CN109510346A - 具有非磁性插入件的转子 - Google Patents

具有非磁性插入件的转子 Download PDF

Info

Publication number
CN109510346A
CN109510346A CN201811062406.7A CN201811062406A CN109510346A CN 109510346 A CN109510346 A CN 109510346A CN 201811062406 A CN201811062406 A CN 201811062406A CN 109510346 A CN109510346 A CN 109510346A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnet
motor
holding member
cavity
rotor
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.)
Withdrawn
Application number
CN201811062406.7A
Other languages
English (en)
Inventor
梁峰
郭鲁肃
迈克尔·W·德格纳
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.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
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 Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN109510346A publication Critical patent/CN109510346A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner 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
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706Inner rotors
    • H02K1/272Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753Inner 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
    • H02K1/276Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
    • H02K1/2766Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D9/00Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
    • F03D9/20Wind motors characterised by the driven apparatus
    • F03D9/25Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/28Means for mounting or fastening rotating magnetic parts on to, or to, the rotor structures
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40Drive Train control parameters
    • B60L2240/42Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423Torque
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/16Centering rotors within the stator; Balancing rotors
    • H02K15/165Balancing the rotor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

一种用于车辆的马达,包括:定子;转子,其设置在所述定子内并限定空腔和突出到所述空腔中的保持构件;永磁体,其设置在所述空腔内;以及非磁性插入件,其设置在所述保持构件与所述磁体的端部之间以便在操作期间分离所述保持构件和所述磁体以中断定子引起的所述磁体的去磁。

Description

具有非磁性插入件的转子
本公开涉及用于在转子操作期间中断定子引起的永磁体去磁的非磁性插入件。
背景技术
用于电气化车辆(诸如电池电动车辆(“BEV”)和插电式混合动力车辆(“PHEV”))的扩展驾驶里程技术正在不断改进。然而,实现这些增加的里程通常要求与先前的BEV和PHEV相比,牵引用电池和电机具有更高的功率输出并且以增加的效率进行操作。
发明内容
一种用于车辆的马达包括:定子;转子,其设置在所述定子内并限定空腔和突出到所述空腔中的保持构件;永磁体,其设置在所述空腔内;以及非磁性插入件,其设置在所述保持构件与所述磁体的端部之间以便在操作期间分离所述保持构件和所述磁体以中断定子引起的所述磁体的去磁。
一种用于车辆的马达包括:定子,其包括被配置成从所供应的电流产生磁场的多个绕组;转子,其设置在所述定子内,所述转子限定空腔和延伸到所述空腔中的一对保持构件;永磁体,其设置在所述空腔内;以及一对非磁性插入件,每个插入件设置在所述磁体的相对端部之一与所述保持构件中的相邻保持构件之间以分离所述磁体和相应的保持构件,以便在所述定子磁场与所述转子的磁场相互作用以操作所述转子时中断定子引起的所述磁体的去磁。
一种用于马达的转子包括:叠片,其限定一对空腔,所述空腔围绕相应的第一端部彼此相邻地设置并围绕与所述第一端部相对的相应第二端部彼此远离地延伸以限定V形配置,所述叠片限定围绕所述端部突出到所述空腔中的保持构件;一对永磁体,每个磁体设置在所述空腔中的一个内;以及一对非磁性插入件,每个插入件设置在保持构件和磁体之间并与之接合,以使保持构件和磁体围绕转子操作期间产生的磁阻路径分离。
附图说明
图1是示出示例性电气化车辆的示例的框图;
图2是示例性电机的透视图;
图3A是电机的一部分的截面图;
图3B是永磁体的透视图;
图4A-4B是电机的一部分的详细截面图;
图5A-5B是电机的非磁性插入件的详细视图;
图6A-6B是中空非磁性插入件的详细视图;
图7A-7B是包括接合非磁性插入件的多层永磁体的叠片的详细视图;以及
图8A-8C是包括永磁体的叠片的详细视图,其中每个磁体接合多个非磁性插入件。
具体实施方式
在本文中描述了本公开的实施例。然而,应当理解的是,所公开的实施例仅是示例,并且其他实施例可以采用各种和替代性形式。附图不一定按比例绘制;一些特征可能被放大或最小化以便显示特定部件的细节。因此,本文所公开的特定结构细节和功能细节不应被解释为限制性的,而是仅仅作为教导本领域技术人员以不同方式运用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解,参考附图中的任一个来示出和描述的各种特征可以与在一个或多个其他附图中示出的特征相结合,以产生未明确示出或描述的实施例。所示出特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而,与本公开的教导一致的所述特征的各种组合和修改可以是特定应用或实现方式所希望的。
混合动力电动车辆的电机可以包括限定空腔的定子,所述空腔的尺寸被设计成在其中接收转子。通过电流激励定子的线圈绕组可以产生与由转子永磁体产生的磁场相互作用的磁场,由此致使转子相对于定子的旋转位移。当承受外部磁场(包括由定子绕组产生的场)和/或温度改变时,永磁体的磁性可能改变,从而导致去磁,这可能影响电机的性能。作为一个示例,去磁可能降低马达的效率并导致不平衡的磁引力,这进而导致振动和噪声的增加。
磁体的一个或多个拐角可能特别容易去磁,因为磁体止动件为去磁场创建容易的路径。作为一个示例,增加磁体厚度可以帮助减小或消除去磁。作为另一个示例,设置在磁体主体与磁体止动件之间的非磁性插入件可以增加磁体使转子操作期间产生的去磁场的影响最小化的能力。
图1描绘了示出车辆12的框图10,所述车辆12包括机械连接到混合动力变速器16的一个或多个电机14。电机14可以能够作为马达或发电机进行操作。此外,混合动力变速器16可以机械地连接到发动机18。混合动力变速器16还可以机械地连接到驱动轴20,所述驱动轴20机械地连接到车轮22。当发动机18打开或关闭时,电机14可以提供推进和减速能力。电机14还可以用作发电机,并且可以通过回收通常在摩擦制动系统中作为热量损失的能量来提供燃料经济性益处。电机14还可以提供减少的污染物排放,因为混合动力电动车辆12可以在某些条件下以电动模式或混合动力模式进行操作以减少车辆12的总体燃料消耗。
牵引用电池(或电池组)24存储并提供可由电机14使用的能量。牵引用电池24可以提供来自牵引用电池24内的一个或多个电池单元阵列(有时称为电池单元堆叠)的高压DC输出。电池单元阵列可以包括一个或多个电池单元。牵引用电池24可以通过一个或多个接触器(未示出)电连接到一个或多个动力电子装置控制器26。一个或多个接触器在打开时将牵引用电池24与其他部件隔离,并在关闭时将牵引用电池24连接到其他部件。
动力电子装置控制器26还可以电连接到电机14,并且可以被配置成在牵引用电池24与电机14之间双向传递电能。例如,牵引用电池24可提供DC电压,而电机14可能需要三相AC电压来起作用。动力电子装置控制器26可以根据电机14的要求将DC电压转换为三相AC电压。在再生模式中,动力电子装置控制器26可以将来自充当发电机的电机14的三相AC电压转换为牵引用电池24所需的DC电压。本文描述的部分同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆,混合动力变速器16可以是连接到电机14的齿轮箱,并且发动机18可以不存在。
除了提供用于推进的能量之外,牵引用电池24还可以为其他车辆电气系统提供能量。DC/DC转换器28可以将牵引用电池24的高压DC输出转换为与其他车辆负载兼容的低压DC电源。其他高压负载(诸如压缩机和电加热器)可以直接连接到高压而不使用DC/DC转换器28。低压系统可以电连接到辅助电池30(例如,12V电池)。
电池控制器33可以与牵引用电池24通信。电池控制器33可以被配置成监测和管理牵引用电池24的操作,诸如通过管理每个电池单元的温度和充电状态的电子监测系统(未示出)。
例如,车辆12可以是电气化车辆,其包括用于插电式混合动力电动车辆(PHEV)、全混合动力电动车辆(FHEV)、轻度混合动力电动车辆(MHEV)或电池电动车辆(BEV)的部件。牵引用电池24可以由外部电源36再充电。外部电源36可以是与电源插座的连接。外部电源36可以电连接到电动车辆供电设备(EVSE)38。EVSE 38可以提供用于调节和管理电源36与车辆12之间的电能传递的电路和控件。外部电源36可以向EVSE 38提供DC或AC电力。
EVSE 38可以具有用于插入车辆12的充电端口34中的充电连接器40。充电端口34可以是被配置成将电力从EVSE 38传递到车辆12的任何类型的端口。充电端口34可以电连接到充电器或车载功率转换器32。功率转换器32可以调节从EVSE 38供应的电力以向牵引用电池24提供适当的电压和电流水平。功率转换器32可以与EVSE38接口连接以协调向车辆12的电力递送。EVSE连接器40可以具有与充电端口34的相应凹槽配合的销。
图2示出用于电气化车辆的示例性电机,在本文中通常称为电机42。电机42可以包括定子44和转子46。在一些示例中,电气化车辆可包括两个电机。一个电机可以主要用作马达并且另一个电机可以主要用作发电机。马达可以进行操作以将电力转换为机械动力并且发电机可以进行操作以将机械动力转换为电力。
在一个示例中,定子44可以限定空腔50。转子46的尺寸可以被设计成用于在空腔50内进行设置和操作。可操作地连接到转子46的轴(未示出)可以驱动其旋转和/或将通过转子46的操作产生的旋转能量传递到车辆12的一个或多个子系统。定子44可以包括绕组48,所述绕组48围绕空腔50的外周设置以围绕转子46的外表面。在电机马达示例中,可以将电流馈送到绕组48以致使转子46旋转。在电机发电机示例中,可以移除通过转子46的旋转而在绕组48中产生的电流以为车辆12的部件供电。
在一些示例中,转子46和定子44可以包括一个或多个铁叠片。图3A示出包括定子叠片部分(下文称为定子叠片)58和转子叠片部分(下文称为转子叠片)62的局部径向截面图56。叠片58、62可以在定子叠片58的内周与转子叠片62的外周之间限定气隙64。在一些情况下,叠片58、62可能以堆叠方式布置并且相对于彼此进一步互锁或松散。
定子叠片58可以限定多个开口60,所述开口60从定子叠片58的内周径向延伸并且尺寸设计成容纳或保持线圈绕组(例如,绕组48)。转子叠片62可以限定设置在转子叠片62的外周附近的多个永磁体开口(空腔)66,并且每个空腔66的尺寸被设计成接收永磁体68。应当理解的是,磁体68和空腔66可以包括垂直于旋转轴线54的对应截面形状,诸如所示的矩形形状或者可选地为弧形形状。转子叠片62还可以限定用于接收驱动轴56的圆形中心开口、以及被配置成适应冷却油通过转子46流动的一个或多个开口(未示出)。
图3B示出示例性磁体68的透视图70。每个磁体68的截面可以是大致矩形的,例如,包括围绕相应端部结合在一起以形成外壳并通过顶部和底部进一步互连的四个侧壁。作为示例,磁体68的第一端部72可以限定北极,并且与第一端部72相对的第二端部74可以限定南极。作为另一个示例,线76可以示出从北极到南极的磁通流。永磁体68可以包括适用于电机14的任何类型的磁性或非磁性材料或其组合。例如,多个永磁体68中的每一个可以包括以下中的一个或多个:铁氧体磁体、铝镍钴磁体、稀土磁体(诸如但不限于钕铁硼(NedFeB))等。
磁体68可以端对端地设置在磁体空腔66中,其中一个磁体68的端部80邻接相邻磁体68的端部82。空腔66可包括切口、狭槽、通孔等。定子44的绕组48可以与设置在转子46的空腔66内的永磁体68磁性相互作用以产生转矩,从而产生转子46相对于定子44绕旋转轴线54的旋转。
图4A示出转子叠片62内的一对嵌入式永磁体68的示例性布局83。转子叠片62可包括限定多个永磁体空腔66的多个内壁。例如,第一内壁78、第二内壁84、第三内壁88和第四内壁90限定多个永磁体空腔66中的第一永磁体空腔(下文称为第一空腔)66a。在示例性实施例中,转子叠片62还可包括限定第二永磁体空腔(下文称为第二空腔)66b的内壁。空腔66a-b可以是大致矩形的开口。附加地或可替代地,空腔66a-b可以具有符合容纳永磁体68以操作转子46的任何合适形状。
第一永磁体68a可以设置在第一空腔66a内,并且第二磁体68b可以设置在第二空腔66b内。设置在空腔66内的磁体68可以围绕磁体68的相对端部限定一个或多个空气穴(或气隙)67。给定空腔66的多个穴67的大小和形状可以彼此相同或不同,并且给定转子叠片62的多个穴67的相应测量容量和空间尺寸同样可以相同或不同。
在一些示例中,转子46可以限定多个转子磁极(例如,十个转子磁极),其中每个转子46的磁极包括两个永磁体68。例如,第一磁体68a和第二磁体68b可以限定第一转子磁极。同样,嵌入转子46内的两个附加永磁体(未示出)可以限定第二转子磁极等。在一些示例中,转子46可以包括与电机14的期望操作参数值一致的任何数量的磁极。附加地或可替代地,多个转子46中的每一个可以由更多或更少的嵌入式永磁体68限定,诸如但不限于一个永磁体、三个永磁体、四个永磁体、或与电机14的期望操作参数值一致的另一个数量的永磁体。
转子叠片62可以限定被配置成将磁体68固定在对应空腔66内的多个保持构件(例如,磁性止动件86)。作为一个示例,转子叠片62可以限定突出(或延伸)到第一空腔66a中的第一对保持构件86a、86b,以及突出到第二空腔66b中的第二对保持构件86c、86d。保持构件86可以是从叠片62的内壁之一基本径向延伸的突起。在一些示例中,保持构件86也可以被称为突出构件和/或突片。虽然图4A所示的示例性布局83包括保持构件86a-d,但还可以考虑其他布局83,所述布局83包括从转子叠片62的相同或不同的内壁突出到每个磁体空腔66中和/或突出到磁体空腔66中的更多或更少的保持构件86。
保持构件86可以被配置成使永磁体68朝向叠片62的内壁偏移以便在转子46的操作期间保持磁体68在空腔66内的位置。图4B示出转子叠片62内的永磁体68a的示例性布局91。在一个示例中,保持构件86a可以接合磁体68a的第一边缘92a的至少一部分,并且可以被配置成使磁体68a朝向空腔66a的第四内壁90偏置。附加地或可替代地,保持构件86b可以接合磁体68a的第二边缘92b的至少一部分,并且可以配置成使磁体68a朝向空腔66a的第二内壁84偏置。
保持构件86a-b可以从第一内壁78延伸,使得对应保持构件86与第一内壁78之间的相应角度94a-b小于预定阈值。可以确定每个保持构件86a-b的相应宽度96(即,相应保持构件86延伸到空腔66a中的距离),使得保持构件86a-b延伸以分别接合永磁体68a的第一边缘92a和第二边缘92b的预定部分。可设想角度94a和94b可以是不同的或相同的。同样地,可设想对应宽度96可以具有与彼此相同或不同的大小。此外,给定转子叠片62的一个或多个保持构件86可以各自包括可能彼此相同或不同的附加结构、空间、尺寸或几何特征,例如厚度、宽度、相对于一个或若干个内壁的倾斜等。
在转子46相对于定子44的操作期间,磁通流98a可以由定子44的绕组48产生,并且可以特别地吸引和/或指向一个或多个保持构件86,从而导致磁体68的与保持构件86接合的区域的去磁。作为一个示例,去磁可能降低电机14的效率和/或导致不平衡的磁引力,这进而导致振动和噪声的增加。尽管通常使用箭头98指示磁通流,但也可设想具有与磁通流98不同的大小和方向的磁通流。
图5A示出转子叠片62内的一对嵌入式永磁体68c-d的示例性布局100。转子叠片62可以包括限定一对永磁体空腔66a-b的多个内壁,例如分别为第一、第二、第三和第四内壁78a-b、84a-b、88a-b、90a-b。每个空腔66a-b的尺寸可以被设计成接收永磁体68c-d中的一个,每个磁体68的截面基本上为矩形并且限定一对相对的边缘92。
从空腔66的一个或多个内壁延伸到一个或两个空腔66a-b中的多个保持构件86a-d可以被配置成固定设置在其中的磁体68c-d的位置,使得在转子46的操作期间,磁体68c-d的位置不会改变。在一个示例中,每个腔66a-b中的保持构件86a-d中的至少一个可以接合磁体68c的相对边缘92c-d中的至少一个,并且可以被配置成使磁体68c朝向空腔66a的相对内壁偏置。
如至少参考图4A-4B所描述的,成对的保持构件86可能以基本径向的方式从叠片62的内壁之一突出(或延伸)到空腔66中。此外,布局100可以包括从转子叠片62的相同或不同的内壁突出到每个磁体空腔66中的更多或更少的保持构件86和/或突出到磁体空腔66中的保持构件86。
布局100可包括多个非磁性插入件102,例如插入件102a-b,每个插入件102a被配置成接合两者:(i)磁体68的至少一部分和(ii)保持构件86,以分离磁体68和保持构件86。在一个示例中,设置在磁体68c与保持构件86a之间的非磁性插入件102a可以被配置成使磁体68c朝向空腔66a的内壁偏置,所述内壁与延伸出保持构件86a的内壁相对。因此,设置在磁体68c与保持构件86a之间的从第二内壁84a延伸的非磁性插入件102a可以使磁体68c朝向第四内壁90a偏置等。
非磁性插入件102可以致使在转子46相对于定子44的操作期间产生的磁通流98在到达保持构件86之前减少和/或消除。作为一个示例,插入件102可以致使吸引到和/或指向给定保持构件86的磁通流98的量在到达保持构件86之前减少或完全消散,使得所产生的磁通流98与在保持构件86a处测量的磁通流98之间的差异大于预定阈值。
图5B示出转子叠片62内的永磁体68c的示例性布局104。非磁性插入件102a的第一插入边缘106a可以接合磁体68c的至少一部分,并且非磁性插入件102a的第二插入边缘108a可以同时接合保持构件86a的至少一部分。由此,非磁性插入件102a可以分离磁体68c和保持构件86a,并且影响在转子46和定子44的操作期间产生的磁通流98的量。在一个示例中,插入件102a可以致使围绕保持构件86a测量的磁通量98b与在转子46和定子44的操作期间产生的磁通流98之间的差异大于预定阈值。
在一个示例中,非磁性插入件102a的截面可以是基本上矩形的,并且可以包括一种或多种非磁性材料(诸如但不限于环氧树脂、胶结剂等)。非磁性插入件102a可以限定沿着磁体68c的第一边缘92c测量的插入件宽度110。例如,插入件宽度110可以大于保持构件86a的宽度96。此外,非磁性插入件102a的插入件宽度110可以小于磁体68c的宽度,例如由第一边缘92c的长度限定。
附加地或可替代地,可以相对于磁体68c的第二边缘92d和保持构件86b中的一者或两者来确定非磁性插入件102a的宽度110。在一个示例中,延伸到空腔66a中的保持构件86b可以接合磁体68c的第二边缘92d的至少一部分,并且可以使磁体68c朝向内壁偏置,所述内壁与延伸出磁体内壁相对设置,例如使磁体68c朝向空腔66a的第二内壁84a偏置。由此,非磁性插入件102a的宽度110可以根据保持构件86b的宽度96和磁体68c的宽度中的一者或两者来确定,例如由第二边缘92d的长度限定。同样地,可设想保持构件86a、86b中的每一个的相应宽度96可以具有彼此相同或不同的大小。
非磁性插入件102a可以限定相对于磁体68c的长度114(例如,如在磁体68c的边缘92c与92d之间测量的)和保持构件86a与86b之间的距离116中的一者或两者测量的插入件长度112。此外,插入件长度112可以相对于给定转子叠片62的保持构件86a-b的一个或多个其他结构、空间、尺寸或几何特征来测量,所述特征诸如但不限于厚度、宽度、相对于一个或若干个内壁的倾斜等等,其可以彼此相同或不同。
还可设想,非磁性插入件102a的截面形状和/或尺寸(诸如但不限于宽度110、长度112等)可以根据当插入件102a在转子46的操作期间分离磁体68c和保持构件86a时围绕保持构件86a测量的磁通流98b来限定。附加地或可替代地,可以限定非磁性插入件102a的截面形状和/或尺寸,使得围绕保持构件86a测量的磁通流98b与在转子46和定子44的操作期间产生的磁通流98之间的差异大于预定阈值。
图6A-6B分别示出示例性布局118-A和118-B,每个布局118包括设置在空腔66a内的永磁体68c和设置在其间的非磁性插入件102c。在一些示例中,非磁性插入件102c可以是基本上中空的。例如,非磁性插入件102c可以在其中限定一个或多个空腔(或空隙)120,诸如基本上椭圆形的空隙120a(如图6A所示)或者基本上矩形的空隙120b(如图6B所示)。可设想空隙120的截面形状、大小和比例尺寸可以相对于非磁性插入件102c的尺寸和比例尺寸来确定,如至少参考图5A-5B所描述的。附加地或可替代地,可以确定空隙120的截面形状、大小和比例尺寸,使得所产生的磁通流与所测量的磁通流之间的差异大于预定阈值。
图7A示出转子叠片62的示例性布局122-A,其限定多个空腔66a-c。空腔66a-c可以相对于彼此布置在多个层124、126中,并且每个空腔的尺寸可以被设置成在其中接收永磁体68c-e中的一个。在一个示例中,层124可以包括空腔66a-b和分别设置在其中的永磁体68c-d。层124的空腔66a-b可以基本上布置成V形配置,其形成弧形路径,例如朝向转子叠片62向外的外周凸出地延伸,使得磁体68c-d可以端对端地设置。设置在保持构件86a、86c和磁体68a-b之间的非磁性插入件102a-b可以被配置成在转子46和定子44中的一者或两者的操作期间中断定子引起的磁体68a-b的去磁。
在另一个示例中,层126可以包括被成形为限定垂直于旋转轴线54的截面并形成直线路径的空腔66c。空腔66c的尺寸可以设计成接收具有一对相对边缘92e-f的永磁体68e。层126可包括一对非磁性插入件102c-d,每个插入件设置在延伸到空腔66c中的保持构件86e-f之一和与其相邻的磁体68e的边缘92e-f之间。
图7B示出转子叠片62的示例性布局122-B,其限定多个空腔66a、66b、66d、66e。空腔66a、66b、66d、66e可以布置在两层124、128中,其中层124是径向内层并且层128是径向外层。层124、128可以成形为限定远离旋转轴线54向外凸出定向的弧形路径。在一些示例中,层124可以包括尺寸被设置成分别接收磁体68c、68d的空腔66a、66b,并且层128可以包括尺寸被设置成分别接收磁体68f、66g的空腔66d、66e。
保持构件86g、86h可以从限定空腔66d的内壁之一延伸到空腔66d中,并且保持构件86i、86j可以从限定空腔66e的内壁之一延伸到空腔66e中。非磁性插入件102e可以设置在空腔66d中延伸的保持构件86g与磁体68f的径向最外端部之间。非磁性插入件102f可以设置在延伸到空腔66e中的保持构件86i与磁体68g的径向最外端部之间。插入件102e、102f可以分离磁体68的端部和保持构件86,并且可以致使在转子46和定子44的操作期间产生的磁通量98在到达相应的保持构件86之前减少。在一些示例中,磁体68的径向最外端部可以相对于旋转轴线54限定,使得磁体68的最外端部可以是磁体68的最远离旋转轴线54定位的端部。
图8A-8C分别示出转子叠片62的示例性布局124-A、124-B和124-C,每个转子叠片62限定多个空腔66。空腔66可以围绕转子叠片62的外周布置在弧形路径和直线路径之一中并且其尺寸可以被设置成在其中接收永磁体68。如图8B-8C所示,空腔66可以布置在多个层中,每个层相对于旋转轴线54彼此相对地布置。一对非磁性插入件102可以设置在磁体68的每个远端和与其相邻的保持构件86之间以分离磁体68和保持构件86。在一些示例中,一个或多个非磁性插入件102可以胶结到磁体68的边缘92以中断插入件102和磁体68相对于彼此的移动。此外,非磁性插入件102的截面形状和/或尺寸(诸如但不限于长度、宽度、厚度等)可以根据当插入件102在转子46的操作期间分离磁体68和保持构件86时围绕保持构件86测量的磁通流98来限定。附加地或可替代地,可以限定非磁性插入件102a的截面形状和/或尺寸,使得(i)在转子46和定子44的操作期间产生的磁通流98与(ii)围绕保持构件86测量的磁通流98之间的差异大于预定阈值。
在说明书中使用的措词是用于描述而非限制性的措词,并且应当理解的是,可在不背离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述,各种实施例的特征可以组合以形成可能未明确描述或说明的本发明的其他实施例。虽然各种实施例可以被描述为相对于一个或多个期望特性提供优点或优于其他实施例或现有技术实现方式,但本领域普通技术人员认识到可以折衷一个或多个特征或特性以实现期望的整体系统属性,这取决于具体的应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此,描述为相对于一个或多个特性而言不如其他实施例或现有技术实现方式那样期望的实施例不在本公开的范围之外,并且对于特定应用可能是期望的。
根据本发明,提供了一种用于车辆的马达,所述马达具有:定子;转子,其设置在所述定子内并限定空腔和突出到所述空腔中的保持构件;永磁体,其设置在所述空腔内;以及非磁性插入件,其设置在所述保持构件与所述磁体的端部之间以便在操作期间分离所述保持构件和所述磁体以中断定子引起的所述磁体的去磁。
根据实施例,所述插入件是中空的。
根据实施例,所述插入件是环氧树脂或胶结剂。
根据实施例,所述端部邻近所述转子的外周。
根据实施例,所述插入件胶结到所述磁体。
根据实施例,所述插入件的宽度小于所述端部的宽度。
根据实施例,所述插入件的宽度大于所述保持构件的宽度。
根据实施例,上述发明的特征还在于填充由所述插入件、所述端部和所述保持构件限定的气隙的环氧树脂材料。
根据本发明,提供了一种用于车辆的马达,所述马达具有:定子,其包括被配置成从所供应的电流产生磁场的多个绕组;转子,其设置在所述定子内,所述转子限定空腔和延伸到所述空腔中的一对保持构件;永磁体,其设置在所述空腔内;以及一对非磁性插入件,每个插入件设置在所述磁体的相对端部之一与所述保持构件中的相邻保持构件之间以分离所述磁体和相应的保持构件,以便在所述的定子磁场与所述转子的磁场相互作用以操作所述转子时中断定子引起的所述磁体的去磁。
根据实施例,所述插入件是中空的。
根据实施例,所述中空插入件的空隙是矩形或椭圆形空隙。
根据实施例,所述插入件是环氧树脂或胶结剂。
根据实施例,每个所述插入件的宽度小于所述对应端部的宽度。
根据实施例,每个所述插入件的宽度大于所述对应保持构件的宽度。
根据实施例,所述插入件胶结到所述对应端部。
根据实施例,上述发明的特征还在于填充由所述插入件、所述端部和所述保持构件限定的气隙以密封所述空腔的环氧树脂材料。
根据本发明,提供了一种用于马达的转子,所述转子具有:叠片,其限定一对空腔,所述空腔围绕相应的第一端部彼此相邻地设置并围绕与所述第一端部相对的相应第二端彼此远离地延伸以限定V形配置,所述叠片限定围绕所述端部突出到所述空腔中的保持构件;一对永磁体,每个磁体设置在所述空腔中的一个内;以及一对非磁性插入件,每个插入件设置在保持构件和磁体之间并与之接合,以使保持构件和磁体围绕转子操作期间产生的磁阻路径分离。
根据实施例,所述叠层还限定在所述第二端部之间以直线延伸的第三空腔,并且限定突出到所述第三空腔中的对应保持构件。
根据实施例,上述发明的特征还在于设置在第三空腔内的第三永磁体,以及设置在所述第三永磁体与所述对应保持构件中的一个之间以围绕所述转子的操作期间产生的磁阻路径分离所述第三永磁体与所述对应保持构件的第三和第四非磁性插入件。
根据实施例,所述叠层还限定第二对空腔,其设置在所述第一对空腔与所述叠片的外周之间并且限定V形配置。

Claims (15)

1.一种用于车辆的马达,其包括:
定子;
转子,其设置在所述定子内并限定空腔和突出到所述空腔中的保持构件;
永磁体,其设置在所述空腔内;以及
非磁性插入件,其设置在所述保持构件与所述磁体的端部之间以便在操作期间分离所述保持构件和所述磁体以中断定子引起的所述磁体的去磁。
2.如权利要求1所述的马达,其中所述插入件是中空的。
3.如权利要求1所述的马达,其中所述插入件是环氧树脂或胶结剂。
4.如权利要求1所述的马达,其中所述端部邻近所述转子的外周。
5.如权利要求1所述的马达,其中所述插入件胶结到所述磁体。
6.如权利要求1所述的马达,其中所述插入件的宽度小于所述端部的宽度。
7.如权利要求6所述的马达,其中所述插入件的所述宽度大于所述保持构件的宽度。
8.一种用于车辆的马达,其包括:
定子,其包括被配置成从所供应的电流产生磁场的多个绕组;
转子,其设置在所述定子内,所述转子限定空腔和延伸到所述空腔中的一对保持构件;
永磁体,其设置在所述空腔内;以及
一对非磁性插入件,每个插入件设置在所述磁体的相对端部之一与所述保持构件中的相邻保持构件之间以分离所述磁体和相应的保持构件,以便在所述的定子磁场与所述转子的磁场相互作用以操作所述转子时中断定子引起的所述磁体的去磁。
9.如权利要求8所述的马达,其中所述插入件是中空的。
10.如权利要求9所述的马达,其中所述中空插入件的空隙是矩形或椭圆形空隙。
11.如权利要求8所述的马达,其中所述插入件是环氧树脂或胶结剂。
12.如权利要求8所述的马达,其中每个所述插入件的宽度小于所述对应端部的宽度。
13.如权利要求12所述的马达,其中每个所述插入件的所述宽度大于所述对应保持构件的宽度。
14.如权利要求8所述的马达,其中所述插入件胶结到所述对应端部。
15.如权利要求8所述的马达,其还包括环氧树脂材料,所述环氧树脂材料填充由所述插入件、所述端部和所述保持构件限定的气隙以密封所述空腔。
CN201811062406.7A 2017-09-15 2018-09-12 具有非磁性插入件的转子 Withdrawn CN109510346A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/706,431 US20190089212A1 (en) 2017-09-15 2017-09-15 Rotor with nonmagnetic insert
US15/706,431 2017-09-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109510346A true CN109510346A (zh) 2019-03-22

Family

ID=65526658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811062406.7A Withdrawn CN109510346A (zh) 2017-09-15 2018-09-12 具有非磁性插入件的转子

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20190089212A1 (zh)
CN (1) CN109510346A (zh)
DE (1) DE102018122455A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110752685A (zh) * 2019-09-30 2020-02-04 华为技术有限公司 转子铁芯片、转子铁芯、转子、永磁同步电机及相关产品

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000341920A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Meidensha Corp 永久磁石埋め込み型モータ
CN102474142A (zh) * 2009-07-03 2012-05-23 三菱电机株式会社 永久磁铁型旋转电机
CN102668343A (zh) * 2009-12-22 2012-09-12 丰田自动车株式会社 转子和转子的制造方法
CN203589986U (zh) * 2012-10-04 2014-05-07 三菱电机株式会社 永磁体埋入型电动机
US20170155292A1 (en) * 2014-04-23 2017-06-01 Hitachi, Ltd. Permanent Magnet Dynamo-Electric Machine

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008067474A (ja) * 2006-09-06 2008-03-21 Mitsui High Tec Inc 回転子
JP5479978B2 (ja) * 2010-03-30 2014-04-23 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機
JP5372296B2 (ja) * 2011-05-16 2013-12-18 三菱電機株式会社 永久磁石型回転電機
JP6319973B2 (ja) * 2012-10-19 2018-05-09 株式会社東芝 永久磁石型回転電機
US9479017B2 (en) * 2014-07-22 2016-10-25 GM Global Technology Operations LLC Deep V-magnet cavity structure rotor
US20160200213A1 (en) * 2015-01-13 2016-07-14 Ford Global Technologies, Llc Bi-Directional Current Sensing Using Unipolar Sensors With Closed Loop Feedback

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000341920A (ja) * 1999-05-26 2000-12-08 Meidensha Corp 永久磁石埋め込み型モータ
CN102474142A (zh) * 2009-07-03 2012-05-23 三菱电机株式会社 永久磁铁型旋转电机
CN102668343A (zh) * 2009-12-22 2012-09-12 丰田自动车株式会社 转子和转子的制造方法
CN203589986U (zh) * 2012-10-04 2014-05-07 三菱电机株式会社 永磁体埋入型电动机
US20170155292A1 (en) * 2014-04-23 2017-06-01 Hitachi, Ltd. Permanent Magnet Dynamo-Electric Machine

Also Published As

Publication number Publication date
US20190089212A1 (en) 2019-03-21
DE102018122455A1 (de) 2019-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11005320B2 (en) Variable flux bridge for rotor of an electric machine
US7759837B2 (en) Rotating electrical machine
JP4319961B2 (ja) 回転電機及び電機巻線
US8294320B2 (en) Interior permanent magnet machine
US7791241B2 (en) Permanent magnet type three-phase AC generator
US9979266B2 (en) Electrical rotating machines
CN105745820B (zh) 旋转电机和具备该旋转电机的电动车辆
EP2518871A1 (en) Rotor and rotor manufacturing method
US20210367465A1 (en) Rotating electrical machine
US8723382B2 (en) Electromagnetic motor-generator unit
US9935532B2 (en) Double-rotor type electrical rotating machines
CN101771315A (zh) 带有分段铁氧体磁体的永磁电机的方法和设备
CN108933509A (zh) 用于电机转子的可变磁通桥
CN105680652A (zh) 混合磁路双定子弱磁扩速实心转子永磁同步电机及其方法
KR101938888B1 (ko) 모터와 알터네이터를 융합한 구동기계
WO2011121770A1 (ja) 車両用交流発電機
CN108933486A (zh) 用于电机转子的可变磁通桥
JPH05304752A (ja) 電気自動車駆動用交流電動機
US6707226B2 (en) Rotor of revolving field type AC generator
CN105763009A (zh) 混合磁路低谐波多定子弱磁扩速永磁同步电机及其方法
CN109510346A (zh) 具有非磁性插入件的转子
US20120293105A1 (en) Rotor slot asymmetry in an electric motor
KR101938889B1 (ko) 모터와 알터네이터를 융합한 전동차용 인휠 시스템
CN115411857A (zh) 轴向电机转子、轴向电机、动力总成及车辆
US11018567B2 (en) Permanent magnet rotor with enhanced demagnetization protection

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20190322