CN107872136A - 电机 - Google Patents

电机 Download PDF

Info

Publication number
CN107872136A
CN107872136A CN201710867077.2A CN201710867077A CN107872136A CN 107872136 A CN107872136 A CN 107872136A CN 201710867077 A CN201710867077 A CN 201710867077A CN 107872136 A CN107872136 A CN 107872136A
Authority
CN
China
Prior art keywords
isolation tank
magnet isolation
pole section
angle position
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710867077.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107872136B (zh
Inventor
F.帕皮尼
M.奥萨马
A.K.贾萨尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN107872136A publication Critical patent/CN107872136A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107872136B publication Critical patent/CN107872136B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/03—Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with a magnetic circuit specially adapted for avoiding torque ripples or self-starting problems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/24—Rotor cores with salient poles ; Variable reluctance rotors
    • H02K1/246—Variable reluctance rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2786—Outer rotors
    • H02K1/2787—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/2789—Outer rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/279—Magnets embedded in the magnetic core
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00—Synchronous motors or generators
    • H02K19/02—Synchronous motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/02—Details
    • H02K21/021—Means for mechanical adjustment of the excitation flux
    • H02K21/028—Means for mechanical adjustment of the excitation flux by modifying the magnetic circuit within the field or the armature, e.g. by using shunts, by adjusting the magnets position, by vectorial combination of field or armature sections
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

一种电机，包括定子(12)和能够与定子(12)一起操作的线圈(18)。转子(14)包括至少一个极节段，极节段限定隔磁槽中的直轴线，隔磁槽具有第一端和第二端。第一端(60)和第二端(62)的每一个都靠近定子(12)定位。第一端(60)限定相对于直轴线的第一角位置，而第二端(62)限定相对于直轴线的第二角位置。第一角位置大小不同于第二角位置，以便减小电机的转矩波动或转矩振荡。

Description

电机
技术领域
本发明公开总体涉及电机，且更特别地，涉及同步电机。
背景技术
同步磁阻电机和内置式永磁电机可尤其非常适合用在用于飞机的推进(例如，通过流体介质获得的任何力或推力)装置中，以及用于用作牵引装置(例如，公路或铁路车辆)以及船用装置(例如，船舶)中的动力装置。
取决于大小,上述电机的转矩“波动”或转矩振荡可能导致对于连接到电机上的转子和/或机械系统的损伤(由于疲劳或者过大转矩)。另外，转矩波动的频率可能激发机械系统的共振模式，造成对于以上电机和/或周围环境的附加的威胁。
已经研究了各种尝试来减少转矩波动。这些尝试通常包括基于定子的设计，或者基于转子的设计。基于定子的设计典型地包括定子槽宽度优化、定子齿配对、定子齿开槽、奇数槽数、定子齿移位或者定子偏斜。基于转子的设计包括转子极宽度优化、磁体定形、磁极移位、转子极配对、磁化模式、磁体分割或者转子偏斜。所有那些方法不可避免地导致在机械的整体性能上一定程度的妥协，并且具有它们自身的限制。
因此，对于解决复杂度、成本、效率和/或性能的至少其中一项而没有现有方法遇到的其中一些当前折衷的当前电机技术和/或其制造的改善有着持续的需求。
发明内容
本发明的多个方面和优点将在以下说明中部分地阐述，或者可由该说明而显而易见，或者可通过实践本发明而获悉。
在本发明公开的一个示例性实施例中，提供了一种电机。该电机包括定子和可与该定子一起操作并包括极节段的转子。极节段限定直轴线和包括第一端和第二端的隔磁槽(flux barrier)。隔磁槽的第一端靠近定子定位并且限定相对于直轴线的第一角位置。第二端靠近定子定位并且限定相对于直轴线的第二角位置。第一角位置大小与第二角位置不同。
在本发明公开的另一个示例性实施例中，提供了一种同步电机。该同步电机包括定子和可与该定子一起操作的转子。转子包括第一极节段，第一极节段限定第一直轴线和第一隔磁槽。第一隔磁槽包括限定第一角位置的第一端和限定第二角位置的第二端。第一隔磁槽的第一端的第一角位置大小等于第一隔磁槽的第二端的第二角位置。转子还包括第二极节段，第二极节段限定第二直轴线和第二隔磁槽。第二隔磁槽包括限定第一角位置的第一端和限定第二角位置的第二端。第二隔磁槽的第一端的第一角位置大小不同于第二隔磁槽的第二端的第二角位置。
技术方案1.一种电机，包括：
定子(12)；以及
转子(14)，其能够与所述定子(12)一起操作并包括极节段，所述极节段限定直轴线和隔磁槽，所述隔磁槽包括第一端(60)和第二端(62)，所述隔磁槽的所述第一端(60)靠近所述定子(12)定位并限定相对于所述直轴线的第一角位置，所述第二端(62)靠近所述定子(12)定位并限定相对于所述直轴线的第二角位置，所述第一角位置大小不同于所述第二角位置。
技术方案2.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段(28)，其中所述转子(14)还包括第一极节段(26)，其中所述第一极节段(26)也限定直轴线(36)，其中所述第一极节段(26)关于所述直轴线(36)是对称的。
技术方案3.如技术方案2所述的电机，其特征在于，所述第一极节段(26)限定所述第一角位置和所述第二角位置之间的总角度差，其中所述第二极节段(28)也限定所述第一角位置和所述第二角位置之间的总角度差，并且其中所述第一极节段(26)的总角度差大致等于所述第二极节段(28)的总角度差。
技术方案4.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述电机是内置式永磁同步电机，并且其中所述转子(14)包括位于所述隔磁槽内的永磁体(24)。
技术方案5.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述电机是同步磁阻电机。
技术方案6.如技术方案1所述的电机，其特征在于，由所述转子(14)的所述极节段限定的所述隔磁槽是外隔磁槽，并且其中所述转子(14)的所述极节段还限定内隔磁槽，且所述外隔磁槽嵌套在第二隔磁槽内，其中所述内隔磁槽关于所述直轴线是不对称的。
技术方案7.如技术方案6所述的电机，其特征在于，所述内隔磁槽包括第一端(60)和第二端(62)，其中所述内隔磁槽的第一端(60)相对于所述直轴线限定第一角位置，其中所述内隔磁槽的第二端(62)相对于所述直轴线限定第二角位置，其中所述外隔磁槽的所述第一端(60)的所述第一角位置与所述外隔磁槽的所述第二端(62)的所述第二角位置限定差异，所述差异大致等于所述内隔磁槽的所述第一端(60)的所述第一角位置与所述内隔磁槽的所述第二端(62)的所述第二角位置之间限定的差异。
技术方案8.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段(28)，其中所述转子(14)还包括：
限定隔磁槽和直轴线(40)的第三极节段(30)，其中所述第三极节段(30)关于所述直轴线(40)是不对称的。
技术方案9.如技术方案8所述的电机，其特征在于，所述转子(14)还包括：
限定隔磁槽和直轴线(36)的第一极节段(26)，其中所述第一极节段(26)的所述隔磁槽关于所述直轴线(36)是对称的。
技术方案10.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述隔磁槽包括第一臂(144)和第二臂(146)，其中所述第一臂(144)与所述直轴线(138)限定第一角度，且其中所述第二臂(146)与所述直轴线(138)限定第二角度，其中所述第一角度不同于所述第二角度。
技术方案11.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述隔磁槽包括基部部分(126)、第一臂(128)和第二臂(130)，其中所述第一臂(128)与所述基部部分(126)限定第一角度，且其中所述第二臂(130)与所述基部部分(126)限定第二角度，其中所述第一角度不同于所述第二角度。
技术方案12.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述隔磁槽包括基部部分(126)，并且其中所述基部部分(126)与所述直轴线限定斜角。
技术方案13.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述转子(14)还包括多个极节段，其中每个极节段都限定直轴线，并且其中所述直轴线沿着所述电机的周向方向均匀地隔开。
技术方案14.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段(28)，其中所述转子(14)还包括第一极节段(26)、第三极节段(30)和第四极节段(32)，其中每个所述极节段都限定隔磁槽和直轴线，其中所述第一极节段(26)和所述第三极节段(30)的所述隔磁槽关于相应的直轴线(122)是对称的，并且其中所述第二极节段(28)和所述第四极节段(32)的所述隔磁槽关于相应的直轴线是不对称的。
技术方案15.如技术方案1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段(28)，其中所述转子(14)还包括第一极节段(26)、第三极节段(30)和第四极节段(32)，其中每个所述极节段(120)都限定隔磁槽和直轴线，其中所述第一极节段(26)和所述第二极节段(28)的所述隔磁槽关于相应的直轴线是不对称的，并且其中所述第三极节段(30)和所述第四极节段(32)的所述隔磁槽关于相应的直轴线是对称的。
实施方式1.一种电机，包括：
定子；以及
转子，其能够与所述定子一起操作并包括极节段，所述极节段限定直轴线和隔磁槽，所述隔磁槽包括第一端和第二端，所述隔磁槽的所述第一端靠近所述定子定位并限定相对于所述直轴线的第一角位置，所述第二端靠近所述定子定位并限定相对于所述直轴线的第二角位置，所述第一角位置大小不同于所述第二角位置。
实施方式2.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段，其中所述转子还包括第一极节段，其中所述第一极节段也限定直轴线，其中所述第一极节段关于所述直轴线是对称的。
实施方式3.如实施方式2所述的电机，其特征在于，所述第一极节段限定所述第一角位置和所述第二角位置之间的总角度差，其中所述第二极节段也限定所述第一角位置和所述第二角位置之间的总角度差，并且其中所述第一极节段的总角度差大致等于所述第二极节段的总角度差。
实施方式4.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述电机是内置式永磁同步电机，并且其中所述转子包括位于所述隔磁槽内的永磁体。
实施方式5.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述电机是同步磁阻电机。
实施方式6.如实施方式1所述的电机，其特征在于，由所述转子的所述极节段限定的所述隔磁槽是外隔磁槽，并且其中所述转子的所述极节段还限定内隔磁槽，且所述外隔磁槽嵌套在第二隔磁槽内，其中所述内隔磁槽关于所述直轴线是不对称的。
实施方式7.如实施方式6所述的电机，其特征在于，所述内隔磁槽包括第一端和第二端，其中所述内隔磁槽的第一端相对于所述直轴线限定第一角位置，其中所述内隔磁槽的第二端相对于所述直轴线限定第二角位置，其中所述外隔磁槽的所述第一端的所述第一角位置与所述外隔磁槽的所述第二端的所述第二角位置限定差异，所述差异大致等于所述内隔磁槽的所述第一端的所述第一角位置与所述内隔磁槽的所述第二端的所述第二角位置之间限定的差异。
实施方式8.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段，其中所述转子还包括：
限定隔磁槽和直轴线的第三极节段，其中所述第三极节段关于所述直轴线是不对称的。
实施方式9.如实施方式8所述的电机，其特征在于，所述转子还包括：
限定隔磁槽和直轴线的第一极节段，其中所述第一极节段的所述隔磁槽关于所述直轴线是对称的。
实施方式10.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述隔磁槽包括第一臂和第二臂，其中所述第一臂与所述直轴线限定第一角度，且其中所述第二臂与所述直轴线限定第二角度，其中所述第一角度不同于所述第二角度。
实施方式11.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述隔磁槽包括基部部分、第一臂和第二臂，其中所述第一臂与所述基部部分限定第一角度，且其中所述第二臂与所述基部部分限定第二角度，其中所述第一角度不同于所述第二角度。
实施方式12.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述隔磁槽包括基部部分，并且其中所述基部部分与所述直轴线限定斜角。
实施方式13.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述转子还包括多个极节段，其中每个极节段都限定直轴线，并且其中所述直轴线沿着所述电机的周向方向均匀地隔开。
实施方式14.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段，其中所述转子还包括第一极节段、第三极节段和第四极节段，其中每个所述极节段都限定隔磁槽和直轴线，其中所述第一极节段和所述第三极节段的所述隔磁槽关于相应的直轴线是对称的，并且其中所述第二极节段和所述第四极节段的所述隔磁槽关于相应的直轴线是不对称的。
实施方式15.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段，其中所述转子还包括第一极节段、第三极节段和第四极节段，其中每个所述极节段都限定隔磁槽和直轴线，其中所述第一极节段和所述第二极节段的所述隔磁槽关于相应的直轴线是不对称的，并且其中所述第三极节段和所述第四极节段的所述隔磁槽关于相应的直轴线是对称的。
实施方式16.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段，其中所述转子还包括第一极节段、第三极节段和第四极节段，其中每个所述极节段都限定隔磁槽和直轴线，其中所述第一极节段、所述第二极节段、所述第三极节段和所述第四极节段的所述隔磁槽关于相应的直轴线是不对称的。
实施方式17.如实施方式1所述的电机，其特征在于，所述转子由多个叠层的铁磁性材料形成。
实施方式18.如实施方式1所述的飞机，其特征在于，所述转子位于所述定子内。
实施方式19.如实施方式1所述的飞机，其特征在于，所述定子位于所述转子内。
实施方式20.一种同步电机，包括：
定子；以及
转子，其能够与所述定子一起操作，并包括：
第一极节段，其限定第一直轴线和第一隔磁槽，所述第一隔磁槽包括限定第一角位置的第一端和限定第二角位置的第二端，所述第一隔磁槽的所述第一端的所述第一角位置大小等于所述第一隔磁槽的所述第二端的所述第二角位置；以及
第二极节段，其限定第二直轴线和第二隔磁槽，所述第二隔磁槽包括限定第一角位置的第一端和限定第二角位置的第二端，所述第二隔磁槽的所述第一端的所述第一角位置大小不同于所述第二隔磁槽的所述第二端的所述第二角位置。
参考以下说明和所附权利要求，本发明的这些和其他特征、方面以及优点将变得被更好地理解。结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例，并且与说明一起用于解释本发明的原理。
附图说明
说明书中描述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整而能够实施的公开，包括其最佳模式，其引用了附图，其中：
图1是根据本发明公开的一个示例性实施例的电机的内部结构的横截面视图。
图2是根据本发明公开的一个示例性实施例图1的示例性电机转子的极节段的近视图。
图3是描绘根据本发明公开的一个示例性方面电机的转矩振荡的曲线图。
图4是根据本发明公开的另一个示例性实施例的电机的内部结构的横截面视图。
图5是根据本发明公开的又另一个示例性实施例的电机的内部结构的横截面视图。
图6是根据本发明公开的一个示例性实施例的转子的基准极节段的近视图。
图7是根据本发明公开的一个示例性实施例的转子的改型极节段的近视图。
图8是根据本发明公开的另一个示例性实施例的转子的改型极节段的近视图。
图9是根据本发明公开的又另一个示例性实施例的转子的改型极节段的近视图。
图10是根据本发明公开的另一个示例性实施例的转子的基准极节段的近视图。
图11是根据本发明公开的另一个示例性实施例的转子的改型极节段的近视图。
图12是根据本发明公开的又另一个示例性实施例的电机的转子的横截面视图。
图13是根据本发明公开的再另一个示例性实施例的电机的转子的横截面视图。
图14是根据本发明公开的一个示例性实施例的电机的转子的透视图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的当前实施例，其一个或更多示例在附图中图示。详细描述使用数字和字母编号来指代图中的特征。图和描述中相同或相似的编号被用来指本发明中相同或相似的部分。如本文中所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以可交换地使用来将一个部件与另一个相区分并且并不意图表示单个部件的位置或重要性。另外，大略性的术语，比方说“大约”或者“大致”，指的是在可接受的误差内而不影响部件的期望功能。
本发明公开提供了一种同步电机，该同步电机具有配置成减小操作期间转矩波动量的转子几何形状。例如，本发明公开可应用于内置式永磁同步电机和/或同步磁阻电机，每种电机都配置成电动机或者发电机。同步电机通常包括定子和转子，相对于定子可旋转的转子具有多个极节段。每个极节段都限定隔磁槽和直轴线。如本文所用术语“直轴线”指的是基准直轴线，即，基准极节段(例如，下文描述的第一极节段26)的最小磁导的轴线，以及对于沿着电机的周向方向C(见下文)以相等的间隔定位的每个连续极节段包括任何改型极节段的多个附加轴线。因此，如本文所用，转子的多个直轴线的每一个都沿着周向方向均匀地隔开，且第一直轴线与基准极节段的最小磁导的轴线对齐。
至少其中一个极节段的隔磁槽包括第一端和第二端，它们的每一个都靠近定子定位，并且相对于相应极节段的直轴线限定角位置。本发明公开提供了大小不同于第一角位置的第二角位置，以减小操作期间电机的转矩振荡。特别是，这样的构造提供了每个定子“齿”或线圈和隔磁槽的端部之间的非对称设计，使得操作期间的转矩波动或振荡被减小。
现在参考附图，其中贯穿附图相同的数字指相同的元件，图1是图示了电机的内部结构的横截面视图，或者更特别地，对于所描绘的实施例，是内置式永磁同步电机10。参考图1，内置式永磁同步电机10包括大致圆柱形的定子12和可与定子12一起操作并且可旋转地容纳在定子12的大致圆柱形开口内的转子14。因此，电机10可称作内转式电机。另外，电机10限定轴向方向A和周向方向C。在操作期间转子14通常沿周向方向C围绕轴向方向A相对于定子12旋转。
定子12可为多个叠层磁性钢板的圆柱形堆叠。在定子12的内周向壁处形成了多个槽16，使得它们沿电机10的周向方向C等距地布置。在相邻的槽16之间缠绕多个线圈18。虽然没有绘出，但是电源和逆变器可与电机10连通并且控制电机10的速度和转矩。
转子14也可由多个叠层磁性钢板的圆柱形堆叠形成。但是，备选地，转子14(和/或定子12)可由单块材料，例如，实心钢，比方说，通过合适的锻造、铸造或者增量制造工艺形成。转子14形成有轴向轴孔20，使得旋转轴22可以在轴孔20中压配合以与转子14同时旋转。轴22可大致沿轴向方向A延伸。但是将会理解的是，在其他实施例中，旋转轴22可以以任何其他合适的方式附接到转子14上。
如以下将更详细讨论的那样，转子14包括多个周向隔开的极节段，且每个极节段限定直轴线和一个或更多隔磁槽。更特别地，对于所绘实施例，转子14包括四个极节段，且每个极节段都包括一对隔磁槽。另外对于所绘实施例，多个隔磁槽的每一个都包括位于其中的永磁体24，使得电机10可称作内置式永磁同步电机。应该理解的是在其他实施例中永磁体24可替代地在隔磁槽内定位在任何其他合适的位置，或者备选地，在隔磁槽中可不定位永磁体24(例如见图4的同步磁阻电机)。
对于上述构造，如果将电流施加到定子12的线圈18，每个线圈18的极性都被顺序改变。排斥力和牵引力都能生成离心力，使得转子14生成旋转驱动力，而同时随旋转轴22旋转。
但是，依然参考图1，本发明公开包括用来减小电机10的运行期间旋转轴的转矩波动和变化的转子几何形状。如以上简要指出的，转子14包括多个极节段。更具体地，对于所绘实施例，转子14包括第一极节段26、第二极节段28、第三极节段30和第四极节段32。另外，每个极节段都限定从转子14的中心轴线34延伸的直轴线。因此，第一极节段26限定第一直轴线36，第二极节段28限定第二直轴线38，第三极节段30限定第三直轴线40，而第四极节段32限定第四直轴线42。极节段26，28,30,32和直轴线36,38,40,42沿着电机10的周向方向C均匀地隔开，使得每个直轴线36,38,40,43都与邻近的直轴线限定相同的角度——邻近直轴线之间的角度等于360°/n，其中“n”是极节段的数量。因此，对于所绘实施例，每个邻近直轴线36,38,40,42之间的角度为九十度(90°)。
另外，每个极节段26,28,30,32都限定一个或更多隔磁槽。对于所绘实施例，每个极节段都限定两个隔磁槽，一个内隔磁槽和一个外隔磁槽。具体地，第一极节段26限定第一内隔磁槽44和第一外隔磁槽46；第二极节段28限定第二内隔磁槽48和第二外隔磁槽50；第三极节段30限定第三内隔磁槽52和第三外隔磁槽54；而第四极节段32限定第四内隔磁槽56和第四外隔磁槽58。每个隔磁槽都包括第一端60和第二端62。隔磁槽的第一端60和第二端62靠近定子12定位。但是，应该理解的是，在其他实施例中，每个极节段26,28,30,32可替代地限定任何其他合适数量的隔磁槽。例如，在其他实施例中，每个极节段26,28,30,32可包括单个隔磁槽，或者备选地，可包括三个或更多隔磁槽。对于所绘实施例，极节段的多个隔磁槽的每一个都嵌套在彼此内，使得内隔磁槽至少部分地围绕相应的外隔磁槽卷绕。
如图所绘，多个隔磁槽的每一个都构造成转子14中的开口或狭槽，并且除了之前所指出的定位在其中的永磁体24之外，还可以包括任何非铁磁性材料(例如，空气或者磁绝缘体)。更具体地，多个隔磁槽中的每一个都可包括基部部分64和一对相对定位的臂部66。对于所绘实施例，永磁体24定位在每个相应的隔磁槽的基部部分64内。特别是，臂部66在相应隔磁槽的远端处限定其第一端60和第二端62。但是，应该理解的是，在其他实施例中，永磁体24可另外地或者备选地定位在臂部66中。
此外，多个隔磁槽的第一端60和第二端62的每一个都限定相对于相应直轴线的角位置。如本文所用，术语相对于直轴线的“角位置”指的是隔磁槽定位在其中的极节段的直轴线与从转子14的中心轴线34延伸穿过隔磁槽的端部(比方说第一端60或第二端62)的内角的基准线之间的角度。
对于所绘实施例，对于至少其中一个极节段隔磁槽的第一端60和第二端62已经被变更/倾斜以便减少振荡的数量。更具体地，对于所绘实施例，至少其中一个极节段的至少其中一个隔磁槽包括不同于该隔磁槽的第二端62的第二角位置的隔磁槽的第一端60的第一角位置，同时不同的极节段的至少其中一个隔磁槽包括大小等于该隔磁槽的第二端62的第二角位置的该隔磁槽的第一端60的第一角位置。
更具体地，依然参考图1的实施例，第一极节段26包括第一内隔磁槽44和第一外隔磁槽46，每个都包括第一端60和第二端62。第一外隔磁槽46的第一端60限定角位置P1而第一外隔磁槽46的第二端62限定角位置P2。另外，第一内隔磁槽44的第一端60限定角位置P3而第一内隔磁槽44的第二端62限定角位置P4。对于所绘实施例角位置P1大小等于角位置P2，使得第一外隔磁槽46关于直轴线36对称。另外对于所绘实施例角位置P3大小等于角位置P4，使得第一内隔磁槽44也关于直轴线36对称。如本文所用，“等于”指的是在可接受的变化程度内；例如，对于四磁极电机，“等于”指的是在正或负0.05度变化内。但是，对于具有少于四个磁极或者多于四个磁极的电机，变化的程度可相应地变化。
作为对照，现在将另外参考图2，其提供了图1中所绘的示例性转子14的第二极节段28的近视图。如图所绘，第二极节段28包括第二内隔磁槽48和第二外隔磁槽50。第二隔磁槽48包括第一端60和第二端62，且第二外隔磁槽50也包括第一端60和第二端62。第二外隔磁槽50的第一端60限定角位置P5而第二外隔磁槽50的第二端62限定角位置P6。类似地，第二内隔磁槽48的第一端60限定角位置P7而第二内隔磁槽48的第二端62限定角位置P8。与第一极节段26相对照，角位置P5大小不同于角位置P6(使得第二外隔磁槽50关于直轴线38不对称)，且更进一步，角位置P7大小也不同于角位置P8(使得第二内隔磁槽48关于直轴线38不对称)。
依然参考图2，将会理解的是，如以上所提及的那样，第二内隔磁槽48和外隔磁槽50的第一端60和第二端62已经被相对于基线位置倾斜。“基线位置”指的是这样的位置，其中角位置P5将在大小上等于角位置P6，并且其中角位置P7将在大小上等于角位置P8——类似于第一极节段26的构造。第二内隔磁槽48和第二外隔磁槽50的第一端60和第二端62的基线位置P5’,P6’,P7’和P8’以虚影绘出。如图所绘，第二外隔磁槽50的第一端60的角位置P5已经相对于第二外隔磁槽50的第一端60的基线角位置P’5被增加，而第二外隔磁槽50的第二端62的角位置P6已经相对于第二外隔磁槽50的第二端62的基线角位置P’6被减小。类似地，第二内隔磁槽48的第一端60的角位置P7已经相对于第二内隔磁槽48的第一端60的基线角位置P’7被增加，而第二内隔磁槽48的第二端62的角位置P8已经相对于第二内隔磁槽48的第二端62的基线角位置P’8被减小。具体对于所绘实施例，|P5’|=|P6’|=|P1|=|P2|且|P7’|=|P8’|=|P3|=|P4|。作为对照，|P5|>|P5’|; |P6|<|P6’|; |P7|>|P7’|;且|P8|<|P8’|。
对于所绘示例性实施例，角位置已从基线角位置通过使隔磁槽48,50的臂66相对于隔磁槽48,50的相应基部64倾斜而变化。但是，在其他实施例中，角位置可相反地以任何其他合适的方式变化。
在至少某些示例性实施例中，第二外隔磁槽50的第一端60的角位置P5可在大小上限定相对于第二外隔磁槽50的第二端62的角位置P6至少大约0.10°的差异D1。例如，差异D1可为至少大约0.20°，比方说至少大约0.25°，比方说至少大约0.40°，比方说至少大约0.50°。然而，在其他实施例中，差异D1可具有任何其他合适的或者期望的差异度。另外，对于所绘实施例第二内隔磁槽48的第一端60和第二端62的差异D2大致等于差异D1。同样对于所绘实施例，角位置P5和P6之间的大小差异通过使第二外隔磁槽50的第一端60和第二端62的每一个沿顺时针方向(对于所绘实施例)相对于基线位置P’5, P’6倾斜大致相等的量而获得。因此，对于所绘实施例，以下等式是精确的：. 因此，如以下将更详细地讨论的那样，第一内隔磁槽48限定总角度差(即)，而第二内隔磁槽52也限定总角度差(即)。第一内隔磁槽48的总角度差等于第二内隔磁槽52的总角度差。特别是，对于第二内隔磁槽48的第一端60和第二端62的差异D2,以及对于下述每一个第一端60和第二端62之间的差异(即差异D3到D6)同样如此。
然而，在其他实施例中，不同角位置之间大小上的差异可相反地通过使相应隔磁槽的第一端60和第二端62中的单独一个倾斜，或者通过隔磁槽的第一端60倾斜与相应隔磁槽的第二端62不同的量，或者根据本文所述的任何其他合适的方法而获得。
现在重新参考图1，将会理解的是，对于所绘实施例，第三和第四极节段30,32的第三和第四内隔磁槽以及外隔磁槽52，54,56,58的第一和第二端60,62也被相对于第二极节段28倾斜(相对于基线位置，以虚影示出)，但是以不一致的方式。
更具体地，第三外隔磁槽54的第一端60限定角位置P9而第三外隔磁槽54的第二端62限定角位置P10。另外，第三内隔磁槽52的第一端60限定角位置P11而第三内隔磁槽52的第二端62限定角位置P12。第三外隔磁槽54的第一端60的角位置P9在大小上限定与第三外隔磁槽54的第二端62的角位置P10的差异D3，而第三内隔磁槽52的第一端60的角位置P11在大小上限定与第三内隔磁槽52的第二端62的角位置P12的差异D4。特别是，如图2中同样所绘，图1以虚影绘出了第三极节段30和第四极节段32的相应隔磁槽的基线位置。
此外，第四外隔磁槽58的第一端60限定角位置P13而第四外隔磁槽58的第二端62限定角位置P14。另外，第四内隔磁槽56的第一端60限定角位置P15而第四内隔磁槽56的第二端62限定角位置P16。第四外隔磁槽58的第一端60的角位置P13在大小上限定与第四外隔磁槽58的第二端62的角位置P14的差异D5，而第四内隔磁槽56的第一端60的角位置P15在大小上限定与第四内隔磁槽56的第二端62的角位置P16的差异D6。
对于所绘实施例，差异D3大致等于差异D4[D3 = |P9| - |P10| = D4 = |P11| -|P12|]，而差异D5大致等于差异D6 [D5 = |P13| - |P14| = D6 = |P15| - |P16|]。此外，对于所绘实施例，差异D3，D4等于差异D1,D2的大约两倍，而另外，差异D5,D6等于差异D3,D4的大约两倍。例如： 4 x D1 = 4 x D2 = 2 x D3 = 2 x D4 = D5 = D6。另外，对于所绘实施例，第三和第四极节段30,32的隔磁槽52, 54, 56, 58的第一和第二端60,62的不同角位置之间大小上的差异可通过与第二极节段28的第二内隔磁槽和外隔磁槽48,50的第一和第二端60,62的角位置之间大小上的差异大致相同的方式获得。备选地，大小上的差异可以以任何其他合适的方式获得。另外，在其他实施例中，不同角位置之间大小上的差异可通过在遍历不同极节段时提供恒定增加(例如，D5 = D6 = D4 + d = D3 + d = D1 + 2d = D2 +2d；其中“d”是常量)，或者通过提供适用于选择极节段的单个差异而获得(例如见图12和13)。
另外，应该理解的是在其他实施例中转子14可具有用来减小电机10的操作期间转矩振荡数量的任何其他合适的几何形状。例如，在某些实施例中，不同极节段的隔磁槽的第一和第二端60,62的角位置可限定大小上任何其他合适的差异。另外，在某些实施例中，不是连续的(或者，如在所绘实施例中那样，连续成双地)极节段的隔磁槽的第一和第二端60,62的角位置的大小上的差异逐渐增加，在其他实施例中，隔磁槽的第一和第二端60,62的角位置大小上的差异可在连续的极节段之间交替。例如，在某些实施例中，第三内隔磁槽和外隔磁槽52,54的第一和第二端60,62的差异D3，D4可以等于零，而第四内隔磁槽和外隔磁槽56,58的第一和第二端60,62的差异D5，D6可大致等于第二内隔磁槽和外隔磁槽48,50的第一和第二端60,62的差异D1，D2。
现在参考图3，图表100绘出为示出了根据本发明公开的示例性实施例，不同极节段的不同内隔磁槽和外隔磁槽的第一和第二端60,62的角位置的增大和减小所导致的转矩振荡上的减小。图表100包括对于电机10的转矩振荡的基准线102，电机10具有转子14，且不同隔磁槽的第一和第二端60,62的每一个沿电机10的周向方向C等距地隔开(即，对于在“基线位置”上的不同隔磁槽的第一和第二端60,62的每一个)。作为对照，线104描绘了对于具有根据本发明公开的示例性实施例(比方说图1的示例性实施例)的转子14的电机10的转矩振荡。如图所绘，通过包括根据本发明公开的示例性实施例的转子14，转矩振荡的大小被减小。
然而，应该理解的是，本发明公开不限于内转、内置式永磁同步电机。例如，现在参考图4,描绘了根据本发明公开的另一个示例性实施例的电机。该示例性电机可以以与以上参考图1和2所描述的示例性内置式永磁同步电机10大致相同的方式构造。然而，对于所绘实施例，电机不包括永磁体24，而是相反地包括位于多个隔磁槽的每一个的整体内的非铁磁性材料。例如，在某些实施例中，电机可简单地在多个隔磁槽的每一个内包括空气。因此，对于图4的实施例，电机可构造成同步磁阻电机，即同步磁阻电机10。
另外，现在参考图5,描绘了根据本发明公开的又另一个示例性实施例的电机。图5的该示例性电机也可以以与以上参考图1和2所描述的示例性内转、内置式永磁同步电机10大致相同的方式构造，包括转子14和定子12。转子14相对于定子12可旋转，但是对于所绘实施例，转子14并不是位于定子12的大致圆柱形开口内。相反，对于所绘实施例，定子12位于转子14内。对于这样的实施例，电机可称作外转式电机。
特别地，将会理解的是，对于以上参考图1和图2、图4以及图5所述的实施例，相对于极节段的直轴线，隔磁槽第一端的第一角位置和隔磁槽的第二端的第二角位置之间的大小上的差异通过使隔磁槽的第一臂沿第一方向(例如顺时针方向)倾斜以及使隔磁槽的第二臂也沿第一方向倾斜而获得。
现在参考图6和图7，更详细地示出了此“倾斜”实施例。首先参考图6，描绘了电机的转子14的“基准”极节段120。该极节段120限定从电机的中心轴线34延伸的直轴线122。极节段120包括隔磁槽124，隔磁槽124包括基部126、第一臂128和第二臂130。另外，隔磁槽124包括在第一臂128处具有第一角位置P1的第一端132，和在第二臂130处具有第二角位置P2的第二端134。如所指出的那样，图6的极节段120是基准极节段，使得隔磁槽124关于直轴线122对称。因此，隔磁槽120的第一端132的第一角位置P1大小等于隔磁槽120的第二端134的第二角位置P2。特别地，隔磁槽120又限定了第一角位置P1和第二角位置P2之间的总角度差(即，)。此外，隔磁槽的第一臂128与隔磁槽的基部126限定第一角度A1，且第二臂130与隔磁槽120的基部126限定第二角度A2。第一角度A1和第二角度A2的值相等。
作为对比，图7描绘了电机的转子14的极节段136，其以与图6的示例性极节段120大致类似的方式构造，但是隔磁槽的臂被“倾斜”。如图所绘，极节段136限定直轴线138并且包括隔磁槽140，隔磁槽包括基部142、第一臂144和第二臂146。第一臂144包括处在第一角位置P3的第一端148，且第二臂146包括处在第二角位置P4的第二端150。第一角位置P3大小与第二角位置P4不同，使得第二隔磁槽关于直轴线138不对称。这是通过使第一臂144沿第一方向(例如顺时针方向)倾斜并使第二臂146也沿第一方向倾斜而实现的。因此，限定在隔磁槽140的第一臂144和基部142之间的第一角度A3对于所绘实施例小于限定在隔磁槽140的第二臂146和基部142之间的第二角度A4。在某些实施例中，第二角度A4可比第一角度A3大至少大约5°，或者比第一角度A3大至少大约10°。
然而，应该理解的是，对于所绘实施例，隔磁槽140还限定了第一角位置P3和第二角位置P4之间的总角度差(即，)。当图6和图7的转子段120，136结合在相同的转子14中时，图7中的极节段136的隔磁槽140的第一角位置P3和第二角位置P4之间的总角度差等于图6中的极节段120的第一角位置P1和第二角位置P2之间的总角度差(即， = )。
但是，在其他实施例中，极节段136的隔磁槽140的第一角位置P3和第二角位置P4之间大小上的差异可以以任何其他合适的方式实现。例如，现在参考图8和图9，提供了电机的转子14的极节段136的两个另外的实施例。图8和图9的示例性实施例每个都以与图7的示例性极节段136大致相似的方式构造。因此，如图所绘，每个极节段136都限定直轴线138并且包括隔磁槽140。每个隔磁槽140都包括基部142、第一臂144和第二臂146。另外，每个第一臂144都包括处在第一角位置P3的第一端148，且每个第二臂146包括处在第二角位置P4的第二端150。对于图8和图9的实施例，第一角位置P3大小不同于相应的第二角位置P4.
更特别地，尤其参考图8，隔磁槽140的第一角位置P3和第二角位置P4之间大小上的差异通过使整个隔磁槽140沿相同方向相对于中心轴线34周向地移动而实现。具体地，对于所绘实施例，隔磁槽140整体被移动至少大约2°，比方说沿顺时针方向至少大约4°，使得第一角位置P3的大小比第二角位置P4的大小小。对于这样的实施例，隔磁槽140的第一臂144和基部142之间的第一角度A3保持等于隔磁槽140的第二臂146和基部142之间的第二角度A4。然而，对于这样的实施例，隔磁槽140的基部142不再与直轴线138限定90°的角，而是相反与直轴线138限定斜角。另外，隔磁槽140的基部142的中心点152不再与直轴线138相交。
现在尤其参考图9，隔磁槽140相对于直轴线138的第一角位置P3和第二角位置P4之间大小上的差异通过使隔磁槽140围绕隔磁槽140的基部142的中心点152旋转而实现。具体地，对于所绘实施例，中心点152沿隔磁槽140的基部142的长度限定于中间点处，且沿着隔磁槽140的基部142的宽度限定于中间点处。对于所绘实施例，隔磁槽140沿逆时针方向围绕隔磁槽140的中心点152旋转至少大约2°，比方说至少大约4°，使得相对于直轴线138隔磁槽140的第一端148的第一角位置P3大小不同于隔磁槽140的第二端150的第二角位置P4。特别地，对于这样一个实施例，隔磁槽140的第一臂144和基部142之间的第一角度A3保持等于隔磁槽140的第二臂146和基部142之间的第二角度A4。然而，再一次，对于这样一个实施例，隔磁槽140的基部142不再与直轴线138限定90°的角，而是相反与直轴线138限定斜角。
然而，特别地，对于图7到图9的每个实施例，当极节段120,136结合至相同转子14时，每个极节段136的第一角位置P3和第二角位置P4之间的总角度差等于图6中的极节段120的第一角位置P1和第二角位置P2之间的总角度差(即， )。因此，第一角位置P3和第二角位置P4之间的总角度差保持不变，不管相对于相应的直轴线138第一角位置P3和第二角位置P4之间差异的大小如何。
应该理解的是，尽管对于上述每个实施例，隔磁槽124,140每个都构造成“U形”隔磁槽，但是在其他实施例中，隔磁槽可具有任何其他合适的形状。例如，现在参考图10到图11，根据本发明公开的一个示例性实施例的电机的转子14的两个转子节段被描绘成包括具有大致“V形”隔磁槽的一个或更多极节段。具体地，图10描绘了根据本发明公开的一个示例性实施例包括隔磁槽156的电机的转子14的基准极节段154，而图11描绘了包括改型隔磁槽170的电机的转子14的极节段168。
首先参考图10，示例性极节段154限定了直轴线158并包括隔磁槽156。隔磁槽156通常包括第一臂160和第二臂162。第一臂160包括限定第一角位置P1的第一端164，且第二臂162限定包括第二角位置P2的第二端166。另外，第一臂160限定相对于直轴线158的第一角度A1，而第二臂162限定相对于直轴线158的第二角度A2。对于所绘实施例，相对于直轴线158，第一角位置P1大小等于第二角位置P2,而第一角度A1等于第二角度A2。因此，图10的示例性极节段154的隔磁槽156是“基准”隔磁槽或对称的隔磁槽。
作为对照，现在参考图11，所绘的示例性极节段168构造成改型极节段，其包括改型隔磁槽170即非对称隔磁槽170。更具体地，隔磁槽170也包括第一臂172和第二臂174，且第一臂172包括限定第一角位置P3的第一端176，而第二臂174包括限定第二角位置P4的第二端178。第一角位置P3和第二角位置P4相对于直轴线180限定。隔磁槽170的第一角位置P3大小不同于隔磁槽170的第二角位置P4。对于所绘实施例，这样是通过使隔磁槽170的第一臂172沿第一方向(例如，顺时针方向)倾斜并且使隔磁槽的第二臂也沿第一方向倾斜而实现的。因此，对于这样的实施例，第一臂172和直轴线180之间的第一角度A3小于第二臂174沿直轴线180的第二角度A4。然而，特别地，图11的示例性隔磁槽170的第一角位置P3和第二角位置P4之间的总角度差等于图10的示例性隔磁槽156的第一角位置P1和第二角位置P2之间的总角度差(即， )。
但是，应该理解的是，在其他实施例中，图10的“V形”隔磁槽156在其他实施例中可被变更，使得通过使隔磁槽156旋转或者另外以任何其他合适的方式移动而使第一角位置P1大小不同于第二角位置P2(例如见图8到图9)。
另外，现在参考图12,描绘了根据本发明公开的另一个示例性实施例的电机的转子14。如将会理解的那样，图12的示例性转子14可以以与以上参考图1和图2所述的示例性转子14类似的方式构造。例如，图12的示例性转子14总体包括第一极节段26、第二极节段28、第三极节段30和第四极节段32。第一极节段26限定第一直轴线36，第二极节段28限定第二直轴线38，第三极节段30限定第三直轴线40，而第四极节段32限定第四直轴线42。然而，对于图12的实施例，转子14的每个极节段26, 28, 30, 32都包括单个隔磁槽。例如，第一极节段26包括第一隔磁槽44，第二极节段28包括第二隔磁槽48，第三极节段30包括第三隔磁槽52，而第四极节段32包括第四隔磁槽56。但是，应该理解的是，在其他实施例中，每个极节段26,28,30,32可另外包括任何其他合适数量的隔磁槽。
如同样绘出的那样，第一隔磁槽44包括限定第一角位置P1的第一端60和限定第二角位置P2的第二端62；第二隔磁槽48包括限定第三角位置P3的第一端60和限定第四角位置P4的第二端62；第三隔磁槽52包括限定第五角位置P5的第一端60和限定第六角位置P6的第二端62；而第四隔磁槽56包括限定第七角位置P7的第一端60和限定第八角位置P8的第二端62。对于所绘实施例，相对于第一极节段26的第一直轴线36第一角位置P1大小等于第二角位置P2，而相对于第三极节段30的第三直轴线40第五角位置P5大小等于第六角位置P6。因此，第一极节段26和第二极节段30每个都是对称的极节段。作为对照，相对于第二极节段28的第二直轴线38第三角位置P3大小不同于第四角位置P4，而相对于第四极节段32的第四直轴线42第六角位置P6的大小不同于第七角位置P7。因此，第二极节段28和第四极节段32每个都是改型的极节段。更具体地，对于图12中所绘的示例性转子14，每隔一个极节段都是改型的极节段，使得极节段在对称的极节段(第一极节段26和第三极节段30)和改型的极节段(第二极节段28和第四极节段32)之间交替。对于所绘实施例，每个改型极节段都被变更相等的量，但是，在其他实施例中，每个连续的改型极节段都可被变更比之前改型的极节段更大的量(见图1的示例性转子14)，或者更小的量。
对于所绘实施例，类似于图7的示例性实施例，第二极节段28和第四极节段32每个都通过使相应的隔磁槽48,56的臂相对于相应的基部倾斜而改型(“基准”位置以虚影绘出)。然而，在其他实施例中，应该理解的是第二极节段28和第四极节段32的其中一个或两个可以以任何其他合适的方式变更(例如见图8和图9)。
现在参考图13,描绘了根据本发明公开的另一个示例性实施例的电机的转子14。图13的示例性转子14可以以大致与图12的示例性转子14相同的方式构造。因此，相同或相似的编号可指相同或相似的零件。例如，如图所绘，图13的示例性转子14包括限定第一直轴线36并包括第一隔磁槽44的第一极节段26；限定第二直轴线38并包括第二隔磁槽48的第二极节段28；限定第三直轴线40并包括第三隔磁槽52的第三极节段30；以及限定第四直轴线42并包括第四隔磁槽56的第四极节段32。
另外，图13的示例性转子14包括一个或更多改型的极节段和一个或更多对称的即基准极节段。但是，对于所绘实施例，转子14不在单个基准极节段和单个改型极节段之间交替，而是相反地包括邻近一对改型极节段的一对基准极节段。更具体地，对于所绘实施例，转子14构造成使得第四极节段32和第一极节段26每个都是基准极节段，而第二极节段28和第三极节段30每个都是改型极节段。对于所绘实施例，类似于图7的示例性实施例，第二极节段28和第三极节段30通过使相应的隔磁槽48,56的臂相对于相应的基部倾斜而改型(“基准”位置以虚影绘出)。然而，在其他实施例中，应该理解的是第二极节段28和第三极节段30的其中一个或两个可以另外或者备选地以任何其他合适的方式变更(例如见图8和图9)。
另外，应该理解的是，尽管图12和图13的示例性转子14仅包括四个极节段，但是在其他实施例中，其中所绘的模式可推断至任何其他合适数量的极节段。例如，图12的示例性转子14可包括任何合适的偶数数目的极节段而图13的转子14可包括任何合适的多个四极节段。另外，如以上所讨论的，图12和图13的示例性转子在其他实施例中可包括任何合适数量的隔磁槽，任何合适形状的隔磁槽，可在任何合适的位置包括永磁体，或者可不包括任何永磁体，或者可替代地构造成外转式转子等。
另外，现在参考图14，提供了根据本发明公开的示例性实施例的转子14的透视图。图14的转子14可以以与以上参考图12所述示例性转子14(或一个或更多其他实施例)大致相同的方式构造。如图所绘，示例性转子14被描绘成由多个叠层铁磁性材料薄片或节段形成。但是，在其他实施例中，转子14可相反地由单块铁磁性材料例如(但不限于)通过锻造、铸造或增量制造工艺生产。不管形成工艺如何，所绘的示例性转子14沿着转子14的轴向中心线34是不变的，并且沿着轴向中心线34一致地定向。具体地，转子14的相应极节段26,28, 30, 32的隔磁槽44, 48, 52, 56的第一端60和第二端62的角位置沿着转子14的轴向中心线34不变。
此书面说明书使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且也使得任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何装置或系统以及执行任何所结合的方法。本发明可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其他示例。此类其他示例如果包括不异于权利要求的字面语言的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言没有实质性区别的等同结构元件，则此类其他示例意在落入权利要求的范围内。

Claims (10)

1. 一种电机，包括：
定子(12)；以及
转子(14)，其能够与所述定子(12)一起操作并包括极节段，所述极节段限定直轴线和隔磁槽，所述隔磁槽包括第一端(60)和第二端(62)，所述隔磁槽的所述第一端(60)靠近所述定子(12)定位并限定相对于所述直轴线的第一角位置，所述第二端(62)靠近所述定子(12)定位并限定相对于所述直轴线的第二角位置，所述第一角位置大小不同于所述第二角位置。
2.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段(28)，其中所述转子(14)还包括第一极节段(26)，其中所述第一极节段(26)也限定直轴线(36)，其中所述第一极节段(26)关于所述直轴线(36)是对称的。
3.如权利要求2所述的电机，其特征在于，所述第一极节段(26)限定所述第一角位置和所述第二角位置之间的总角度差，其中所述第二极节段(28)也限定所述第一角位置和所述第二角位置之间的总角度差，并且其中所述第一极节段(26)的总角度差大致等于所述第二极节段(28)的总角度差。
4.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机是内置式永磁同步电机，并且其中所述转子(14)包括位于所述隔磁槽内的永磁体(24)。
5.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述电机是同步磁阻电机。
6.如权利要求1所述的电机，其特征在于，由所述转子(14)的所述极节段限定的所述隔磁槽是外隔磁槽，并且其中所述转子(14)的所述极节段还限定内隔磁槽，且所述外隔磁槽嵌套在第二隔磁槽内，其中所述内隔磁槽关于所述直轴线是不对称的。
7.如权利要求6所述的电机，其特征在于，所述内隔磁槽包括第一端(60)和第二端(62)，其中所述内隔磁槽的第一端(60)相对于所述直轴线限定第一角位置，其中所述内隔磁槽的第二端(62)相对于所述直轴线限定第二角位置，其中所述外隔磁槽的所述第一端(60)的所述第一角位置与所述外隔磁槽的所述第二端(62)的所述第二角位置限定差异，所述差异大致等于所述内隔磁槽的所述第一端(60)的所述第一角位置与所述内隔磁槽的所述第二端(62)的所述第二角位置之间限定的差异。
8.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述极节段是第二极节段(28)，其中所述转子(14)还包括：
限定隔磁槽和直轴线(40)的第三极节段(30)，其中所述第三极节段(30)关于所述直轴线(40)是不对称的。
9.如权利要求8所述的电机，其特征在于，所述转子(14)还包括：
限定隔磁槽和直轴线(36)的第一极节段(26)，其中所述第一极节段(26)的所述隔磁槽关于所述直轴线(36)是对称的。
10.如权利要求1所述的电机，其特征在于，所述隔磁槽包括第一臂(144)和第二臂(146)，其中所述第一臂(144)与所述直轴线(138)限定第一角度，且其中所述第二臂(146)与所述直轴线(138)限定第二角度，其中所述第一角度不同于所述第二角度。
CN201710867077.2A 2016-09-22 2017-09-22 电机 Active CN107872136B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/272,899 US10256708B2 (en) 2016-09-22 2016-09-22 Electric machine
US15/272899 2016-09-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107872136A true CN107872136A (zh) 2018-04-03
CN107872136B CN107872136B (zh) 2021-05-04

Family

ID=59887159

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710867077.2A Active CN107872136B (zh) 2016-09-22 2017-09-22 电机

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10256708B2 (zh)
EP (1) EP3300231B1 (zh)
CN (1) CN107872136B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109302039A (zh) * 2018-10-23 2019-02-01 深圳市深信创联智能科技有限责任公司 永磁辅助磁阻同步直线发电机及其控制方法
CN109672286A (zh) * 2018-12-06 2019-04-23 东南大学 一种不对称磁障式永磁磁阻同步电机转子结构
CN110994837A (zh) * 2019-12-09 2020-04-10 珠海格力电器股份有限公司 电机转子、磁阻电机和电动汽车
CN113410931A (zh) * 2020-03-16 2021-09-17 安徽威灵汽车部件有限公司 电机的转子、电机和车辆

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3255758A1 (de) * 2016-06-07 2017-12-13 Siemens Aktiengesellschaft Läufer für eine reluktanzmaschine
US10256708B2 (en) * 2016-09-22 2019-04-09 General Electric Company Electric machine
TWI593214B (zh) * 2016-12-28 2017-07-21 東元電機股份有限公司 同步磁阻馬達之轉子結構
CN109861414A (zh) * 2017-11-30 2019-06-07 日本电产株式会社 转子、马达以及包含该马达的电气设备
FR3084534B1 (fr) * 2018-07-24 2020-07-17 IFP Energies Nouvelles Rotor de machine electrique avec ponts magnetiques asymetriques
GB201814869D0 (en) 2018-09-03 2018-10-31 Rolls Royce Plc Aircraft Propulsion System
GB201814255D0 (en) 2018-09-03 2018-10-17 Rolls Royce Plc Aircraft propulsion system
CN112448503A (zh) * 2019-08-28 2021-03-05 日本电产株式会社 转子、马达以及驱动装置
EP3823136A1 (en) * 2019-11-18 2021-05-19 Xylem Europe GmbH Rotor for a synchronous machine

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1405948A (zh) * 2001-08-10 2003-03-26 雅马哈发动机株式会社 电动机转子
CN101110543A (zh) * 2006-07-17 2008-01-23 上海日立电器有限公司 压缩机以及压缩机的控制方法
CN101820238A (zh) * 2009-02-20 2010-09-01 通用汽车环球科技运作公司 用于具有不对称转子磁体的永磁电机的方法和设备
CN203104152U (zh) * 2012-10-24 2013-07-31 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机及其永磁电机转子装置
DE102012101822A1 (de) * 2012-03-05 2013-10-10 Feaam Gmbh Rotor und elektrische Maschine
CN105048671A (zh) * 2015-08-19 2015-11-11 武汉迈信电气技术有限公司 一种不对称v型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机
CN105914925A (zh) * 2016-05-18 2016-08-31 江苏仪能电机有限公司 一种高转矩密度永磁磁阻同步电机转子结构
CN105958692A (zh) * 2016-07-15 2016-09-21 东南大学 一种高转矩密度永磁磁阻同步电机转子结构

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5182483A (en) 1989-12-28 1993-01-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Squirrel-cage rotor with shaped-conductor harmonic reduction
KR100624381B1 (ko) 2005-02-02 2006-09-20 엘지전자 주식회사 영구자석 매립형 전동기의 회전자와 그 제조방법
JP4396537B2 (ja) 2005-02-10 2010-01-13 三菱電機株式会社 永久磁石型モータ
US20070152527A1 (en) * 2005-12-23 2007-07-05 Okuma Corporation Reluctance motor
GB0618729D0 (en) 2006-09-22 2006-11-01 Hobby Roger B Flux impulse motor
US7932658B2 (en) 2007-03-15 2011-04-26 A.O. Smith Corporation Interior permanent magnet motor including rotor with flux barriers
FI122696B (fi) 2010-03-31 2012-05-31 Kone Corp Sähkömoottori, nostokoneisto sekä hissijärjestelmä
US8957563B2 (en) 2011-12-07 2015-02-17 GM Global Technology Operations LLC Rotor geometry for reduction of torque ripple in a wound field machine
US9641033B2 (en) 2013-09-06 2017-05-02 General Electric Company Electric machine having offset rotor sections
WO2014124729A2 (de) 2013-02-13 2014-08-21 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Elektromaschine mit rotor
US20140246943A1 (en) 2013-03-01 2014-09-04 GM Global Technology Operations LLC Optimum rotor skew angle for an electric machine
WO2014188757A1 (ja) 2013-05-20 2014-11-27 日立オートモティブシステムズ株式会社 回転電機の回転子、回転電機、電動駆動システム、及び電動車両
GB2527101B (en) 2014-06-12 2016-10-19 Jaguar Land Rover Ltd A switched reluctance motor with reduced torque ripple
US10256708B2 (en) * 2016-09-22 2019-04-09 General Electric Company Electric machine

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1405948A (zh) * 2001-08-10 2003-03-26 雅马哈发动机株式会社 电动机转子
CN101110543A (zh) * 2006-07-17 2008-01-23 上海日立电器有限公司 压缩机以及压缩机的控制方法
CN101820238A (zh) * 2009-02-20 2010-09-01 通用汽车环球科技运作公司 用于具有不对称转子磁体的永磁电机的方法和设备
DE102012101822A1 (de) * 2012-03-05 2013-10-10 Feaam Gmbh Rotor und elektrische Maschine
CN203104152U (zh) * 2012-10-24 2013-07-31 广东美芝制冷设备有限公司 压缩机及其永磁电机转子装置
CN105048671A (zh) * 2015-08-19 2015-11-11 武汉迈信电气技术有限公司 一种不对称v型转子冲片以及使用其的内置式永磁电机
CN105914925A (zh) * 2016-05-18 2016-08-31 江苏仪能电机有限公司 一种高转矩密度永磁磁阻同步电机转子结构
CN105958692A (zh) * 2016-07-15 2016-09-21 东南大学 一种高转矩密度永磁磁阻同步电机转子结构

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109302039A (zh) * 2018-10-23 2019-02-01 深圳市深信创联智能科技有限责任公司 永磁辅助磁阻同步直线发电机及其控制方法
CN109672286A (zh) * 2018-12-06 2019-04-23 东南大学 一种不对称磁障式永磁磁阻同步电机转子结构
CN110994837A (zh) * 2019-12-09 2020-04-10 珠海格力电器股份有限公司 电机转子、磁阻电机和电动汽车
CN113410931A (zh) * 2020-03-16 2021-09-17 安徽威灵汽车部件有限公司 电机的转子、电机和车辆

Also Published As

Publication number Publication date
CN107872136B (zh) 2021-05-04
US20180083520A1 (en) 2018-03-22
EP3300231A1 (en) 2018-03-28
EP3300231B1 (en) 2021-03-24
US10256708B2 (en) 2019-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107872136A (zh) 电机
JP7246820B2 (ja) 磁場弱め機構を備える円周磁束電気機械及びその使用方法
US7067948B2 (en) Permanent-magnet rotating machine
JP4225001B2 (ja) 電動機
EP2582016B1 (en) Motor and rotor of a motor
KR102118152B1 (ko) 전동기
WO2014115655A1 (ja) 回転子およびその回転子を備えた回転電機
CN103051136B (zh) 马达
EP1628380A1 (en) Stator slot openings of a permanent magnet motor
JPWO2019064801A1 (ja) 永久磁石式回転電機
CN107873118A (zh) 高转子磁极开关磁阻电机的镜像
CN107565723A (zh) 转子
JP2020182264A (ja) 回転電機の回転子
WO2020194390A1 (ja) 回転電機
JP2003134788A (ja) 永久磁石式回転電機
CN103620927B (zh) 电动机
CN105453385A (zh) 同步驱动电机
CN104471845B (zh) 用于电磁电机或电磁发电机的定子元件的包括至少一个单一构件式刚性分支的绕组和其生产方法
JP6760014B2 (ja) 回転電機
CN1697287A (zh) 短磁路结构的无刷直流电机
CN107040107A (zh) 转子和马达
CN100581029C (zh) 永久磁铁型旋转马达
CN203151303U (zh) 一种磁浮轴承电力驱动装置
EP1540798A2 (en) A synchronous electrical machine
CN207010367U (zh) 磁阻电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant