将具有第二轴线端部部分的第二永磁体插入到多条槽中的一条，并且将第二永磁体朝向第一永磁体迫压到多条槽中的一条槽中，使得第二轴向端部部分和第一轴向端部部分通过热界面构件热接触。

附图说明

以下描述不应当以任何方式理解为限制。参照附图，相同的附图标记表示相同的元件：

图1描绘了根据示例性实施例的永磁电机的剖视侧视图；

图2描绘了图1的永磁电机的转子组件的局部放大视图；

图3是图2的转子组件的局部视图。

具体实施方式

在此通过示例性而非限制性的形式参照附图详细描述公开的设备和方法的一个或多个实施例。

在图1中整体用2表示根据示例性实施例的永磁电机。电机2包括壳体4，所述壳体4具有第一和第二侧壁6和7，所述第一和第二侧壁6和7由第一端壁8和第二端壁或者盖10联结，以共同限定内部部分12。第一侧壁6包括第一内表面16，并且第二侧壁7包括第二内表面17。在此处，应当理解的是壳体4还能够构造成包括单个侧壁，所述单个侧壁具有连续的内表面。还示出电机2包括定子24，所述定子24布置在第一和第二侧壁6和7的第一和第二内表面16和17处。定子24包括本体或者定子芯28，所述本体或者定子芯28具有第一端部部分29，所述第一端部部分29延伸至第二端部部分30，所述第二端部部分30支撑多个线圈36。线圈36包括第一端部匝部分40和第二端部匝部分41。

电机2还示出为包括轴54，所述轴54能够旋转地支撑在壳体4内。轴54包括第一端部56，所述第一端部56通过中间部分59延伸至第二端部57。第一端部56通过第一轴承63支撑在盖10处。通过第二轴承64将第二端部57支撑至第一端壁8。轴54支撑转子组件70。转子组件70包括毂72，所述毂72支撑转子体79。转子体79包括第一端部部分81和相对的第二端部部分82。转子体79由多个转子叠片形成，所述转子叠片中的一个用附图标记84表示。每个转子叠片84均包括多条槽，所述多条槽中的一条在图2中用附图标记94表示。在堆叠转子叠片84承受形成转子体79的结合处理之前，堆叠转子叠片84并且使得槽94对准。多个永磁体（PM）100、101和102设置在转子体79中在槽94中的每一条中。

根据示例性实施例的一个方面，电机2包括：第一散热环120，所述第一散热环120布置在转子体79的第一端部部分81处；和第二散热环121，所述第二散热环121布置在转子体79的第二端部部分82处。第一散热环120包括本体124，所述本体124具有外表面127和大体平面状的内表面129。在示出的示例性方面中，外表面127包括大体平面状的轮廓131。然而，应当理解的是外表面127可以设置有多种热交换装置，诸如散热翅片。

第一散热环120支撑在第一端部部分81处，其中，大体平面状的内表面129与永磁体100成热交换关系。第二散热环121包括本体134，所述本体134具有外表面137和大体平面状的内表面139。在示出的示例性方面中，外表面137包括大体平面状的轮廓141。然而，以与上述方式类似的方法，应当理解的是外表面137可以设置有多种热交换装置，诸如，散热翅片。第二散热环121支撑在第二端部部分82处，其中，大体平面状的内表面139与永磁体102成热交换关系。第一散热环和第二散热环120、121由导热材料形成。例如，第一散热环和第二散热环120和121可以由铝、铜和/或不锈钢制成或者包括一定量的铝、铜、和/或不锈钢。当然，应当理解的是还可以使用其它导热材料。

如图3所示，永磁体100包括磁体152，所述磁体152具有外轴向端部部分154和内轴向端部部分155。术语“外轴向端部部分”应当理解为描述永磁体的轴向端部部分，所述轴向端部部分布置在转子体79的外端部部分处。术语“内轴向端部部分”应当理解为描述永磁体的轴向端部部分，所述轴向端部部分整体包含在转子体79内。类似地，永磁体101包括磁体162，所述磁体162具有第一内轴向端部部分164和第二内轴向端部部分165。永磁体102包括磁体172，所述磁体172具有内轴向端部部分174和外轴向端部部分175。在示出的示例性实施例中，永磁体100的外轴向端部部分154布置在转子体79的第一端部部分81处，而永磁体102的外轴向端部部分175布置在转子体79的第二端部部分82处。

根据示例性实施例的另一个方面，电机2包括第一数量的热界面材料（TIM）180，所述第一数量的热界面材料180布置在永磁体100的内轴向端部部分155和永磁体101的第一内轴向端部部分164之间并且抵接所述第一内轴向端部部分155和所述第一内轴向端部部分164。第二数量的热界面材料181布置在永磁体101的第二轴向端部部分165和永磁体102的内轴向端部部分174之间并且抵接所述第二轴向端部部分165和所述内轴向端部部分174。第一和第二数量的热界面材料180、181建立了通过永磁体100、101和102的热流路径，所述热流路径传导由磁体152、162和172散发的热量。

根据示例性实施例的另一个方面，第三数量的热界面材料184设置在永磁体100的外轴向端部部分154和第一散热环120的大体平面状的内表面139之间。第四数量的热界面材料185设置在第二散热环121的大体平面状的内表面141和外轴向端部部分175之间。添加第三和第四数量的热界面材料还增强了从磁体152、162和172移除热量。热界面材料可以呈现多种形式并且可以包括一定量的导热环氧树脂、氧化铝（Al₂O₃）填充硅、石墨纸、氮化硼、氧化铍和/或导热脂。热界面材料还可以用于增强永磁体100、101和102和转子体79之间的结合。

在这一点应当理解的是，示例性实施例提供了一种系统，所述系统用于从支撑在永磁电机的转子中的永磁体移除热量。经过一段时间，电机中的永磁体的磁场强度下降。令人惊奇地，已经发现的是，通过降低永磁体的温度，可以延迟乃至基本阻止磁场强度的损耗。增强永磁体的寿命通过延迟更换转子来减小维修成本。另外，降低永磁体中的温度提供了在磁体构造中应用更小量的稀土金属的机会。减小用于形成永磁体的稀土金属的数量导致削减了电机成本。

尽管已经参照示例性实施例或者多个实施例描述了本发明，但是本领域中的那些技术人员应当理解的是在不背离本发明的范围的前提下对器元件多种改变并且等效物可以提到所述元件。另外，在不悖离本发明的基本范围的前提下，可以做出多种改变。以使得具体情况或者材料适应本发明的技术。因此，本发明并不旨在局限于在此公开的考虑实施本发明的最佳模式的特殊实施例，而是本发明将包括落入在权利要求范围内的所有实施例。

Claims

1.一种永磁电机，所述永磁电机包括：

壳体；

定子，所述定子安装在所述壳体内；和

转子组件，所述转子组件相对于所述定子能够旋转地安装在所述壳体内，所述转子组件包括转子体，所述转子体具有多个转子叠片，所述多个转子叠片中的每一个均包括多条槽，多个具有轴向端部部分的永磁体安装在所述多条槽中的相应的槽内，并且一定量的热界面材料布置在多个永磁体中的毗邻的永磁体中的轴向端部部分之间。

2.根据权利要求1所述的永磁电机，其中，所述转子体包括第一端部部分和第二端部部分，第一散热环安装到所述第一端部部分而第二散热环安装到所述第二端部部分。

3.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，所述第一散热环包括外表面和大体平面状的内表面，所述大体平面状的内表面布置成与多个永磁体中的一个的外轴向端部部分热连通。

4.根据权利要求3所述的永磁电机，所述永磁电机还包括：位于所述第一散热环的所述大体平面状的内表面和多个永磁体中的一个的外轴向端部部分之间的一定量的热界面材料。

5.根据权利要求3所述的永磁电机，其中，所述第一散热环中的外表面包括大体平面状的轮廓。

6.根据权利要求2所述的永磁电机，其中，所述第一散热环和第二散热环中的每一个均由导热材料形成。

7.一种转子组件，所述转子组件包括：

转子体，所述转子体具有多个转子叠片，所述多个转子叠片中的每一个均包括多条槽；

多个具有轴向端部部分的永磁体，其安装在所述多条槽中的相应的槽内；和

一定量的热界面材料，所述一定量的热界面材料布置在多个永磁体中的毗邻的永磁体的所述轴向端部部分之间。

8.根据权利要求7所述的转子组件，其中，所述转子体包括第一端部部分和第二端部部分，第一散热环安装到所述第一端部部分而第二散热环安装到所述第二端部部分。

9.根据权利要求8所述的转子组件，其中，所述第一散热环包括外表面和大体平面状的内表面，所述大体平面状的内表面布置成与多个永磁体中的一个的外轴向端部部分热连通。

10.根据权利要求9所述的转子组件，所述转子组件还包括：位于所述第一散热环的所述大体平面状的内表面和多个永磁体中的一个的所述外轴向端部部分之间的一定量的热界面材料。

11.根据权利要求9所述的转子组件，其中，所述第一散热环的所述外表面包括大体平面状的轮廓。

12.根据权利要求8所述的转子组件，其中，所述第一散热环和第二散热环中的每一个均由导热材料形成。

13.一种形成用于电机的转子组件的方法，所述方法包括：

堆叠多个转子叠片；

使得形成在所述多个转子叠片中的每一个中的多条槽对准；

联结所述多个转子叠片以形成转子体；

将具有第一轴向端部部分的第一永磁体插入到所述多条槽中的一条中；

将热界面材料在所述多条槽中的所述一条中定位在所述第一轴向端部部分处；

将具有第二轴向端部部分的第二永磁体插入到所述多条槽中的所述一条中；和

将所述第二永磁体朝向所述第一永磁体迫压到所述多条槽中的所述一条中，使得所述第二轴向端部部分和所述第一轴向端部部分通过热界面材料进行热接触。

14.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括：将散热环定位在所述转子体的端部部分上。

15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括：将热界面材料定位在所述第一磁体的外轴向端部部分和所述散热环的内表面之间。

16.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括：将另一个散热环定位在所述转子体的另一个端部部分上。

17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括：将另一热界面材料定位在所述第二永磁体的外轴向端部部分和所述另一个散热环的内表面之间。